ATS der Klasse PC im Vergleich zu ATS der Klasse CB: Unterschiede & Auswahlhilfe

Wenn in einem Rechenzentrum, Krankenhaus oder Industrieanlage die Netzstromversorgung ausfällt, wird der automatische Umschalter (ATS) zum stillen Wächter zwischen katastrophalen Ausfallzeiten und nahtloser Kontinuität. Innerhalb von Millisekunden bis Sekunden muss dieses kritische Gerät den Ausfall erkennen, die Verfügbarkeit des Notstromgenerators bewerten und elektrische Lasten – oft mit Hunderten von Ampere – übertragen, ohne empfindliche Geräte zu beschädigen oder lebenswichtige Systeme zu unterbrechen.

Die Spezifizierung eines ATS umfasst jedoch mehr als die Auswahl eines Nennstroms und einer Spannung. Zwei grundlegende Klassifizierungen – PC-Klasse (Programmed Control) und CB-Klasse (Circuit Breaker) – definieren, wie der Schalter mit Fehlern umgeht, welche Lasten er schützen kann und wo er in der Leistungverteilungshierarchie angesiedelt ist. Die Unterscheidung ist weder willkürlich noch rein akademisch: Ein ATS der PC-Klasse, der dort installiert wird, wo Fehlerschutz erforderlich ist, macht das System anfällig; ein Gerät der CB-Klasse, das dort spezifiziert wird, wo eine schnelle Umschaltgeschwindigkeit am wichtigsten ist, kann unnötige Kosten und Komplexität verursachen.

Für Elektroingenieure, die kritische Stromversorgungssysteme entwerfen, Facility Manager, die für die Notstrom-Backup-Infrastruktur verantwortlich sind, und Installateure von Umschaltern ist das Verständnis der PC- und CB-Klasse unerlässlich. Dieser Leitfaden erläutert die technischen Unterschiede zwischen diesen ATS-Klassifizierungen, entschlüsselt die massgebenden Normen (UL 1008 und IEC 60947-6-1) und bietet praktische Auswahlkriterien für die Anpassung der ATS-Klasse an reale Anwendungen in Rechenzentren, Krankenhäusern, Gewerbebauten und Industrieanlagen.

Was ist ein automatischer Umschalter?

Ein automatischer Umschalter (ATS) ist ein selbsttätiges elektrisches Schaltgerät, das die Verfügbarkeit von zwei unabhängigen Stromquellen überwacht und elektrische Lasten automatisch von einer Quelle zur anderen umschaltet, wenn die primäre Quelle ausfällt oder ausserhalb akzeptabler Spannungs-/Frequenzparameter liegt. In den meisten Installationen schaltet der ATS zwischen Netzstrom (normale Quelle) und einem Notstromgenerator vor Ort (Notstromquelle) um, er kann aber auch zwischen zwei Netzzuleitungen, USV-Systemen oder anderen Stromversorgungskonfigurationen umschalten.

Die grundlegende Rolle eines ATS ist dreifach: kontinuierliche Überwachung beider Stromquellen auf Spannung, Frequenz und Phasenintegrität; automatische Erkennung von Quellenausfällen oder -verschlechterungen über voreingestellte Schwellenwerte hinaus; und schnelle, sichere Umschaltung der angeschlossenen Lasten auf die alternative Quelle, ohne gefährliche Zustände zu erzeugen oder Geräte zu beschädigen.

Im Gegensatz zu manuellen Umschaltern, die menschliches Eingreifen erfordern, arbeitet ein ATS autonom auf der Grundlage programmierter Logik und Sensoreingaben. Wenn die Netzspannung unter 85-90 % des Nennwerts fällt oder 110 % überschreitet, leitet die ATS-Steuerung eine Umschaltsequenz ein: Sie signalisiert dem Generator den Start, wartet, bis sich Generatorspannung und -frequenz innerhalb akzeptabler Grenzen stabilisiert haben (typischerweise 10-30 Sekunden), öffnet den Netzschütz oder -leistungsschalter, wartet eine kurze offene Übergangszeit, um Rückspeisung oder phasenverschobene Verbindung zu verhindern, und schliesst dann den Generatorschütz, um die Stromversorgung wiederherzustellen.

Wenn die Netzstromversorgung zurückkehrt und sich stabilisiert, führt der ATS eine Rückschaltsequenz aus – in der Regel mit einer absichtlichen Zeitverzögerung (oft 5-30 Minuten), um unnötige Umschaltungen durch kurzzeitige Netzstromwiederherstellung zu verhindern – und schaltet die Lasten zurück auf das Netz und signalisiert dem Generator, dass er stoppen soll.

Dieser automatische Betrieb ist in Einrichtungen unerlässlich, in denen die Reaktionszeit des Menschen inakzeptabel ist: Operationssäle in Krankenhäusern, Serverlasten in Rechenzentren, Telekommunikationsgeräte, industrielle Prozesssteuerungssysteme, Feuerlöschpumpen und andere lebenswichtige oder unternehmenskritische Anwendungen. Der ATS gewährleistet die Stromversorgungskontinuität innerhalb von Sekunden, lange bevor das Personal manuell eingreifen könnte.

ATS-Normen verstehen: UL 1008 und IEC 60947-6-1

Automatische Umschalter unterliegen zwei Hauptnormen, die Sicherheitsanforderungen, Leistungsprüfungen und Klassifizierungssysteme definieren: UL 1008 in Nordamerika und IEC 60947-6-1 international.

