Der Miniatur-Leistungsschalter (kurz: MCB) ist eine der am häufigsten verwendeten Klemmenschutzeinrichtungen in elektrischen Stromverteilungsanlagen. Er wird üblicherweise für ein- und dreiphasigen Kurzschluss-, Überlast- und Überspannungsschutz unter 125 A eingesetzt und ist in der Regel ein-, zwei-, drei- und vierpolig erhältlich. Die Hauptfunktion des Miniatur-Leistungsschalters (MCB) besteht darin, den Stromkreis zu schalten. Überschreitet der Strom durch den Miniatur-Leistungsschalter den eingestellten Wert, wird der Stromkreis nach einer gewissen Verzögerung automatisch unterbrochen. Bei Bedarf kann der Stromkreis auch wie ein normaler Schalter manuell ein- und ausgeschaltet werden.
Aufbau und Funktionsprinzip eines Miniatur-Leistungsschalters (MCB)
Miniatur-Leistungsschalter (MCB) bestehen aus thermoplastischem Isoliermaterial in einem Gehäuse mit guten mechanischen, thermischen und isolierenden Eigenschaften. Das Schaltsystem besteht aus festen statischen und beweglichen Kontakten, wobei Kontakte und Ausgangsleitungen miteinander und mit Lastanschlüssen verbunden sind. Die Kontakte und stromführenden Teile bestehen aus Elektrolytkupfer oder Silberlegierungen, deren Auswahl von der Nennspannung des Leistungsschalters abhängt.
Wenn Kontakte bei Überlast oder Kurzschluss getrennt werden, entsteht ein Lichtbogen. Moderne Leitungsschutzschalter (MCB) dienen zur Unterbrechung oder Eliminierung des Lichtbogens. Die Absorption und Kühlung des Lichtbogens erfolgt durch die Lichtbogenlöschkammer im metallischen Lichtbogenabstandshalter. Diese Lichtbogenabstandshalter werden mit isolierten Halterungen an der richtigen Stelle befestigt. Zusätzlich wird die elektrische Leitungsführung (Leistungsschalter verfügen heute über eine stärker strombegrenzende Struktur zur Verbesserung des Abschaltvermögens) oder magnetisches Anblasen genutzt, um den Lichtbogen schnell und langgestreckt durch den Lichtbogenflusskanal in die Unterbrecherkammer zu bewegen.
Der Betätigungsmechanismus eines Miniatur-Leistungsschalters (MCB) besteht aus einem Magnetauslöser und einem thermischen Auslöser aus Bimetall. Der Magnetauslöser ist im Grunde ein Magnetkreis. Bei normalem Stromfluss durch die Leitung ist die vom Elektromagneten erzeugte elektromagnetische Kraft geringer als die Federspannung, wodurch eine Reaktionskraft entsteht. Der Anker kann nicht vom Elektromagneten angesaugt werden und der Leistungsschalter funktioniert normal. Bei einem Kurzschluss in der Leitung übersteigt der Strom den Normalstrom um ein Vielfaches. Die vom Elektromagneten erzeugte elektromagnetische Kraft ist größer als die Reaktionskraft der Feder. Der Anker wird vom Elektromagneten über den Übertragungsmechanismus angesaugt, wodurch der Auslösemechanismus die Hauptkontakte freigibt. Der Hauptkontakt wird durch die Wirkung der Trennfeder getrennt, um den Stromkreis zu unterbrechen und so als Kurzschlussschutz zu dienen.
Die Hauptkomponente des thermischen Auslösers ist das Bimetall, das üblicherweise aus zwei verschiedenen Metallen oder Metalllegierungen gepresst wird. Metalle oder Metalllegierungen haben die Eigenschaft, dass sich unterschiedliche Metalle oder Metalllegierungen bei Hitze nicht gleichmäßig ausdehnen und ihr Volumen ändern. Daher wird bei Erwärmung das Bimetallblech aus zwei unterschiedlichen Materialien, Metallen oder Legierungen, aufgrund des geringeren Ausdehnungskoeffizienten gebogen. Die Krümmung fördert die Freigabe der Drehbewegung des Stabes und führt zur Auslösung des Auslösers, wodurch der Überlastschutz gewährleistet wird. Da der Überlastschutz durch thermische Einwirkung erfolgt, wird er auch als thermische Auslösung bezeichnet.
