Die richtige Auswahl Molded Case Circuit Breaker (MCCB) ist eine kritische ingenieurtechnische Entscheidung, die sich direkt auf die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Konformität Ihres elektrischen Verteilungssystems auswirkt. Im Gegensatz zu Standard-Leistungsschaltern für Wohngebäude sind MCCBs für industrielle und gewerbliche Hochleistungsanwendungen konzipiert und bieten einstellbare Schutzeinstellungen und hohe Ausschaltvermögen gemäß IEC 60947-2.
Ein falsch ausgewählter MCCB kann zu Fehlauslösungen, Geräteschäden oder katastrophalen Ausfällen bei einem Kurzschluss führen. Dieser umfassende Leitfaden führt Sie durch den technischen Auswahlprozess, von der Berechnung der Fehlerströme bis zur Überprüfung der Selektivität, um sicherzustellen, dass Sie den perfekten MCCB für Ihr Panel auswählen.
Was ist ein MCCB und warum wird er verwendet?
Ein Molded Case Circuit Breaker (MCCB) ist ein elektrisches Schutzgerät in Industriequalität, das Stromkreise vor Überlastungen und Kurzschlüssen schützt. Es zeichnet sich durch sein geformtes Isoliergehäuse aus, das den Schaltmechanismus, die Lichtbogenlöschkammer und die Auslöseeinheit enthält.
Während Miniature Circuit Breakers (MCBs) sind zwar für Endstromkreise geeignet, aber MCCBs sind aufgrund ihrer höheren Nennströme und einstellbaren Eigenschaften der Standard für Stromverteilungsleitungen.
Vergleich: MCCB vs. MCB
| Feature | Miniatur-Leistungsschalter (MCB) | Molded Case Circuit Breaker (MCCB) |
|---|---|---|
| Nennstrom (In) | Typischerweise 0,5 A – 125 A | Typischerweise 16 A – 2500 A |
| Ausschaltvermögen (Icu) | Niedrig (4,5 kA – 15 kA) | Hoch (16 kA – 200 kA) |
| Merkmale der Reise | Fest (B-, C-, D-Kurven) | Einstellbar (L-, S-, I-, G-Einstellungen) |
| Standard | IEC 60898-1 (Haushalt) | IEC 60947-2 (Industrie) |
| Betrieb | Nur thermisch-magnetisch | Thermisch-magnetisch oder elektronisch (Mikroprozessor) |
| Fernbedienung | Begrenztes Zubehör | Volles Sortiment (Shunt-Auslöser, UVR, Motorantrieb) |
Schlüsselfaktoren bei der MCCB-Auswahl
1. Nennstrom (In) und Baugröße (Inm)
Die Rahmengröße (Inm) bestimmt die physischen Abmessungen und den maximalen Strom, den das Leistungsschaltergehäuse aufnehmen kann (z. B. 250 A Baugröße). Der Nennstrom (In) ist der tatsächliche Stromwert, auf den der Leistungsschalter eingestellt ist (z. B. eine 160 A Auslöseeinheit in einer 250 A Baugröße).
- Auswahlregel: $I_b \le I_n \le I_z$
- $I_b$: Bemessungsstrom des Stromkreises.
- $I_n$: Nennstrom des MCCB.
- $I_z$: Strombelastbarkeit des Kabels.
2. Ausschaltvermögen (Icu vs. Ics)
Das Ausschaltvermögen ist der maximale Fehlerstrom, den der MCCB sicher unterbrechen kann. Unter IEC 60947-2, gibt es zwei kritische Werte:
- Icu (ultimatives Ausschaltvermögen): Der maximale Strom, den der Leistungsschalter einmal unterbrechen kann. Er ist danach möglicherweise nicht mehr verwendbar.
- Ics (Gebrauchs-Kurzschlussausschaltvermögen): Der Strom, den der Leistungsschalter wiederholt unterbrechen kann und dennoch betriebsbereit bleibt.
Stellen Sie für kritische Anwendungen (Krankenhäuser, Rechenzentren) sicher, dass Ics = 100% Icu. Für Standardanwendungen ist Ics = 50% oder 75% Icu oft akzeptabel. Erfahren Sie mehr über Icu vs. Ics-Werte.