UL 1008: Umschalterausrüstung

UL 1008 ist die US-amerikanische/kanadische Norm, die von Underwriters Laboratories für automatische, manuelle und Bypass-Isolation-Umschalter mit einer Nennleistung von bis zu 10.000 Ampere veröffentlicht wurde. Die Norm legt strenge Prüfanforderungen fest, die die elektrische Lebensdauer (10.000 Umschaltzyklen unter Nennlast), Temperaturgrenzwerte, Durchschlagfestigkeit und, was am wichtigsten ist, Kurzschlussfestigkeit und Einschaltvermögen (WCR).

abdecken. Der WCR definiert den maximalen Fehlerstrom, dem der ATS beim Schliessen auf einen Kurzschluss sicher standhalten kann, und den Fehlerstrom, auf den er schliessen kann, ohne einen gefährlichen Zustand zu erzeugen. UL 1008 verlangt, dass jeder gelistete ATS einen gekennzeichneten WCR-Wert trägt, der auf zwei Arten ausgedrückt werden kann:

• Zeitbasierte Bewertung: Der ATS kann einem bestimmten Fehlerstrom (z. B. 65 kA) für eine definierte Dauer (typischerweise 3 Zyklen oder ~50 Millisekunden bei 60 Hz) standhalten, vorausgesetzt, die vorgeschaltete Schutzeinrichtung beseitigt den Fehler innerhalb dieser Zeit.
• Bewertung für bestimmte Geräte: Der ATS wird mit bestimmten vorgeschalteten Leistungsschaltern oder Sicherungen getestet; wenn er mit einem dieser gelisteten Geräte installiert wird, erreicht der ATS einen höheren WCR als die zeitbasierte Bewertung allein.

Bewertungen für bestimmte Geräte sind im Allgemeinen höher, da die meisten Leistungsschalter Fehler unter tatsächlichen Testbedingungen schneller als 3 Zyklen beseitigen. Dies ermöglicht die Verwendung kleinerer ATS-Rahmen, wenn die vorgeschaltete Schutzeinrichtung bekannt und gelistet ist, wodurch Kosten und Installationsfläche reduziert werden. Die 7. Ausgabe von UL 1008 (aktuelle Revision) hat die Anforderungen für das Hinzufügen von Leistungsschaltern zu Tabellen für bestimmte Geräte verschärft und verlangt einen Vergleich mit den tatsächlichen Auslösezeiten aus UL-Kurzschlusstests anstelle der von den Herstellern veröffentlichten maximalen Auslösezeiten.

Für die Einhaltung der Installationsvorschriften darf der verfügbare Fehlerstrom an den ATS-Leitungsklemmen den gekennzeichneten WCR des ATS nicht überschreiten, und wenn eine zeitbasierte Bewertung verwendet wird, muss der Ingenieur überprüfen, ob das ausgewählte vorgeschaltete Gerät Fehler schneller als die Nennzeitdauer bei diesem Strompegel beseitigt.

IEC 60947-6-1: Umschalteinrichtungen (TSE)

IEC 60947-6-1 ist die internationale Norm für Umschalteinrichtungen (TSE) mit einer Nennspannung von bis zu 1.000 V AC oder 1.500 V DC. Während sich UL 1008 auf Sicherheit und Fehlerfestigkeit durch WCR-Koordination konzentriert, führt IEC 60947-6-1 ein funktionales Klassifizierungssystem ein, das auf der Kurzschlussfestigkeit des ATS basiert:

• PC-Klasse (aus IEC 60947-3, Schalter und Trennschalter): TSE, die dazu bestimmt sind, Kurzschlussströme herzustellen und auszuhalten, aber nicht zu unterbrechen. Geräte der PC-Klasse sind auf eine vorgeschaltete Kurzschlussschutzeinrichtung (SCPD) angewiesen, um Fehlerströme zu unterbrechen.
• CB-Klasse (aus IEC 60947-2, Leistungsschalter): TSE, die dazu bestimmt sind, Kurzschlussströme herzustellen, auszuhalten und zu unterbrechen. Geräte der CB-Klasse verfügen über eigene Überstromauslöser und können Fehler unabhängig voneinander unterbrechen.
• CC-Klasse (aus IEC 60947-4-1, Schütze): Ähnlich der PC-Klasse; basierend auf verriegelten Schützen, können Kurzschlussströme herstellen und aushalten, aber nicht unterbrechen.

Diese IEC-Klassifizierungen beschreiben den internen Schaltmechanismus und die Schutzphilosophie. In der Praxis verwenden viele Hersteller die Terminologie “PC-Klasse” und “CB-Klasse” auch für UL 1008-gelistete Produkte in Nordamerika, da die Unterscheidung des Mechanismus (schützbasiert vs. leistungsschalterbasiert) mit den IEC-Definitionen übereinstimmt. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die PC/CB-Nomenklatur selbst kein formelles UL 1008-Label ist – die kritische UL-Anforderung ist die WCR-Bewertung und ihre Koordination mit vorgeschalteten Schutzeinrichtungen.

Für Ingenieure, die ATS-Geräte spezifizieren, sind beide Normen wichtig: Die UL 1008-Listung und die WCR-Koordination gewährleisten die Einhaltung der Vorschriften und die Sicherheit in Nordamerika, während das Verständnis der IEC 60947-6-1 PC/CB-Klassifizierungen den zugrunde liegenden Mechanismus verdeutlicht und hilft, Betriebsmerkmale wie Umschaltgeschwindigkeit, Lastkompatibilität und Anforderungen an die Schutzekoordination vorherzusagen.

