Vollständiger Leitfaden für Molded Case Circuit Breakers (MCCBs)

Einführung

Was sind MCCBs?

Molded Case Circuit Breakers (MCCBs) sind kritische Komponenten in elektrischen Systemen, die dazu dienen, Stromkreise vor Überlast und Kurzschlüssen zu schützen. Aufgrund ihrer robusten Bauweise und Betriebszuverlässigkeit werden sie besonders in gewerblichen und industriellen Anwendungen geschätzt.

Konstruktion von MCCBs

1. Geformtes Gehäuse: Die äußere Hülle des MCCB, die in der Regel aus duroplastischem Verbundharz oder Glaspolyester besteht, bietet eine hohe Durchschlagsfestigkeit und schützt die inneren Komponenten vor Umwelteinflüssen.
2. Auslösemechanismus: Dies ist eine kritische Funktion, die es dem MCCB ermöglicht, den Stromkreis unter Fehlerbedingungen zu unterbrechen. Sie besteht normalerweise aus:
   • Thermisches Element: Ein Bimetallstreifen, der sich unter der durch Überstrom erzeugten Hitze verbiegt und den Auslösemechanismus auslöst. Er bietet einen Überlastungsschutz, indem er den Schalter auslöst, wenn der Strom einen voreingestellten Wert überschreitet.
   • Magnetisches Element: Eine Magnetspule, die im Falle eines Kurzschlusses ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das eine sofortige Auslösung bewirkt. Dieses Bauteil gewährleistet eine schnelle Reaktion auf Fehlerzustände.
3. Terminals: MCCBs haben Netz- und Lastklemmen für den Anschluss an den Stromkreis. Diese Klemmen erleichtern den Stromfluss durch den Schutzschalter.
4. Einstellbarer Nennstrom: Viele MCCBs verfügen über einstellbare Einstellungen für thermische und magnetische Auslösemechanismen, die eine individuelle Anpassung an spezifische Lastcharakteristiken und Betriebsanforderungen ermöglichen.
5. Hilfskomponenten: Dazu können gehören:
   • Hilfskontakte: Für Signalisierungs- oder Kontrollzwecke.
   • Alarm Kontakte: Zur Anzeige von Fehlerzuständen.
   • Nebenschlussfreigabe: Für Fernauslösungsvorgänge.
   • Unterspannungsauslöser: Zur Auslösung des Stromkreises bei Spannungsabfall.
6. Bruchlastwerte: MCCBs werden nach ihrer Fähigkeit bemessen, Fehlerströme sicher zu unterbrechen, wobei es zwei Schlüsselwerte gibt:
   • Ultimatives Kurzschluss-Ausschaltvermögen (Icu): Der maximale Fehlerstrom, der ohne Schaden unterbrochen werden kann.
   • Nenn-Kurzschlussausschaltvermögen (Ics): Der maximale Strom, der unterbrochen werden kann, wobei nach der Auslösung noch mehrere Operationen möglich sind.

Arbeitsprinzip von MCCBs

MCCBs schützen Stromkreise durch zwei Hauptmechanismen:

1. Thermischer Schutz
   • Verwendet einen Bimetallstreifen
   • Biegt sich bei Erwärmung durch übermäßigen Strom
   • Löst den Schutzschalter bei anhaltender Überlast aus
2. Magnetischer Schutz
   • Setzt einen Magneten ein
   • Erzeugt bei Kurzschlüssen ein starkes Magnetfeld
   • Schnelles Auslösen des Unterbrechers bei plötzlich auftretenden hohen Strömen

Zusätzliche Merkmale:

• Stromführende Kontakte
• Lichtbogen-Löschsystem zur sicheren Stromunterbrechung
• Auslöseeinheit zur Überwachung und Signalisierung der Kontaktöffnung

MCCBs bieten:

• Überlastungsschutz (schrittweises Ansprechen)
• Kurzschlussschutz (sofortige Reaktion)
• Manuelle Steuerung für betriebliche Flexibilität

Typen von MCCBs

MCCBs gibt es in verschiedenen Konfigurationen, die für unterschiedliche Anwendungen zugeschnitten sind:

• Thermisch-magnetischer MCCB: Kombiniert sowohl thermische als auch magnetische Auslösemechanismen für einen umfassenden Schutz.
• Elektronischer MCCB: Mit fortschrittlicher Elektronik für präzise Auslöseeinstellungen und zusätzliche Überwachungsfunktionen.
• Erdschluss-MCCB: Speziell für die Erkennung von Erdungsfehlern entwickelt, um die Sicherheit in sensiblen Umgebungen zu erhöhen.