Auswahlmatrix für das Ausschaltvermögen:
| Anwendungsszenario | Prospektiven Kurzschlussstrom (PSCC) | Empfohlenes MCCB-Ausschaltvermögen |
|---|---|---|
| Wohngebäude / Gewerbegebäude (leicht) | < 10 kA | 16 kA oder 25 kA |
| Hauptverteilung Gewerbegebäude | 15 kA – 35 kA | 36 kA oder 50 kA |
| Industrielle Hauptschalttafel | 35 kA – 65 kA | 70 kA oder 85 kA |
| Schwerindustrie / Transformatorausgang | > 70 kA | 100 kA oder 150 kA |
3. Spannungsfestigkeit
Stellen Sie sicher, dass der MCCB Ihre Systemspannungsanforderungen erfüllt. Beachten Sie unseren Ue vs. Ui vs. Uimp-Leitfaden für detaillierte technische Definitionen.
- Ue (Bemessungsbetriebsspannung): Typischerweise 400 V/415 V oder 690 V.
- Ui (Bemessungsisolationsspannung): Muss $\ge$ Ue sein (typischerweise 800 V oder 1000 V).
- Uimp (Stoßspannungsfestigkeit): Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsspitzen (typischerweise 8 kV).
4. Auslösetechnik
Die Auslöseeinheit ist das “Gehirn” des MCCB.
| Feature | Thermisch-magnetisch (TM) | Elektronisch (Mikroprozessor) |
|---|---|---|
| Schutzmechanismen | Bimetall (Überlast) + Spule (Kurzschluss) | Stromwandler + CPU |
| Präzision | Mäßig (beeinflusst durch Umgebungstemperatur) | Hoch (temperaturunabhängig) |
| Verstellbarkeit | Begrenzt (0,7 – 1,0 x In) | Weiter Bereich (0,4 – 1,0 x In) + Zeitverzögerungen |
| Funktionen | LI (Langzeit, Momentan) | LSI oder LSIG (Erdschluss) |
| Kosten | Unter | Höher |
| Am besten für | Standard-Abzweige, einfache Lasten | Generatoren, komplexe Koordination, Motoren |
Schritt-für-Schritt-Auswahlhilfe
Befolgen Sie diesen Engineering-Workflow, um den richtigen MCCB zu spezifizieren.
Schritt 1: Laststrom berechnen (Ib)
Bestimmen Sie den Volllaststrom des Stromkreises.
- Formel (3-Phasen): $I = P / (\sqrt{3} \times V \times PF)$
- Wenden Sie eine Sicherheitsmarge an (typischerweise 125% für Dauerlasten gemäß NEC/IEC-Empfehlungen).
Schritt 2: Kurzschlussstrom bestimmen (PSCC)
Berechnen Sie den Fehlerstrom am Installationsort. Der MCCB Icu muss größer als dieser Wert sein.
- Anmerkung: Wenn der PSCC 45kA beträgt, wählen Sie keinen 36kA-Schutzschalter. Wählen Sie ein 50kA- oder 70kA-Modell.
Schritt 3: Baugröße und Auslösestrom wählen
Wählen Sie eine Baugröße, die Ihren erforderlichen Strom aufnimmt und die erforderliche Schaltleistung bietet.
Schritt 4: Derating-Faktoren anwenden
MCCBs werden typischerweise bei 40°C kalibriert. Wenn sie in heißeren Schaltschränken oder in großen Höhen installiert werden, müssen Sie die Kapazität reduzieren. Siehe unsere Leitfaden zur elektrischen Lastminderung.
Tabelle zur Temperaturreduzierung (Beispiel für thermisch-magnetische MCCB):
| Umgebungstemperatur (°C) | 30°C | 40°C (Ref) | 50°C | 60°C | 70°C |
|---|---|---|---|---|---|
| Korrekturfaktor | 1.10 | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.70 |
Schritt 5: Koordination (Selektivität) überprüfen
Stellen Sie sicher, dass ein Fehler stromabwärts auslöst nur den nachgeschalteten Schutzschalter, nicht den Haupt-MCCB.
- Stromselektivität: Auslöseschwelle des vorgeschalteten MCCB > Auslöseschwelle des nachgeschalteten Schutzschalters.
- Zeitselektivität: Verwenden Sie elektronische Auslöser, um dem vorgeschalteten MCCB eine Zeitverzögerung hinzuzufügen (Schutzschalter der Kategorie B).
- Lesen Sie mehr in unserem Leitfaden zur Selektivität und Koordination von Schutzschaltern.
Beispielrechnung zur Dimensionierung
Szenario: Sie müssen einen 3-Phasen-Abzweig für einen Unterverteiler mit einer berechneten Last von 180A schützen. Die Systemspannung beträgt 415V AC. Der berechnete Kurzschlussstrom an der Sammelschiene beträgt 32kA. Die interne Temperatur des Panels wird voraussichtlich 50°C betragen.
- Lastanforderung: $I_b = 180A$.
- Derating-Prüfung: Bei 50°C beträgt der Derating-Faktor 0,9.