PC-Klasse (Programmed Control) ATS

PC-Klasse automatische Umschalter sind dedizierte Lastumschaltgeräte, die auf Schützen, motorisierten Schaltern oder Umschaltschaltermechanismen aufgebaut sind. Die Bezeichnung “PC” stammt aus IEC 60947-6-1 und wird manchmal als “Power Control” oder “Programmed Control” erweitert, obwohl die formale IEC-Definition sie an die Anforderungen der IEC 60947-3 für Schalter und Trennschalter bindet. Das definierende Merkmal: ATS der PC-Klasse können Kurzschlussströme herzustellen und auszuhalten, Kurzschlussströme aushalten, sind aber nicht dazu bestimmt, sie zu unterbrechen. Interner Mechanismus und Betrieb.

Ein ATS der PC-Klasse verwendet typischerweise zwei Hochleistungsschütze – elektromagnetische Schaltgeräte mit Silberlegierungskontakten, die für hohe Strombelastbarkeit und lange mechanische Lebensdauer ausgelegt sind. Diese Schütze sind elektrisch und mechanisch verriegelt, um zu verhindern, dass beide Quellen gleichzeitig verbunden werden (was zu einer Rückspeisung oder einem phasenverschobenen Parallelzustand führen würde). Ein einziger Steuermechanismus oder motorischer Stellantrieb treibt die Umschaltung an und öffnet einen Schütz, bevor er den anderen in einer Break-Before-Make-Sequenz (offener Übergang) schliesst.

Das Schützdesign priorisiert schnelles, zuverlässiges Schalten. Die Umschaltzeiten für ATS der PC-Klasse betragen typischerweise 30-150 Millisekunden, abhängig von der Schützgrösse und der Steuerlogik. Diese Geschwindigkeit macht sie gut geeignet für Anwendungen, bei denen eine kurzzeitige Stromunterbrechung akzeptabel ist, aber eine schnelle Wiederherstellung unerlässlich ist, wie z. B. Servernetzteile mit Haltekondensatoren, USV-gesicherte Lasten oder nicht-kritische Verteilerstromkreise.

Abbildung 2: VIOX PC-Klasse ATS verfügt über schützbasiertes Schalten für schnelle Umschaltung (30-150 ms) in Unterverteilungsanwendungen, in denen vorgeschaltete Schutzeinrichtungen die Fehlerkoordination gewährleisten. Häufig in Rechenzentrums-PDUs, Krankenhausgeräte-Abzweigen und Gewerbebau-Verteilertafeln.

Die kritische Einschränkung von ATS der PC-Klasse: Sie bieten keinen Überlast- oder Kurzschlussschutz. Wenn ein Fehler nachgeschaltet des ATS auftritt, können die Schützkontakte auf den Fehlerstrom schliessen und ihn für die kurze Dauer aushalten, bis eine vorgeschaltete Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung) den Fehler beseitigt, aber der ATS selbst kann den Fehler nicht unterbrechen.

Das bedeutet, dass.

ATS der PC-Klasse immer durch vorgeschaltete Kurzschlussschutzeinrichtungen (SCPDs) geschützt werden müssen. Die SCPD – typischerweise ein Kompaktleistungsschalter (MCCB) oder eine Sicherung – muss mit der Kurzschlussfestigkeit des ATS koordiniert werden, um sicherzustellen, dass sie Fehler beseitigt, bevor die ATS-Kontakte beschädigt werden. Für UL 1008-gelistete PC-Klasse-Geräte wird diese Koordination durch die WCR-Bewertung und entweder zeitbasierte oder gerätespezifische Tabellen überprüft.. Lastkompatibilität und Anwendungen.

Da ATS der PC-Klasse keinen eingebauten thermischen Überlastschutz haben, sind sie vielseitig einsetzbar für eine breite Palette von Lasttypen:

Schnelle Umschaltung für IT-Lasten

• : Verteilertafeln in Rechenzentren, die Serverracks, Netzwerkgeräte und Speichersysteme speisen, profitieren von Umschaltzeiten unter 100 ms.Unterverteilungsstromkreise.
• : Abzweigtafeln in Gewerbebauten, Krankenhäusern und Industrieanlagen, in denen bereits ein Hauptüberstromschutz vorgeschaltet ist.Gemischte und ohmsche Lasten.
• : Beleuchtungskreise, HLK-Steuerungen, allgemeine Steckdosen und andere Nicht-Motorlasten.: ATS der PC-Klasse können Motoranlaufströme (typischerweise das 6-8-fache des Volllaststroms) bewältigen, da der vorgeschaltete MCCB oder die Sicherung für den Motorbetrieb und nicht für den ATS selbst dimensioniert ist. Dies macht sie für Pumpen-, Lüfter- und Kompressorkreise geeignet.
• Motorlasten: PC-class ATS can handle motor starting inrush (typically 6-8× full-load current) because the upstream MCCB or fuse is sized for motor duty, not the ATS itself. This makes them suitable for pump, fan, and compressor circuits.
• Kostensensible ProjekteEinheiten der PC-Klasse sind typischerweise 20-40 % günstiger als ATS der CB-Klasse, was sie für Installationen mit mehreren Panels wirtschaftlich macht.

Das Vertrauen auf den vorgeschalteten Schutz bietet auch einen Selektivitätsvorteil: Bei richtiger Koordination kann der vorgeschaltete SCPD so eingestellt werden, dass nachgeschaltete Fehler behoben werden können, ohne den Hauptverteiler auszulösen, wodurch die Systemzuverlässigkeit verbessert wird.

