Výběr správného jističe s lisovanou skříní (MCCB) pro váš elektrický rozváděč je kritickým technickým rozhodnutím, které přímo ovlivňuje bezpečnost, spolehlivost a výkonnost systému. Nesprávně zvolený MCCB může vést k nepříjemným vypnutím, nedostatečné ochraně, poškození zařízení nebo dokonce ke katastrofickým poruchám. Tento komplexní průvodce vás provede základními faktory a postupnými kroky při výběru MCCB, který dokonale odpovídá požadavkům vašeho elektrického systému.
Co je to MCCB a proč je pro elektrické rozváděče důležitý?
Jistič s lisovanou skříní (MCCB) je důležité elektrické ochranné zařízení umístěné v robustním izolovaném pouzdře. Na rozdíl od miniaturních jističů (MCB) zvládnou MCCB vyšší proudové hodnoty (obvykle 16 A až 2 500 A) a poskytují vynikající ochranné schopnosti pro rozvodné systémy.
MCCB plní v rozváděčových aplikacích několik klíčových funkcí:
- Ochrana proti přetížení, které by mohlo poškodit vodiče a zařízení.
- Ochrana proti zkratu, která zabraňuje katastrofickému poškození při poruše
- Ochrana proti zemnímu spojení (u vybavených modelů)
- Elektrická izolace pro bezpečnost údržby
- Spolehlivé spínání při různých podmínkách zatížení
Primárním úkolem MCCB je automaticky přerušit tok proudu při detekci nadproudových stavů, čímž:
- Zabránění tepelnému poškození vodičů a izolace
- Ochrana připojených zařízení před destruktivními poruchovými proudy
- Minimalizace rizika požáru elektrického zařízení
- Zajištění celkové spolehlivosti systému
Klíčové faktory, které je třeba zvážit při výběru MCCB pro rozváděč
1. Aktuální požadavky na hodnocení
Jmenovitý proud je nejzásadnějším parametrem při výběru MCCB:
- Jmenovitý proud (In): Jedná se o maximální trvalý proud, který může MCCB přenášet bez vypnutí za stanovených referenčních podmínek. Jmenovitý proud MCCB musí být větší nebo roven návrhovému proudu vašeho obvodu (Ib).
- Výpočet návrhového proudu:
- Pro jednofázové střídavé zátěže: Ib = P/(V×PF)
- Pro třífázové střídavé zátěže: Ib = P/(√3×VL-L×PF)
- Pro stejnosměrné zátěže: Ib = P/V
- Průběžné dimenzování zátěže: Pro trvalé zatížení (provoz po dobu 3 a více hodin) je standardní volbou zvolit MCCB s jmenovitým proudem alespoň 125% vypočteného trvalého zatěžovacího proudu: In ≥ 1,25 × Ib. To zohledňuje skutečnost, že MCCB v rozváděčových skříních jsou obvykle omezeny na 80% své jmenovité hodnoty pro trvalý provoz z důvodu tepelných omezení.
- Velikost rámečku (Inm): Udává maximální jmenovitý proud, který může konkrétní rámeček MCCB pojmout. Například 250AF (Ampérový rám) MCCB může být k dispozici s nastavením In od 100 A do 250 A.
- Zohlednění okolní teploty: MCCB jsou obvykle kalibrovány pro referenční teplotu (obvykle 40 °C). Při vyšších okolních teplotách je třeba použít snižující faktory podle specifikací výrobce.
2. Výběr jmenovitého napětí
Parametry jmenovitého napětí MCCB musí odpovídat nebo převyšovat provozní požadavky vašeho systému:
- Jmenovité provozní napětí (Ue): Napětí, při kterém je MCCB určen k provozu a přerušení poruch. Mezi běžné hodnoty patří 230 V, 400 V, 415 V, 440 V, 525 V, 600 V a 690 V. Ue vybraného MCCB musí být větší nebo rovno jmenovitému napětí vašeho systému.
- Jmenovité izolační napětí (Ui): Maximální napětí, které izolace MCCB vydrží za zkušebních podmínek. Tato hodnota je obvykle vyšší než Ue (např. 800 V, 1000 V) a poskytuje bezpečnostní rezervu proti přepětí při silovém kmitočtu.