Unterschied zwischen MCB und MCCB

Merkmal	MCB	MCCB
Vollständiges Formular	Miniatur-Leitungsschutzschalter	Molded Case Circuit Breaker
Aktuelle Bewertungen	Typischerweise bis zu 100A	Bereiche von 10 A bis 2500 A oder mehr
Unterbrechungskapazität	Bis zu 10 kA	Bis zu 100 kA
Größe	Kompakt und leicht	Größer und robuster
Auslösemechanismus	Thermisch-magnetisch fixiert	Thermisch-magnetisch und einstellbare Einstellungen
Anwendungen	Wohnen und leichtes Gewerbe	Industrielle und große gewerbliche Einrichtungen
Kosten	Im Allgemeinen weniger teuer	Teurer aufgrund der höheren Kapazität
Zurücksetzen	Einfaches Zurücksetzen ohne Austausch	Erfordert manuelles Eingreifen zum Zurücksetzen

Ausführliche Erläuterung

1. Aktuelle Bewertungen:
   • MCBs sind für niedrigere Stromstärken ausgelegt, in der Regel bis zu 100 A, und eignen sich daher für Stromkreise im Wohnbereich.
   • MCCBskönnen dagegen wesentlich höhere Ströme von 10 A bis 2500 A verarbeiten, was für industrielle Anwendungen unerlässlich ist.
2. Unterbrechungskapazität:
   • Die Unterbrechungskapazität eines MCB ist in der Regel auf 10 kA begrenzt, während MCCBs Fehlerströme bis zu 100 kA unterbrechen können und somit einen größeren Schutz in Hochlastszenarien bieten.
3. Größe und Konstruktion:
   • MCBs sind kompakt, was sie ideal für Installationen mit begrenztem Platzangebot macht. MCCBs sind aufgrund ihrer robusten Konstruktion, die für die Handhabung höherer Ströme und Spannungen erforderlich ist, größer.
4. Auslösemechanismus:
   • MCBs haben in der Regel feste Auslöseeinstellungen, die schnell auf Überlastungen oder Kurzschlüsse reagieren. Im Gegensatz dazu bieten MCCBs einstellbare Auslöseeinstellungen, die eine individuelle Anpassung an spezifische Lastanforderungen ermöglichen.
5. Anwendungen:
   • MCBs werden üblicherweise im Wohnbereich für den Schutz einzelner Stromkreise verwendet, während MCCBs in industriellen Umgebungen eingesetzt werden, wo höhere Stromlasten vorhanden sind.
6. Kostenüberlegungen:
   • Aufgrund ihrer fortschrittlichen Merkmale und höheren Kapazität sind MCCBs tendenziell teurer als MCBs, die eine kostengünstige Lösung für kleinere elektrische Anlagen darstellen.

Kriterien für die Auswahl

Bei der Auswahl eines MCCB sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden:

• Aktuelle Bewertung: Die Auswahl richtet sich nach der zu erwartenden Höchstlast; die Nennwerte reichen in der Regel von 10 A bis zu mehreren hundert Ampere.
• Schaltleistung: Sie gibt den maximalen Fehlerstrom an, den der MCCB ohne Schaden unterbrechen kann. Übliche Werte sind 25kA, 36kA und höher.
• Nennspannung: Achten Sie auf die Kompatibilität mit der Nennspannung der elektrischen Anlage.

Anwendungen

MCCBs sind in verschiedenen Sektoren weit verbreitet:

• Wohngebäude: Zum Schutz elektrischer Anlagen im Haushalt vor Überlastungen.
• Kommerzielle Einrichtungen: Gewährleistung der Sicherheit in Bürogebäuden und Einzelhandelsumgebungen.
• Industrielle Einstellungen: Ein robuster Schutz für schwere Maschinen und Geräte.