Typische Nennströme und Bauformen

ATS der PC-Klasse sind von 30 A bis 4000 A erhältlich, wobei gängige Größen 100 A, 260 A, 400 A, 600 A, 800 A, 1200 A, 1600 A, 2000 A und 3000 A sind. Sie werden sowohl in Open-Transition- (Standard-Break-Before-Make) als auch in Closed-Transition-Konfigurationen (Make-Before-Break) hergestellt, wobei Closed-Transition-Modelle dort eingesetzt werden, wo die kurze Stromunterbrechung von Open-Transition nicht akzeptabel ist.

Auswahlkriterien für die PC-Klasse

Geben Sie ATS der PC-Klasse an, wenn:

• Vorgeschaltete Leistungsschalter oder Sicherungen bieten Fehlerschutz und sind mit dem ATS WCR koordiniert
• Eine schnelle Übertragungsgeschwindigkeit (50-150 ms) hat Priorität
• Zu den Lasttypen gehören IT-Geräte, Beleuchtung, gemischte allgemeine Verteilung oder Motoren mit geeignetem vorgeschaltetem Schutz
• Eine selektive Koordination mit vorgeschalteten Geräten ist erwünscht
• Kostenoptimierung ist für Installationen mit mehreren Einheiten wichtig
• Die Anwendung entspricht der Unterverteilungs- oder Abzweigstromkreisaufgabe

Verwenden Sie keine PC-Klasse wo der ATS seinen eigenen Fehlerstromschutz bieten muss (z. B. Haupteinspeisung ohne vorgeschalteten SCPD) oder wo Vorschriften oder Anlagennormen einen integrierten Überstromschutz im Umschalter selbst erfordern.

CB-Klasse (Leistungsschalter) ATS

CB-Klasse Automatische Umschalter sind um Leistungsschalter herum aufgebaut und integrieren sowohl Schalt- als auch Überstromschutzfunktionen in einem einzigen Gerät. Die Bezeichnung “CB” stammt aus IEC 60947-6-1 und bezieht sich auf die Anforderungen der IEC 60947-2 für Kompakt- und Leistungsschalter. Das definierende Merkmal: ATS der CB-Klasse können Kurzschlussströme herzustellen, auszuhalten und zu unterbrechen. Kurzschlussströme unabhängig voneinander, ohne auf vorgeschaltete Schutzvorrichtungen angewiesen zu sein.

Ein ATS der PC-Klasse verwendet typischerweise zwei Hochleistungsschütze – elektromagnetische Schaltgeräte mit Silberlegierungskontakten, die für hohe Strombelastbarkeit und lange mechanische Lebensdauer ausgelegt sind. Diese Schütze sind elektrisch und mechanisch verriegelt, um zu verhindern, dass beide Quellen gleichzeitig verbunden werden (was zu einer Rückspeisung oder einem phasenverschobenen Parallelzustand führen würde). Ein einziger Steuermechanismus oder motorischer Stellantrieb treibt die Umschaltung an und öffnet einen Schütz, bevor er den anderen in einer Break-Before-Make-Sequenz (offener Übergang) schliesst.

Ein ATS der CB-Klasse besteht aus zwei Kompaktleistungsschaltern (MCCBs) oder Leistungsschaltern (ACBs), die mechanisch und elektrisch verriegelt sind, um zu verhindern, dass beide Quellen gleichzeitig verbunden werden. Jeder Schalter enthält thermische und magnetische Überstromauslöseelemente, die Überlast- und Kurzschlussbedingungen erkennen und unterbrechen können.

Der Schaltmechanismus ist komplexer als bei Schützen der PC-Klasse. Wenn die ATS-Steuerung einen Transferbefehl gibt, muss ein Schalter öffnen (auslösen oder geöffnet werden), und nach einem kurzen Open-Transition-Intervall schließt der zweite Schalter. Da Leistungsschalter eher für die Fehlerstromunterbrechung als für schnelles Schließen/Öffnen unter normaler Last ausgelegt sind, sind die Umschaltzeiten der CB-Klasse typischerweise 100-300 Millisekunden—langsamer als bei Geräten der PC-Klasse, aber für die meisten Notstromanwendungen immer noch akzeptabel.

Es gibt auch CB-Klasse-ATS mit geschlossenem Übergang, die jedoch aufgrund der Komplexität der kurzzeitigen Parallelschaltung zweier Leistungsschalter weniger verbreitet sind; statische Umschalter (Halbleiterbauelemente ohne bewegliche Teile) werden oft bevorzugt, wenn ein Umschalten im Subzyklusbereich erforderlich ist.

Integrierter Überstromschutz

Der Hauptvorteil von ATS der CB-Klasse: Jeder Leistungsschalter bietet seinen eigenen thermischen Überlast- und magnetischen Kurzschlussschutz. Wenn ein Fehler nachgeschaltet des ATS auftritt oder die Last den Auslösewert des Schalters überschreitet, öffnet der Schalter automatisch, um den Fehler zu beheben – unabhängig von einem vorgeschalteten Gerät.

Dieser autarke Schutz macht ATS der CB-Klasse geeignet für Haupteinspeisungen wo keine vorgeschaltete Schutzvorrichtung zwischen dem Versorgungsnetzeingang und dem ATS vorhanden ist oder wo Anlagencodes einen dedizierten Überstromschutz am Umschaltpunkt erfordern. In wichtigen elektrischen Systemen von Krankenhäusern (NFPA 99) und anderen sicherheitsrelevanten Anwendungen bieten ATS der CB-Klasse eine zusätzliche Zuverlässigkeitsebene, da sie nicht von der Koordination mit vorgeschalteten Geräten abhängen.