- Jmenovité impulzní výdržné napětí (Uimp): Špičková hodnota standardizovaného impulzního napětí (obvykle 1,2/50 μs), kterou MCCB vydrží bez poruchy. Tato hodnota (např. 6 kV, 8 kV, 12 kV) je rozhodující pro zajištění spolehlivosti v prostředí náchylném k přechodným přepětím způsobeným bleskem nebo spínacími operacemi.
3. Požadavky na přerušovací kapacitu
Vypínací schopnost definuje schopnost MCCB bezpečně přerušit poruchové proudy, aniž by došlo k jejich zničení:
- Mezní pevnost v tahu (Icu): Maximální předpokládaný zkratový proud, který může MCCB bezpečně přerušit za stanovených zkušebních podmínek. Po přerušení poruchy na této úrovni nemusí být MCCB vhodný pro další provoz bez kontroly nebo výměny. Rozhodujícím pravidlem je, že Icu musí být větší nebo rovno vypočtenému výhledovému zkratovému proudu (PSCC) v místě instalace.
- Provozní přetržitá kapacita (Ics): Maximální poruchový proud, který může MCCB přerušit a poté zůstat v provozuschopném stavu. Ics se obvykle vyjadřuje jako procento Icu (25%, 50%, 75% nebo 100%). Pro kritické aplikace, kde je nejdůležitější nepřetržitost provozu, vyberte MCCB s Ics = 100% Icu a Ics ≥ PSCC.
- Výpočet perspektivního zkratového proudu (PSCC):
- PSCC = V/Ztotal, kde V je napětí systému a Ztotal je celková impedance elektrického systému od zdroje k MCCB.
- Mezi hlavní faktory ovlivňující PSCC patří jmenovitý výkon a impedance transformátoru, délka a velikost kabelu a další předřazené komponenty.
- Pro výpočty nejhoršího případu uvažujte horní mez kolísání napětí a dolní mez tolerance impedance transformátoru.
- Výrobní kapacita (Icm): Maximální špičkový asymetrický proud, který může MCCB uzavřít bez poškození. IEC 60947-2 uvádí Icm jako činitel Icu, přičemž tento činitel závisí na účiníku obvodu.
4. Typ a charakteristika jízdní jednotky
Vypínací jednotka je "mozkem" MCCB, který je zodpovědný za detekci poruchových stavů a spuštění vypnutí:
Technologie výletových jednotek:
- Tepelně-magnetické spouštěcí jednotky (TMTU):
- Použití bimetalového prvku pro ochranu proti přetížení (tepelnou) a elektromagnetického prvku pro ochranu proti zkratu (magnetickou).
- Úspornější, ale méně nastavitelné než elektronické jednotky
- Citlivost na změny okolní teploty
- Elektronické vypínací jednotky (ETU):
- Použití proudových transformátorů a mikroprocesorů pro přesnější ochranu
- Nabízí široké možnosti nastavení a další ochranné funkce
- Poskytují funkce, jako je měření, komunikace a diagnostika.
- Stabilnější při teplotních výkyvech
Typy charakteristik cesty:
- MCCB typu B: Magnetické vypnutí při 3-5násobku jmenovitého proudu. Vhodné pro odporové zátěže, jako jsou topná tělesa a osvětlení, kde jsou rozběhové proudy nízké.
- MCCB typu C: Vypnutí při 5-10násobku jmenovitého proudu. Univerzální použití pro komerční a průmyslové aplikace s mírnou indukční zátěží, jako jsou malé motory nebo zářivkové osvětlení.
- MCCB typu D: Vypnutí při 10-20násobku jmenovitého proudu. Určeno pro obvody s vysokými rozběhovými proudy, jako jsou velké motory, transformátory a kondenzátorové baterie.
- MCCB typu K: Vypnutí při přibližně 10-12násobku jmenovitého proudu. Ideální pro kritické indukční zátěže vyžadující vysokou přípustnou hodnotu při častém spouštění, jako jsou dopravníky nebo čerpadla.