Installation und Wartung

Eine ordnungsgemäße Installation und Wartung sind für eine optimale Leistung unerlässlich:

• Qualifiziertes Personal: Die Installation sollte von lizenzierten Elektrikern durchgeführt werden, die mit den örtlichen Vorschriften vertraut sind.
• Regelmäßige Wartung: Regelmäßige Überprüfungen können Ausfälle verhindern und die Lebensdauer von MCCBs verlängern. Dazu gehören die Inspektion der Anschlüsse, die Prüfung der Auslöseeinstellungen und die Sicherstellung der Sauberkeit des Schalters.

Prüfung von MCCBs

1. Prüfung des Isolationswiderstands
   • Verwenden Sie ein Megohmmeter, um den Widerstand zwischen Phasen und Klemmen zu messen.
   • Sicherstellen, dass es den Spezifikationen des Herstellers entspricht
2. Kontaktwiderstandstest
   • Messen Sie den Widerstand über den Kontakten während des normalen Betriebs
   • Vergleich mit dem zulässigen Bereich des Herstellers
3. Auslösetest
   • Thermisch: Nennstrom 300% anlegen; prüfen, ob er innerhalb der angegebenen Zeit auslöst
   • Magnetisch: Verwenden Sie Hochstromimpulse, um die sofortige Auslösung zu testen
4. Mechanischer Test
   • Öffnen und schließen Sie den Unterbrecher wiederholt, um den reibungslosen Betrieb zu überprüfen.
5. Dielektrische Prüfung
   • Anlegen von Hochspannung zwischen Klemmen und Erde zur Prüfung der Isolationsfestigkeit

Sicherheit: Trennen Sie den MCCB vor der Prüfung immer von der Stromversorgung. Befolgen Sie die Richtlinien des Herstellers.

Regelmäßige Prüfungen gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb des MCCB und einen wirksamen Schutz des Stromkreises.

Hersteller und Modelle von MCCBs

VIOX Elektrisch

Vorteil der Marke: Eine chinesische Marke, die für ihre wettbewerbsfähigen Preise, ihre Zuverlässigkeit und ihre umfassende Produktpalette bekannt ist.

Empfohlene Modelle:

• VIOX VM1-400L/4300 Mehrzweck-Industrie-MCCB
• VIOX VMM3-400 3P 400A MCCB

EATON

Eaton Corporation plc ist ein globales Energiemanagement-Unternehmen mit Hauptsitz in Dublin, Irland, das sich auf energieeffiziente elektrische, hydraulische und mechanische Energielösungen für verschiedene Branchen weltweit spezialisiert hat.

Empfohlene Modelle:

• Eaton FD3020 3-poliger Leitungsschutzschalter
• Eaton/Cutler-Hammer KD3400 3-poliger Leitungsschutzschalter
• Eaton HFD3070 3-poliger Leitungsschutzschalter

ABB

ABB ist ein schweizerisch-schwedisches multinationales Unternehmen mit Hauptsitz in Zürich, Schweiz. Es ist hauptsächlich in den Bereichen Robotik, Motoren, Energie, Automation und Eisenbahnzüge tätig. Das Unternehmen hat sich auch in den Rennsport gewagt und war 2017 Titelsponsor der FIA Formel E-Meisterschaft.

Empfohlene Modelle:

• S3N-3P-60A - ABB Bolt-On 600V 60A 3-poliger Leistungsschalter 25kA@480V
• ABB XT1NU3040AFF000XXX Molded Case Circuit Breaker
• 1SDA066732R1 ABB - A1N 125 TMF 125-1250 3P F F

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kompaktleistungsschalter eine entscheidende Rolle bei der elektrischen Sicherheit spielen, da sie einen zuverlässigen Schutz vor Überlast und Fehlern bieten. Ihr robustes Design, ihre einstellbaren Funktionen und ihre Vielseitigkeit machen sie zu unverzichtbaren Komponenten in modernen elektrischen Systemen.