Für die UL 1008-Konformität tragen ATS der CB-Klasse WCR-Werte wie die der PC-Klasse, aber die Werte sind oft höher, da die integrierten Schalter Fehler schnell unterbrechen können, wodurch der ATS-Mechanismus höheren potenziellen Fehlerströmen standhalten kann. Darüber hinaus können Geräte der CB-Klasse Kurzzeitfestigkeitswerte die für die Koordination mit vorgeschalteten Schutzrelais oder absichtlichen Zeitverzögerungen in selektiven Koordinationsschemata vorgesehen sind.

Da ATS der PC-Klasse keinen eingebauten thermischen Überlastschutz haben, sind sie vielseitig einsetzbar für eine breite Palette von Lasttypen:

ATS der CB-Klasse sind für kritische Anwendungen konzipiert, bei denen integrierter Schutz und eigenständige Fehlerbehebung unerlässlich sind:

• Haupteinspeisungen: Primärer ATS am Versorgungsnetzeingang oder Generatorausgang, der gesamte Anlagenverteilungssysteme in Krankenhäusern, Rechenzentren und Industrieanlagen speist.
• Kritische Infrastrukturlasten: Feuerlöschpumpen, sicherheitsrelevante Stromkreise, Notbeleuchtung und Stromversorgung von Operationssälen in Krankenhäusern, wo NFPA 110 und NFPA 99 einen unabhängigen Schutz vorschreiben.
• Umgebungen mit hohen Fehlerströmen: Standorte in der Nähe von Transformatoren oder Generatorausgängen, wo potenzielle Kurzschlussströme das überschreiten, was eine vorgeschaltete Koordination allein sicher bewältigen kann.
• Stromversorgung von Aufzügen und Rolltreppen: Wo Vorschriften einen dedizierten Überstromschutz für vertikale Transportgeräte vorschreiben.
• Anlagen, die einen redundanten Schutz erfordern: Wo die Systemdesignphilosophie mehrere Schichten des Überstromschutzes vorsieht, um Single Points of Failure zu minimieren.

Da die integrierten Leistungsschalter einen Überlastschutz bieten, eignen sich ATS der CB-Klasse auch für Motorlasten, obwohl die langsamere Umschaltzeit (im Vergleich zur PC-Klasse) dazu führen kann, dass einige motorbetriebene Geräte auslaufen und nach dem Umschalten neu gestartet werden müssen.

Typische Nennströme und Bauformen

ATS der CB-Klasse sind von 100 A bis 4000 A erhältlich, mit gängigen Nennwerten von 225 A, 400 A, 600 A, 800 A, 1200 A, 1600 A, 2500 A, 3200 A und 4000 A. Sie sind aufgrund der Leistungsschaltermechanismen und Lichtbogenlöschkammern physisch größer und schwerer als gleichwertige Geräte der PC-Klasse. Die Gehäuse sind typischerweise NEMA 1 für Inneninstallationen, mit NEMA 3R- oder NEMA 4/4X-Optionen für Außen- oder raue Umgebungen.

Auswahlkriterien für die CB-Klasse

Geben Sie ATS der CB-Klasse an, wenn:

• Der ATS wird an der Haupteinspeisung ohne vorgeschaltete Schutzvorrichtung installiert
• Vorschriften oder Anlagennormen (NFPA 110, NFPA 99, NEC Artikel 700/701/702) einen integrierten Überstromschutz am Umschaltpunkt erfordern
• Kritische Lasten (Feuerlöschpumpen, sicherheitsrelevante Zweige in Krankenhäusern, Aufzüge) eine unabhängige Fehlerbehebung erfordern
• Hohe Fehlerströme oder komplexe selektive Koordinationsschemata Kurzzeitfestigkeitswerte erfordern
• Die Systemdesignphilosophie redundante Schutzschichten betont
• Die Anwendung die zusätzlichen Kosten (typischerweise 30-50 % höher als bei der PC-Klasse) für den integrierten Schutz rechtfertigt

Verwenden Sie keine CB-Klasse wo die Umschaltgeschwindigkeit kritisch ist (verwenden Sie ATS der PC-Klasse oder statische Umschalter für <100 ms Umschaltung) oder wo vorgeschaltete Leistungsschalter bereits einen angemessenen Schutz und Selektivität bieten (die PC-Klasse bietet in diesen Szenarien eine bessere Wirtschaftlichkeit und Geschwindigkeit).

Wichtige technische Unterschiede: PC vs. CB-Klasse

Die Wahl zwischen ATS der PC- und CB-Klasse hängt von mehreren technischen Unterschieden ab, die sich direkt auf Systemdesign, Kosten und Betriebsleistung auswirken.