- MCCB typu Z: Vypíná se při pouhém 2-3násobku jmenovitého proudu. Vysoce citlivá ochrana pro elektroniku a kritická zařízení, kde i krátkodobé přetížení může způsobit škody.
Funkce ochrany elektronické vypínací jednotky (LSI/LSIG):
- L - dlouhé časové zpoždění (přetížení): Chrání před trvalými nadproudy.
- Ir (vyzvednutí): Obvykle 0,4 až 1,0 × In
- tr (zpoždění): 3s až 18s při 6 × Ir).
- S - Krátké časové zpoždění: Pro vyšší proudové poruchy s potřebou koordinace.
- Isd (Pickup): Obvykle 1,5 až 10 × Ir
- tsd (zpoždění): 0,05 až 0,5 sekundy (s funkcí I²t nebo bez ní)
- I - Okamžitý: Pro okamžitou reakci na závažné zkraty.
- Ii (Pickup): Obvykle 1,5 až 15 × In
- G - zemní porucha (pokud je jím vybaven):
- Ig (vyzvednutí): Obvykle 0,2 až 1,0 × In nebo pevné hodnoty mA
- tg (zpoždění): 0,1 až 0,8 sekundy
5. Výběr počtu pólů
Počet pólů určuje, které vodiče může MCCB chránit a izolovat:
- Jednofázové systémy:
- Linka-neutrál (L-N): 1pólový nebo 2pólový MCCB
- Line-to-Line (L-L): 2pólový MCCB
- Třífázové systémy:
- Třívodičové (bez nulového vodiče): MCCB: 3pólový
- Čtyřvodičové (s nulovým vodičem): V závislosti na uzemňovací soustavě: 3pólový nebo 4pólový MCCB.
- Úvahy o uzemňovacím systému:
- TN-C: 3pólový MCCB (vodič PEN nesmí být obvykle spínán)
- TN-S: 3pólový MCCB s pevným nulovým vodičem nebo 4pólový, pokud je požadována izolace nulového vodiče.
- TT: 4pólový MCCB se důrazně doporučuje pro úplné oddělení
- IT (s distribuovanou neutrální sítí): Povinný 4pólový MCCB
6. Fyzický design a instalace
Fyzikální aspekty MCCB významně ovlivňují požadavky na instalaci a údržbu:
Možnosti montáže:
- Pevná montáž: MCCB přišroubovaný přímo ke konstrukci panelu. Nejúspornější, ale vyžaduje úplné odpojení pro výměnu.
- Zásuvná montáž: MCCB se zapojuje do pevné základny, což umožňuje rychlejší výměnu bez narušení elektroinstalace. Střední náklady.
- Výsuvná montáž: MCCB ve výsuvném podvozku pro izolaci a výměnu s minimálním narušením. Nejvyšší náklady, ale maximalizuje provozuschopnost kritických obvodů.
- Montáž na lištu DIN: K dispozici pro menší MCCB. Jednoduchá instalace na standardní 35mm lišty.
Připojení a ukončení:
- Typy úchytů: Mezi možnosti patří mechanická oka, kompresní oka, prodloužené rozptylky a přípojnice.
- Dimenzování drátů: Zajistěte kompatibilitu svorek s požadovanými velikostmi vodičů.
- Požadavky na točivý moment: Kritické pro spolehlivé připojení - dodržujte specifikace výrobce.
- Prostor pro ohýbání drátu: Musí splňovat požadavky na minimální poloměr ohybu.
Faktory prostředí:
- Okolní teplota: Ovlivňuje proudovou zatížitelnost.
- Nadmořská výška: Provoz nad 2000 m vyžaduje snížení jmenovitých hodnot proudu a napětí.
- Typ krytu a stupeň krytí IP: Ovlivňuje tepelný výkon a ochranu proti nečistotám.
- Stupeň znečištění: Klasifikuje očekávané podmínky prostředí.
7. Elektrická koordinace s jinými ochrannými zařízeními
Správná koordinace zajišťuje, že funguje pouze ochranné zařízení, které je nejblíže poruše, a tím se minimalizuje rozsah výpadku:
Metody selektivity (diskriminace):
- Selektivita proudu: Nastavení vyšších prahových hodnot proudu předřazených zařízení než zařízení za nimi.
