NACHRICHTEN

Ein Kompaktleistungsschalter (MCCB) ist eine Art elektrischer Schutzvorrichtung, mit der der Stromkreis vor übermäßigem Strom geschützt wird, der zu Überlastung oder Kurzschluss führen kann. Mit einer Nennstromstärke von bis zu 1600 A können MCCBs für einen weiten Bereich von Spannungen und Frequenzen mit einstellbaren Auslöseeinstellungen verwendet werden. Diese Leistungsschalter werden anstelle von Leitungsschutzschaltern (MCBs) in PV-Großanlagen zur Isolierung und zum Schutz des Systems verwendet.

Wie das MCCB funktioniert

Das MCCB verwendet ein temperaturempfindliches Gerät (das thermische Element) mit einem stromempfindlichen elektromagnetischen Gerät (das magnetische Element), um den Auslösemechanismus für Schutz- und Isolationszwecke bereitzustellen. Dies ermöglicht es dem MCCB, Folgendes bereitzustellen:
•Überspannungschutz,
• Elektrischer Fehlerschutz gegen Kurzschlussströme
• Elektrischer Schalter zum Trennen.

Überspannungschutz

Der Überlastschutz wird vom MCCB über die temperaturempfindliche Komponente bereitgestellt. Diese Komponente ist im Wesentlichen ein Bimetallkontakt: ein Kontakt, der aus zwei Metallen besteht, die sich bei hoher Temperatur unterschiedlich schnell ausdehnen. Unter normalen Betriebsbedingungen lässt der Bimetallkontakt den elektrischen Strom durch den MCCB fließen. Wenn der Strom den Auslösewert überschreitet, beginnt sich der Bimetallkontakt aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungsrate innerhalb des Kontakts zu erwärmen und wegzubiegen. Schließlich wird der Kontakt so weit gebogen, dass die Auslösestange physisch gedrückt und die Kontakte entriegelt werden, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird.

Der Wärmeschutz des MCCB hat typischerweise eine Zeitverzögerung, um eine kurze Überstromdauer zu ermöglichen, die üblicherweise bei einigen Geräteoperationen auftritt, wie z. B. Einschaltströme, die beim Starten von Motoren auftreten. Diese Zeitverzögerung ermöglicht es der Schaltung, unter diesen Umständen weiter zu arbeiten, ohne den MCCB auszulösen.

Elektrischer Fehlerschutz gegen Kurzschlussströme

MCCBs bieten eine sofortige Reaktion auf einen Kurzschlussfehler, basierend auf dem Prinzip des Elektromagnetismus. Der MCCB enthält eine Magnetspule, die ein kleines elektromagnetisches Feld erzeugt, wenn Strom durch den MCCB fließt. Während des normalen Betriebs ist das von der Magnetspule erzeugte elektromagnetische Feld vernachlässigbar. Wenn jedoch ein Kurzschlussfehler im Stromkreis auftritt, beginnt ein großer Strom durch den Magneten zu fließen, und infolgedessen wird ein starkes elektromagnetisches Feld aufgebaut, das die Auslösestange anzieht und die Kontakte öffnet.

Elektrischer Schalter zum Trennen

MCCBs können neben Auslösemechanismen auch als manuelle Trennschalter bei Not- oder Wartungsarbeiten eingesetzt werden. Beim Öffnen des Kontakts kann ein Bogen erstellt werden. Um dem entgegenzuwirken, verfügen MCCBs über interne Lichtbogenableitungsmechanismen, um den Lichtbogen zu löschen.

Entschlüsseln von MCCB-Eigenschaften und -Bewertungen

MCCB-Hersteller müssen die Betriebseigenschaften des MCCB angeben. Einige der allgemeinen Parameter werden nachfolgend erläutert:
Bemessungsrahmenstrom (Inm):
Der maximale Strom, für den der MCCB ausgelegt ist. Dieser Nennrahmenstrom definiert die Obergrenze des einstellbaren Auslösestrombereichs. Dieser Wert bestimmt die Rahmengröße des Leistungsschalters.
Nennstrom (In):
Der Nennstromwert bestimmt, wann der MCCB aufgrund eines Überlastschutzes auslöst. Dieser Wert kann auf ein Maximum des Nennrahmenstroms eingestellt werden.
Bemessungsisolationsspannung (Ui):
Dieser Wert gibt die maximale Spannung an, der der MCCB unter Laborbedingungen widerstehen kann. Die Nennspannung von MCCB ist normalerweise niedriger als dieser Wert, um einen Sicherheitsspielraum bereitzustellen.
Nennarbeitsspannung (Ue):
Dieser Wert ist die Nennspannung für den Dauerbetrieb von MCCB. Sie ist normalerweise gleich oder nahe an der Systemspannung.
Bemessungsimpulsfestigkeit (Uimp):
Dieser Wert ist die transiente Spitzenspannung, der der Leistungsschalter durch Schaltstöße oder Blitzeinschläge standhalten kann. Dieser Wert bestimmt die Fähigkeit des MCCB, vorübergehenden Überspannungen standzuhalten. Die Standardgröße für Impulstests beträgt 1,2 / 50µs.
Betriebskurzschlussunterbrechungskapazität (Ics):
Dies ist der höchste Fehlerstrom, den der MCCB verarbeiten kann, ohne dauerhaft beschädigt zu werden. MCCBs können nach einer Fehlerunterbrechung im Allgemeinen wiederverwendet werden, sofern sie diesen Wert nicht überschreiten. Je höher die Ics, desto zuverlässiger ist der Leistungsschalter.
Ultimative Kurzschlussunterbrechungskapazität (Icu):
Dies ist der höchste Fehlerstromwert, den die MCCB verarbeiten kann. Wenn der Fehlerstrom diesen Wert überschreitet, kann die MCCB nicht auslösen. In diesem Fall muss ein anderer Schutzmechanismus mit einem höheren Schaltvermögen funktionieren. Dies zeigt die Betriebssicherheit des MCCB an. Es ist wichtig zu beachten, dass der MCCB den Fehler zwar beheben kann, aber Icu nicht überschreitet, der MCCB den Fehler zwar beheben kann, jedoch beschädigt werden kann und ausgetauscht werden muss.
Mechanische Lebensdauer: Dies ist die maximale Häufigkeit, mit der das MCCB manuell betrieben werden kann, bevor es ausfällt.
Elektrische Lebensdauer: Dies ist die maximale Häufigkeit, mit der der MCCB auslösen kann, bevor er ausfällt.