Schaltmechanismus und interne Konstruktion

Feature	PC-Klasse	CB-Klasse
Primäre Komponente	Schütze oder motorisierte Schalter	Kompakt- oder Leistungsschalter
Komplexität des Mechanismus	Einfache elektromagnetische oder motorgetriebene Kontakte	Leistungsschalterauslösemechanismus mit thermischen/magnetischen Elementen
Physikalische Größe	Kompakt; kleinere Stellfläche für äquivalente Nennleistung	Größer aufgrund von Schaltermechanismen und Löschkammern
Gewicht	Leichter (20-40% weniger als CB-Klasse)	Schwerer aufgrund der Schalterkonstruktion

Schutz und Fehlerbehandlung

Feature	PC-Klasse	CB-Klasse
Überstromschutz	Keine; verlässt sich vollständig auf vorgeschaltete SCPDs	Integrierter thermischer Überlast- und magnetischer Kurzschlussschutz
Fehlerunterbrechung	Kann keine Kurzschlussströme unterbrechen	Kann Kurzschlussströme unabhängig unterbrechen
WCR-Koordination	Erfordert Koordination mit vorgeschalteten Schaltern/Sicherungen	Höhere WCR-Werte aufgrund integrierter Unterbrechungsfähigkeit
Schutzphilosophie	Hängt von der Koordination auf Systemebene ab	Autark; eigenständiger Schutz

Leistungsmerkmale

Feature	PC-Klasse	CB-Klasse
Übertragungsgeschwindigkeit	30-150 Millisekunden (schnell)	100-300 Millisekunden (moderat)
Elektrische Ausdauer	Typischerweise 100.000+ Operationen	10.000-50.000 Operationen (schalterabhängig)
Lastkompatibilität	Alle Lasttypen (mit vorgeschaltetem Schutz)	Alle Lasttypen; Motorlasten erfordern möglicherweise einen Neustart
Motorstart	Behandelt Einschaltstrom über Dimensionierung des vorgeschalteten SCPD	Integrierter Schalter muss für Einschaltstrom dimensioniert sein

Anwendung und Installation

Feature	PC-Klasse	CB-Klasse
Typische Installation	Unterverteilungen, Abzweigstromkreise	Haupteinspeisungen, kritische Infrastruktur
Vorgeschalteter Schutz	Obligatorisch	Optional (kann eigenständig sein)
Code-Anforderungen	Geeignet, wenn ein vorgeschalteter SCPD vorhanden ist	Erforderlich, wenn ATS einen unabhängigen Schutz bieten muss
Selektivität	Bessere Selektivität durch vorgeschaltete Koordination	Schutz am Übergabepunkt; kann die vorgeschaltete Selektivität einschränken

Kosten und Wirtschaftliche Faktoren

Feature	PC-Klasse	CB-Klasse
Ausrüstungskosten	Niedriger (Basislinie)	30-50% höher als die entsprechende PC-Klasse
Installationskosten	Niedriger; einfachere Verdrahtung	Höher; größere Gehäuse und Montage
Wartung	Minimal; Kontaktinspektion/-austausch	Schalterprüfung und Kalibrierung erforderlich
Multi-Unit-Projekte	Wirtschaftlich für mehrere Panels	Höhere Gesamtkosten für Multi-Panel-Systeme

Folgen von Fehlbedienungen

Die Verwendung der falschen ATS-Klasse erzeugt vorhersehbare Fehlermodi:

• PC-Klasse am Haupteingang ohne vorgeschalteten SCPD: Der ATS kann keine Fehler beseitigen. Während eines Kurzschlusses schließt der Schütz auf den Fehler und bleibt geschlossen, wobei er sich auf den Schutz des Versorgungsunternehmens oder des Generators verlässt – der möglicherweise nicht richtig koordiniert, was zu Geräteschäden oder Brandgefahr führt.
• CB-Klasse, wenn eine schnelle Übertragung kritisch ist: Eine langsamere Übertragungszeit (100-300 ms) kann die Haltezeit empfindlicher IT-Geräte überschreiten und Server-Resets oder Datenverluste verursachen. Statische Transferschalter oder PC-Klasse ATS sind besser geeignet.
• PC-Klasse ohne ordnungsgemäße WCR-Koordination: Wenn der vorgeschaltete SCPD unterdimensioniert oder zu langsam ist, können Fehlerströme die Stehfestigkeit des ATS überschreiten, Kontakte verschweißen oder einen katastrophalen Ausfall verursachen.
• CB-Klasse in selektiven Koordinationsschemata ohne Berücksichtigung: Die integrierten Schalter fügen eine weitere Schutzschicht hinzu, die mit den vor- und nachgeschalteten Geräten koordiniert werden muss; eine unsachgemäße Koordination kann zu unerwünschten Auslösungen oder zum Verlust der Selektivität führen.

Anwendungsleitfaden: Rechenzentren, Krankenhäuser und Industrieanlagen

Unterschiedliche Anlagentypen stellen unterschiedliche Anforderungen an automatische Transferschalter. Das Verständnis dieser anwendungsspezifischen Anforderungen verdeutlicht, wann die PC- oder CB-Klasse die richtige Wahl ist.

Rechenzentren und IT-Einrichtungen

Hauptanliegen: Maximale Betriebszeit (99,99%+ Verfügbarkeit), schnelle Übertragung zur Minimierung von Serverunterbrechungen, selektive Koordination zur Isolierung von Fehlern ohne kaskadierende Ausfälle.

Typische ATS-Architektur:

• Haupteinspeisung: Verwendet oft CB-Klasse ATS (400A-4000A) an der Versorgungs-/Generatorverbindung, die die gesamte Anlage speist. Bietet unabhängigen Schutz und hohe WCR-Werte für die massiven Fehlerströme in der Nähe des Serviceeingangs.
• Verteilung an IT-Lasten: PC-Klasse ATS (100A-600A) am PDU (Power Distribution Unit) oder auf Zeilenebene. Die schnelle Übertragung (50-100 ms) hält die Server über ihre Haltekondensatoren online, und vorgeschaltete MCCBs sorgen für Fehlerkoordination und Selektivität.
• Statische Transferschalter (STS): Für Tier III/IV Rechenzentren werden Solid-State-STS mit einer Umschaltzeit von <5 ms zwischen dualen USV-Ausgängen verwendet, um jegliche Unterbrechung der IT-Last zu vermeiden. Technisch gesehen handelt es sich hierbei um eine andere Geräteklasse, die jedoch ähnlichen Redundanzzielen dient.