- Časová selektivita: Zavedení záměrných časových prodlev při vypínání předřazených zařízení.
- Energetická selektivita: Využití charakteristik omezujících proud a hodnot propustné energie.
- Zónové selektivní blokování (ZSI): Komunikace mezi jističi pro optimalizaci rozhodnutí o vypnutí.
Kaskádová ochrana (záložní ochrana):
- Umožňuje, aby jističe s nižší vypínací schopností byly chráněny jističi s omezeným proudem.
- Musí být ověřeno pomocí testů a tabulek výrobce.
- Může být ekonomický, ale může snižovat selektivitu.
8. Příslušenství a další funkce
MCCB mohou být vybaveny různým příslušenstvím pro zvýšení funkčnosti:
- Bočníková jízda: Možnost dálkového elektrického vypínání.
- Uvolnění podpětí: Spustí se, když napětí klesne pod nastavenou úroveň.
- Pomocné kontakty: Indikuje stav otevřeného/uzavřeného MCCB.
- Poplachové kontakty: Signalizace vypnutí MCCB v důsledku poruchy.
- Obsluha motorů: Umožňuje dálkové elektrické ovládání.
- Otočné rukojeti: Ruční ovládání, často montované na dveře.
- Terminálové štíty: Zvýšení bezpečnosti personálu.
- Komunikační moduly: Umožňují integraci se systémy správy budov nebo SCADA.
Průvodce krok za krokem pro výběr správného MCCB
Krok 1: Zhodnoťte svůj elektrický systém a požadavky na zatížení
Před výběrem MCCB si zjistěte následující klíčové informace:
- Systémové parametry:
- Jmenovité napětí a frekvence
- Počet fází a uspořádání uzemnění systému
- Charakteristika zdroje energie na vstupu (transformátor kVA, %Z)
- Podmínky instalačního prostředí
- Výpočet návrhového proudu (Ib):
- Pro jednotlivou zátěž: Použijte příslušný vzorec na základě jmenovitého výkonu, napětí a účiníku.
- Pro vícenásobné zatížení: Součet jednotlivých proudů (případně zohledněte faktory diverzity).
- Přidejte rezervu 25% pro trvalé zatížení
- Výpočet perspektivního zkratového proudu (PSCC):
- Zvažte kapacitu a impedanci transformátoru
- Zohlednění impedance kabelu
- Zahrnout další impedance proti proudu
- Použití parametrů pro nejhorší případ pro maximální bezpečnost
Krok 2: Určení jmenovitého napětí a počtu pólů
- Zvolte vhodné jmenovité napětí:
- Zajištění provozního napětí (Ue) ≥ napětí systému
- Ověřte, zda jsou izolační napětí (Ui) a impulzní výdržné napětí (Uimp) vhodné.
- Zvolte správný počet pólů:
- Podle typu systému (jednofázový, třífázový)
- Zvažte požadavky na uzemňovací soustavu pro spínání nulového vodiče
Krok 3: Zvolte jmenovitý proud a vypínací schopnost
- Určete jmenovitý proud (In):
- Zajištění In ≥ návrhový proud (Ib)
- Pro spojité zatížení použijte faktor 125% (In ≥ 1,25 × Ib).
- Zvážit budoucí potřeby kapacity (dalších 25-30%)
- Zvolte vhodnou vypínací kapacitu:
- Zajištění mezní únosnosti (Icu) ≥ vypočtená PSCC
- U kritických aplikací zajistěte provozní vypínací schopnost (Ics) ≥ PSCC
- Při určování požadovaných hodnot Icu jako procenta Icu je třeba vzít v úvahu kritičnost systému.
- Zvolte vhodnou velikost rámu (Inm):
- Na základě požadovaného In a přetržení
- Zvažte fyzická prostorová omezení
Krok 4: Použití nezbytných derivačních faktorů
- Snížení teploty:
- Pokud okolní teplota překročí referenční teplotu (obvykle 40 °C).