Dimensionierung des MCCB

MCCBs in einem Stromkreis sollten entsprechend dem erwarteten Betriebsstrom des Stromkreises und möglichen Fehlerströmen dimensioniert werden. Die drei Hauptkriterien bei der Auswahl von MCCBs sind:
• Die Nennarbeitsspannung (Ue) des MCCB sollte der Systemspannung ähnlich sein.
• Der Auslösewert des MCCB sollte entsprechend dem von der Last aufgenommenen Strom angepasst werden.
• Das Schaltvermögen des MCCB muss höher sein als die theoretisch möglichen Fehlerströme.

Arten von MCCB

Abbildung 1: Auslösekurve der MCCBs vom Typ B, C und D.

MCCB-Wartung

MCCBs sind hohen Strömen ausgesetzt; Daher ist die Wartung von MCCBs für einen zuverlässigen Betrieb von entscheidender Bedeutung. Einige der Wartungsverfahren werden nachfolgend erläutert:

1. Sichtprüfung
Bei der Sichtprüfung eines MCCB ist es wichtig, auf verformte Kontakte oder Risse im Gehäuse oder in der Isolierung zu achten. Verbrennungsspuren an Kontakt oder Gehäuse sollten mit Vorsicht behandelt werden.

2. Schmierung
Einige MCCBs erfordern eine ausreichende Schmierung, um den reibungslosen Betrieb des manuellen Trennschalters und der internen beweglichen Teile zu gewährleisten.

3. Reinigung
Die Schmutzablagerungen auf MCCBs können die MCCB-Komponenten beschädigen. Wenn der Schmutz leitendes Material enthält, kann dies einen Strompfad erzeugen und einen internen Fehler verursachen.

4. Testen
Es gibt drei Haupttests, die im Rahmen des Wartungsvorgangs eines MCCB durchgeführt werden.
Isolationswiderstandsprüfung:
Die Tests für einen MCCB sollten durchgeführt werden, indem der MCCB getrennt und die Isolation zwischen den Phasen und zwischen den Versorgungs- und Lastanschlüssen getestet wird. Wenn der gemessene Isolationswiderstand niedriger als der vom Hersteller empfohlene Isolationswiderstandswert ist, kann der MCCB keinen ausreichenden Schutz bieten.

Kontakt Widerstand
Dieser Test wird durchgeführt, indem der Widerstand der elektrischen Kontakte getestet wird. Der gemessene Wert wird mit dem vom Hersteller angegebenen Wert verglichen. Unter normalen Betriebsbedingungen ist der Kontaktwiderstand sehr gering, da MCCBs den Betriebsstrom mit minimalen Verlusten durchlassen müssen.

Auslösetest
Dieser Test wird durchgeführt, indem die Reaktion des MCCB unter simulierten Überstrom- und Fehlerbedingungen getestet wird. Der Wärmeschutz des MCCB wird getestet, indem ein großer Strom durch den MCCB geleitet wird (300% des Nennwerts). Wenn der Leistungsschalter nicht auslöst, ist dies ein Hinweis auf ein Versagen des Wärmeschutzes. Der Test auf magnetischen Schutz wird durchgeführt, indem kurze Impulse mit sehr hohem Strom laufen. Unter normalen Bedingungen erfolgt der Magnetschutz sofort. Dieser Test sollte ganz am Ende durchgeführt werden, da hohe Ströme die Temperatur der Kontakte und der Isolierung erhöhen. Dies kann die Ergebnisse der beiden anderen Tests verändern.

Fazit
Die richtige Auswahl der MCCBs für die erforderliche Anwendung ist der Schlüssel für einen angemessenen Schutz an Standorten mit Hochleistungsgeräten. Es ist auch wichtig, in regelmäßigen Abständen und jedes Mal nach Aktivierung der Auslösemechanismen Wartungsmaßnahmen durchzuführen, um die Sicherheit des Standorts zu gewährleisten.