Krankenhäuser und Gesundheitseinrichtungen

Hauptanliegen: Einhaltung der Sicherheitsstandards (NFPA 99, NFPA 110), 10-Sekunden-Stromwiederherstellung für kritische Bereiche, unabhängiger Schutz für essentielle elektrische Systeme, Wartungsfreundlichkeit ohne Serviceunterbrechung.

Typische ATS-Architektur:

• Haupteinspeisung zum essentiellen elektrischen System (EES): CB-Klasse ATS (800A-3000A) ist Standard. NFPA 99 schreibt vor, dass das EES unabhängig betrieben werden kann und die CB-Klasse den erforderlichen integrierten Schutz bietet. Diese ATS speist die sicherheitsrelevanten, kritischen und Geräte-Abzweige.
• Sicherheitsrelevanter Abzweig (Notausgangsbeleuchtung, Feuermelder, Fluchtwegbeleuchtung): Dediziert CB-Klasse ATS (100A-400A) gewährleistet einen unabhängigen Schutz für vorgeschriebene Stromkreise, die während Notfällen mit Strom versorgt bleiben müssen.
• Kritischer Abzweig (Operationssäle, Intensivstation, Notaufnahme): ATS der CB-Klasse oder PC-Klasse je nach Anlagendesign. Die geschlossene PC-Klasse ist üblich für die Stromversorgung von Operationssälen, um jegliche Unterbrechung der lebenserhaltenden Geräte zu verhindern; die vorgelagerte Koordination ist sorgfältig auf die Selektivitätsanforderungen der NFPA abgestimmt.
• Geräte-Abzweig (HLK, Aufzüge, nicht-kritische Lasten): PC-Klasse ATS (200A-800A) ist wirtschaftlich und bietet eine schnelle Umschaltung für weniger kritische Systeme, bei denen ein vorgelagerter Schutz akzeptabel ist.

Kommerzielle Gebäude

Hauptanliegen: Einhaltung der Vorschriften für Notstrom-/Standby-Systeme (NEC Artikel 700/701/702), Kosteneffizienz, Wartungsfreundlichkeit, angemessener Schutz für Feuerlöschpumpen und Notausgangsbeleuchtung.

Typische ATS-Architektur:

• Hauptgebäudeversorgung: Kann verwendet werden CB-Klasse ATS (600A-2000A), wenn sich die ATS am Serviceeingang ohne vorgeschalteten Schutz befindet, oder PC-Klasse wenn sie sich nach dem Hauptschalter befindet.
• Feuerlöschpumpe: NEC Artikel 695 erfordert einen dedizierten Überstromschutz; CB-Klasse ATS (100A-400A) ist typisch, um sicherzustellen, dass der Feuerlöschpumpenstromkreis eine unabhängige Fehlerbeseitigungsfunktion hat.
• Not-/Fluchtwegbeleuchtung: PC-Klasse ATS (30A-100A) ist wirtschaftlich und entspricht den Vorschriften, wenn vorgeschaltete Schutzschalter Schutz bieten.
• HLK- und allgemeine Standby-Lasten: PC-Klasse ATS für Kosteneffizienz und schnelle Umschaltung.

Industrieanlagen und Fertigung

Hauptanliegen: Prozesskontinuität, Handhabung von Motorlasten, hohe Fehlerströme in der Nähe von Transformatoren, selektive Koordination zur Vermeidung von Produktionsausfällen, robuste Konstruktion für raue Umgebungen.

Typische ATS-Architektur:

• Hauptanlagenversorgung: CB-Klasse ATS (1200A-4000A) an der Transformatorsekundärseite oder am Generatoranschlusspunkt, die hohe WCR-Werte und einen unabhängigen Schutz für Orte mit hohen Fehlerströmen bietet.
• Prozesssteuerung und SPS-Stromversorgung: PC-Klasse ATS (60A-200A) mit schneller Umschaltung, um Steuerungssysteme online zu halten und Prozessunterbrechungen zu vermeiden.
• Motorlasten (Pumpen, Kompressoren, Förderbänder): PC-Klasse ATS ausgelegt für Motoranlaufstrom, wobei vorgelagerte MCCBs Überlast- und Kurzschlussschutz bieten. Die Umschaltung kann zum Auslaufen des Motors und zum Neustart führen, was in den meisten industriellen Anwendungen akzeptabel ist.

Praktischer Leitfaden zur Auswahl: Wahl zwischen PC- und CB-Klasse

Schritt 1: Bestimmen Sie den Installationsort und den Schutzkontext

Befindet sich die ATS am Haupteingang ohne vorgeschaltete Schutzeinrichtung?

• Ja → CB-Klasse erforderlich. Ohne vorgeschalteten Schutz muss die ATS ihre eigene Fehlerbeseitigungsfunktion bereitstellen.
• Keine (ATS befindet sich nach dem Hauptschalter oder dem Abgangsleistungsschalter) → PC-Klasse ist möglich; fahren Sie mit Schritt 2 fort.

Schritt 2: Identifizieren Sie die Code- und Anlagenanforderungen

Schreiben die geltenden Vorschriften (NFPA 99, NFPA 110, NEC Artikel 695, lokale AHJ-Anforderungen) einen integrierten Überstromschutz am Umschaltpunkt vor?