- Použijte snižovací křivky/tabulky výrobce
- Snížení nadmořské výšky:
- Pro instalace ve výšce nad 2000 m
- Ovlivňuje jmenovité hodnoty proudu i napětí
- Snížení hodnoty při seskupení:
- Při instalaci více MCCB blízko sebe
- Použití jmenovitého diverzitního faktoru (RDF) podle konstrukce panelu
- Vliv skříně:
- Zvažte větrání skříně a stupeň krytí IP
- Může vyžadovat dodatečné snížení teploty
Krok 5: Výběr typu aktivační jednotky a nastavení ochrany
- Vyberte si mezi tepelně-magnetickou nebo elektronickou spouštěcí jednotkou:
- Na základě požadavků aplikace, rozpočtu a požadovaných funkcí.
- Zohledněte potřebu nastavitelnosti, komunikace a přesnosti.
- Zvolte vhodnou jízdní křivku nebo charakteristiky:
- Podle typu zátěže (odporová, motor, transformátor, elektronika)
- Zvažte požadavky na rozběhový proud
- Konfigurace nastavení ochrany (pro elektronické spouštěcí jednotky):
- Nastavení ochrany proti přetížení (Ir) na základě skutečného zatěžovacího proudu
- Konfigurace ochrany proti zkratu (Isd, Ii) na základě výpočtů poruch.
- Nastavte ochranu proti zemnímu spojení (Ig), pokud je jím vybavena.
Krok 6: Zajištění koordinace s ostatními ochrannými zařízeními
- Ověření selektivity pomocí předřazených a navazujících zařízení:
- Použití tabulek selektivity výrobce
- Analýza časově-proudových křivek
- Použijte vhodnou metodu selektivity (proud, čas, energie, ZSI).
- Zkontrolujte případné kaskádové požadavky:
- Ověření prostřednictvím kaskádových tabulek výrobce
- Zajištění ochrany navazujících zařízení
Krok 7: Dokončení fyzických a instalačních požadavků
- Zkontrolujte, zda fyzické rozměry odpovídají dostupnému prostoru:
- Zkontrolujte rozměrové výkresy výrobce
- Zajistěte dostatečné odstupy
- Zvolte způsob montáže:
- Pevné, zásuvné nebo výsuvné podle potřeby údržby
- Zvažte náklady na životní cyklus ve srovnání s počáteční investicí.
- Zvolte vhodné připojení svorek:
- Podle typu, velikosti a množství vodičů
- Zvažte přístup k instalaci a údržbě
Krok 8: Výběr požadovaného příslušenství
- Identifikace nezbytných pomocných funkcí:
- Potřeby dálkového ovládání/monitorování
- Požadavky na bezpečnostní blokování
- Integrace s automatizačními systémy
- Výběr vhodného příslušenství:
- Boční spouště, podpěťové spouště, pomocné kontakty
- Mechanická blokování, rukojeti, štíty svorek
- Komunikační moduly v případě potřeby
Běžné chyby při výběru MCCB, kterým je třeba se vyhnout
Poddimenzování MCCB
Výběr MCCB s nedostatečným jmenovitým proudem může vést k:
- Nepříjemné vypínání při běžném provozu
- Předčasné stárnutí zařízení
- Zkrácená životnost zařízení
- Zbytečné prostoje výroby
Ignorování požadavků na kapacitu při přerušení
MCCB s nedostatečnou vypínací schopností může:
- Katastrofální selhání při poruše
- vytvářet vážná bezpečnostní rizika
- Způsobí rozsáhlé poškození zařízení
- Vedou k prodloužení odstávek a nákladným opravám.