Auswahl von 1-, 2-, 3- und 4-poligen Leitungsschutzschaltern
Einpolige Miniatur-Leistungsschalter dienen zum Schalten und Schützen nur einer Phase eines Stromkreises. Diese Leistungsschalter sind hauptsächlich für Niederspannungsstromkreise konzipiert. Sie dienen zur Steuerung bestimmter Leitungen, Beleuchtungssysteme oder Steckdosen im Haushalt. Sie können auch für Staubsauger, allgemeine Beleuchtungssteckdosen, Außenbeleuchtung, Ventilatoren und Gebläse usw. verwendet werden.
Zweipolige Leitungsschutzschalter werden üblicherweise in Verbraucherschalttafeln wie Hauptschaltern eingesetzt. Ausgehend vom Energiezähler wird der Strom über den Leitungsschutzschalter in verschiedene Bereiche des Hauses verteilt. Zweipolige Leitungsschutzschalter dienen zum Schutz und Schalten von Phasen- und Neutralleitern.
Dreipolige Miniatur-Leistungsschalter werden verwendet, um nur die drei Phasen eines Stromkreises zu schalten und zu schützen, nicht den Neutralleiter.
Ein vierpoliger Leitungsschutzschalter schaltet und schützt nicht nur die drei Phasen eines Stromkreises, sondern verfügt auch über einen Schutzzünder, der primär den Neutralleiter (z. B. den N-Pol) schützt. Daher muss ein vierpoliger Leitungsschutzschalter immer dann eingesetzt werden, wenn im gesamten Stromkreis hohe Neutralleiterströme auftreten können.
Auswahl der Kennlinien für Leitungsschutzschalter Typ A (Z), B, C, D, K
(1) Leistungsschalter vom Typ A (Z): 2-3-facher Nennstrom, selten verwendet, im Allgemeinen zum Schutz von Halbleitern verwendet (normalerweise werden Sicherungen verwendet)
(2) Leistungsschalter Typ B: 3-5-facher Nennstrom, im Allgemeinen für reine Widerstandslasten und Niederspannungsbeleuchtungsstromkreise verwendet, häufig in Verteilerkästen von Haushalten zum Schutz von Haushaltsgeräten und zur persönlichen Sicherheit eingesetzt, derzeit weniger verwendet.
(3) Leistungsschalter vom Typ C: 5-10-facher Nennstrom, muss innerhalb von 0,1 Sekunden ausgelöst werden, die Eigenschaften des Leistungsschalters werden am häufigsten verwendet, üblicherweise zum Schutz von Verteilungsleitungen und Beleuchtungsstromkreisen mit hohem Einschaltstrom.
(4) Leistungsschalter vom Typ D: 10- bis 20-facher Nennstrom, hauptsächlich in Umgebungen mit hohem Momentanstrom elektrischer Geräte, im Allgemeinen weniger im Haushalt verwendet, für Systeme mit hoher induktiver Last und hohem Einschaltstrom, üblicherweise zum Schutz von Geräten mit hohem Einschaltstrom verwendet.
(5) K-Typ-Leistungsschalter: 8- bis 12-facher Nennstrom, muss innerhalb von 0,1 Sekunden erfolgen. Die Hauptfunktion des K-Typ-Miniatur-Leistungsschalters besteht darin, Transformatoren, Hilfsstromkreise, Motoren und andere Stromkreise vor Kurzschluss und Überlastung zu schützen und zu steuern. Geeignet für induktive und motorische Lasten mit hohen Einschaltströmen.
Beitragszeit: 09.04.2024