• Ja (Krankenhäuser EES, Feuerlöschpumpen, sicherheitsrelevante Abzweige) → CB-Klasse erforderlich.
• Keine → Fahren Sie mit Schritt 3 fort.

Schritt 3: Berechnen Sie den Fehlerstrom und überprüfen Sie die WCR-Koordination

1. Bestimmen Sie den verfügbaren Fehlerstrom an den Leitungsanschlüssen der ATS.
2. Identifizieren Sie die vorgelagerte Schutzeinrichtung (MCCB, Sicherung oder vorgelagerte ATS).
3. Für PC-Klassen-Kandidaten: Stellen Sie sicher, dass das vorgelagerte Gerät in den spezifischen Geräte-WCR-Tabellen der ATS aufgeführt ist, oder bestätigen Sie, dass es Fehler schneller beseitigt als die zeitbasierte WCR-Dauer der ATS.
4. Für CB-Klassen-Kandidaten: Stellen Sie sicher, dass die auf der ATS angegebene WCR den verfügbaren Fehlerstrom überschreitet.

Wenn die WCR-Koordination mit der PC-Klasse nicht erreicht werden kann → Verwenden Sie die CB-Klasse (höhere WCR-Werte in der Regel verfügbar).

Schritt 4: Bewerten Sie die Anforderungen an die Umschaltgeschwindigkeit

Benötigt die Last eine Umschaltung schneller als 100 Millisekunden?

• Ja (Serverstromversorgung mit begrenzter Haltezeit, Prozesssteuerungssysteme, IT-Geräte) → PC-Klasse (30-150 ms Umschaltung) oder statische Transferschalter (<5 ms).
• Keine (allgemeine Verteilung, Motorlasten, Beleuchtung) → Sowohl PC- als auch CB-Klasse sind akzeptabel.

Schritt 5: Bewerten Sie den Lasttyp und die betrieblichen Anforderungen

• Empfindliche IT-Lasten, schnelle Umschaltung kritisch → PC-Klasse
• Motorlasten mit akzeptablem Neustart nach der Umschaltung → PC-Klasse (wirtschaftlich mit vorgelagertem SCPD)
• Gemischte Lasten, die einen unabhängigen Schutz erfordern → CB-Klasse
• Geräte mit hohem Einschaltstrom (große Motoren, Transformatoren) → PC-Klasse (einfachere Koordination durch Dimensionierung der vorgelagerten SCPD)

Schritt 6: Wirtschaftliche und Systemdesign-Faktoren berücksichtigen

• Installationen mit mehreren Panels oder kostensensitive Projekte? → PC-Klasse bietet 20-40 % Kosteneinsparungen pro Einheit.
• Einzelne kritische ATS oder hat Budget Vorrang vor robuster Schutzfunktion? → CB-Klasse bietet zusätzliche Schutzebene.
• Selektive Koordinationsphilosophie? → PC-Klasse ermöglicht bessere vorgelagerte Koordination; CB-Klasse bietet unabhängigen Schutz am Übergabepunkt.

Fazit

Die Unterscheidung zwischen automatischen Transferschaltern der PC-Klasse und der CB-Klasse ist weder willkürlich noch eine einfache Geschmacksfrage – sie definiert die grundlegende Schutzphilosophie, den Schaltmechanismus und die Betriebsmerkmale des Geräts. ATS der PC-Klasse, die auf Schützen oder motorisierten Schaltern basieren, ermöglichen eine schnelle und wirtschaftliche Lastumschaltung, verlassen sich jedoch vollständig auf vorgelagerte Schutzvorrichtungen zur Fehlerbeseitigung. ATS der CB-Klasse, die aus Leistungsschaltern aufgebaut sind, integrieren Überstromschutz und Fehlerunterbrechung in den Transferschalter selbst, wodurch sie sich für Hauptstromversorgungen und Anwendungen eignen, bei denen ein unabhängiger Schutz vorgeschrieben oder bevorzugt wird.

Für Elektroingenieure, die kritische Stromversorgungssysteme entwerfen, hängt die Entscheidung von Installationsort, Code-Anforderungen, Fehlerstromkoordination, Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit und wirtschaftlichen Überlegungen ab. Haupteinspeisungen ohne vorgeschalteten Schutz erfordern die CB-Klasse; Unterverteilungen mit schnell schaltenden IT-Lasten bevorzugen die PC-Klasse. Krankenhäuser und sicherheitsrelevante Stromkreise erfordern häufig die CB-Klasse zur Einhaltung der Vorschriften; Rechenzentrums-PDUs priorisieren die PC-Klasse für Geschwindigkeit und Selektivität. Das Verständnis der IEC 60947-6-1-Klassifizierungen und des UL 1008 WCR-Koordinationsrahmens ermöglicht es Ingenieuren, fundierte Entscheidungen zu treffen, die Schutz, Leistung und Kosten in Einklang bringen.

VIOX Electric fertigt automatische Transferschalter, die nach UL 1008- und IEC 60947-6-1-Standards sowohl in PC- als auch in CB-Klassenkonfigurationen entwickelt wurden, mit Nennströmen von 30 A bis 4000 A für Rechenzentren, Krankenhäuser, Gewerbegebäude und Industrieanlagen. Für Spezifikationsrichtlinien, WCR-Koordinationsstudien oder technische Beratung zu Ihren Anforderungen an die kritische Stromversorgung wenden Sie sich bitte an das Engineering-Team von VIOX.

Spezifizieren Sie die richtige ATS-Klasse für eine zuverlässige kritische Stromversorgung. Kontakt zu VIOX Electric um Ihre Anforderungen an automatische Transferschalter zu besprechen.