Přehlížení koordinace s jinými ochrannými zařízeními
Správná koordinace zajišťuje:
- Vypíná pouze jistič nejblíže k poruše
- Minimální narušení zbytku systému
- Rychlejší izolace a obnova poruch
- Zvýšená spolehlivost systému
Zanedbávání environmentálních aspektů
Výkonnost MCCB ovlivňují:
- Okolní teplota (při vysokých teplotách je nutné snížit teplotu)
- Vlhkost a úroveň znečištění
- Nadmořská výška (nad 2000 m je nutné snížit hodnotu)
- Větrání skříně a odvod tepla
Nesprávná volba křivky aktivace
Použití nesprávné vypínací křivky pro vaši aplikaci může mít za následek:
- Obtěžující vypínání při běžných rozbězích
- Nedostatečná ochrana citlivých zátěží
- Nekoordinovaná ochranná reakce
- Snížená spolehlivost systému
Zvláštní úvahy pro různé aplikace panelů
Aplikace průmyslových panelů
U průmyslových panelů určete priority:
- Vyšší vypínací schopnosti pro průmyslové prostředí
- Funkce ochrany motoru
- Robustní konstrukce pro drsné prostředí
- Koordinace se spouštěči motorů a stykači
- Selektivní vypínání pro zajištění kontinuity kritických služeb
Komerční stavební panely
U komerčních aplikací zvažte:
- Kaskádové funkce pro ekonomickou ochranu
- Možnosti měření a monitorování
- Prostorově úsporné provedení
- Požadavky na údržbu a přístupnost
- Soulad s předpisy pro komerční budovy
Kritické výkonové panely
Pro kritické aplikace, jako jsou nemocnice nebo datová centra:
- Zásadní je selektivita a rozlišování mezi jističi (Ics = 100% Icu)
- Možnost dálkového ovládání a monitorování
- Pokročilé komunikační funkce
- Vyšší požadavky na spolehlivost
- Redundantní systémy ochrany
Příklad výpočtu velikosti MCCB
Projděme si výběr MCCB pro třífázový motorový panel o výkonu 50 HP, 415 V:
- Výpočet proudu při plném zatížení:
- Motor o výkonu 50 HP při 415 V, 3-fázový má při plném zatížení proud přibližně 68 A.
- Použití bezpečnostní rezervy pro nepřetržitý provoz:
- 68A × 1,25 = minimálně 85A
- Zvažte rozběh motoru:
- Přímý start může odebírat 6-8násobek proudu při plném zatížení.
- Potřebujete MCCB s magnetickou spouští nastavenou nad rozběhový proud
- Stanovení požadavku na vypínací kapacitu:
- Za předpokladu dostupného poruchového proudu 25 kA
- Požadovaná vypínací schopnost: 25kA × 1,25 = 31,25kA
- Konečný výběr MCCB:
- 100A MCCB s vypínací schopností 35kA
- Tepelně-magnetická vypínací křivka typu D nebo elektronická vypínací jednotka s nastavením upraveným pro spouštění motoru
- Jmenovité napětí 415 V, 3pólová konfigurace
- Zvažte další funkce, jako jsou pomocné kontakty pro sledování stavu.
Závěr: Zajištění optimálního výběru MCCB pro váš panel
Výběr správného MCCB pro váš rozváděč vyžaduje systematický přístup, který zohledňuje více technických faktorů včetně jmenovitého proudu, jmenovitého napětí, vypínací schopnosti, vypínacích charakteristik, konfigurace pólů a fyzikálních aspektů. Postupem krok za krokem popsaným v této příručce můžete zajistit, že váš elektrický systém zůstane chráněný, spolehlivý a v souladu s příslušnými normami.
Při výběru MCCB nezapomeňte na tyto klíčové body:
- Dimenzujte MCCB na základě vypočteného zatěžovacího proudu a odpovídající bezpečnostní rezervy.
- Zajistěte, aby vypínací schopnost převyšovala maximální předpokládaný poruchový proud.
- Zvolte jízdní vlastnosti kompatibilní s konkrétním typem nákladu
- Zvažte koordinaci s dalšími ochrannými zařízeními
- Zohledněte podmínky prostředí a použijte odpovídající snížení
- Výběr fyzické konfigurace a příslušenství podle potřeb aplikace
Vždy dodržujte příslušné elektrické předpisy a normy, včetně NEC, IEC nebo místních předpisů. U kritických aplikací nebo složitých systémů zvažte konzultaci s kvalifikovaným elektrotechnikem nebo s týmem technické podpory výrobce MCCB.
Čas investovaný do správného výběru MCCB se vyplatí díky vyšší bezpečnosti, spolehlivosti a výkonu systému po celou dobu životnosti elektrické instalace.
Související
10 největších výrobců MCCB v roce 2025: Kompletní průvodce průmyslem | Expertní analýza