- Erforderliche Nennleistung = $180A / 0,9 = 200A$.
- Baugrößenauswahl: Wählen Sie eine 250A Baugröße MCCB (nächstgrößere Standardgröße über 200A).
- Auslöseeinstellung: Wählen Sie einen 250A-Auslöser oder einen einstellbaren elektronischen 250A-Auslöser, der auf 0,8 x In eingestellt ist ($250 \times 0,8 = 200A$).
- Schaltleistung: $PSCC = 32kA$.
- Wählen Sie einen MCCB mit Icu = 36kA oder 50 kA (Standard 25kA ist unzureichend).
- Endgültige Auswahl: VIOX VMM3-250H (Hohe Schaltleistung), 3-polig, 250A, elektronischer Auslöser.
Häufige Fehlerbehebung & Fehler
- Störendes Auslösen: Wird oft dadurch verursacht, dass der magnetische Auslöser (Im) zu niedrig für Motoranlaufströme eingestellt ist. Wechseln Sie zu einer generischen Motorschutzkennlinie oder passen Sie die Momentaneinstellung an.
- Überhitzung: Terminalanzugsmoment prüfen. Lose Verbindungen sind die Hauptursache für MCCB-Ausfälle.
- Leistungsschalter lässt sich nicht zurücksetzen: Der Mechanismus befindet sich möglicherweise in der Position “Ausgelöst” (Mitte). Sie müssen den Griff fest auf “AUS” (Zurücksetzen) zwingen, bevor Sie auf “EIN” schalten.
- Brummendes Geräusch: Ein leichtes Summen ist bei großen Strömen normal, aber lautes Brummen kann auf lose Bleche oder Kontakte hindeuten. Siehe unsere Diagnoseanleitung für brummende Leistungsschalter.
FAQ
F: Kann ich einen AC-MCCB für DC-Anwendungen verwenden?
A: Im Allgemeinen nein. DC-Lichtbögen sind schwerer zu löschen. Sie müssen einen MCCB verwenden, der speziell für DC ausgelegt ist, oder die DC-Nennleistung des Herstellers für dieses Modell überprüfen. Siehe DC- vs. AC-Leistungsschalter.
F: Was ist der Unterschied zwischen 3P- und 4P-MCCBs?
A: 3P schützt die drei Phasen (L1, L2, L3). 4P beinhaltet den Schutz für den Neutralleiter, der unerlässlich ist, wenn der Neutralleiter verteilt wird und hohe Oberwellenströme zu erwarten sind.
F: Wie teste ich einen MCCB?
A: Die “Test”-Taste prüft nur den mechanischen Auslösemechanismus. Um die elektronische/thermische Genauigkeit zu überprüfen, benötigen Sie eine Sekundärstromprüfung. Lesen Sie Wie man einen MCCB wirklich testet.
F: Soll ich einen MCCB oder einen ICCB verwenden?
A: ICCBs (Insulated Case Circuit Breakers) werden typischerweise für höhere Ströme (bis zu 4000A) verwendet und bieten höhere Kurzzeitstromfestigkeiten (Icw) als Standard-MCCBs. Siehe unsere MCCB vs. ICCB-Leitfaden.
F: Wie oft sollten MCCBs gewartet werden?
A: Während MCCBs im Vergleich zu ACBs als “wartungsfrei” gelten, sollten sie jährlich einer Sichtprüfung unterzogen und thermografische Scans durchgeführt werden, um lose Verbindungen zu erkennen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Sicherheit geht vor: Wählen Sie immer einen MCCB mit einer Icu Nennleistung, die höher ist als der potenzielle Fehlerstrom (PSCC) am Installationsort.
- Zukunftssicherheit: Wählen Sie einstellbare elektronische Auslöseeinheiten für kritische Panels, um zukünftige Laständerungen und eine bessere Koordination zu ermöglichen.
- Die Umgebung ist wichtig: Ignorieren Sie nicht die Temperatur- und Höhenminderungsfaktoren, da Ihr Leistungsschalter sonst vorzeitig auslösen könnte.
- Koordinierung: Stellen Sie sicher, dass Ihr Haupt-MCCB die Auslösung lange genug verzögert, damit nachgeschaltete MCBs kleinere Fehler beheben können (Selektivität).
Die Auswahl des richtigen MCCB ist ein Gleichgewicht zwischen Sicherheit, Funktionalität und Kosten. Indem Sie diesem Leitfaden folgen und sich an IEC 60947-2 Standards halten, stellen Sie eine robuste elektrische Infrastruktur sicher, die sowohl Personal als auch Geräte schützt.
