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Ein Schütz kann die normale Schaltanforderung des Motors erfüllen und dennoch beschädigt werden, wenn ein Kurzschluss auftritt. Die fehlende Frage ist nicht einfach, ob der Leistungsschalter den Fehler unterbrechen kann. Es ist die Frage, in welchem Zustand der Starter danach sein darf.
Kurze Antwort
Ein Schütz und ein separates thermisches Überlastrelais bieten keine Kurzschlussunterbrechung von sich aus. Ihr Zustand nach dem Fehler hängt von der spezifizierten Kurzschlussschutzeinrichtung (SCPD) und der nachgewiesenen Koordination für die vollständige Kombination ab. Typ 1 erlaubt Schäden, die eine Reparatur oder einen Austausch erfordern; Typ 2 erfordert die Eignung für die weitere Verwendung, wobei begrenzte, leicht trennbare Schweißkontakte gemäß den Anweisungen des Herstellers anerkannt werden. Der Nennstrom des Schützes allein kann kein Ergebnis festlegen.
Hier bedeutet Koordination den Starter-Koordinationstyp gemäß IEC 60947-4-1, nicht Selektivität und Koordination des Schutzschalters. Selektivität betrifft, welche Schutzeinrichtung auslöst; dieser Artikel befasst sich damit, was nach der Fehlerbehebung noch brauchbar ist.
Der “Leistungsschalter” im Titel bezieht sich auf die vordere Schutzfunktion. Eine geeignete Sicherung kann ebenfalls die SCPD sein. Weder ein Leistungsschalter noch ein Schütz verleihen der gesamten Baugruppe isoliert einen Koordinationstyp. Wenn die Ausrüstungsgrenze unklar ist, beginnen Sie mit Schütz gegen Motorstarter.
Was passiert, bevor der Kurzschluss behoben ist?
In einem herkömmlichen Starterkreis erfüllen die Geräte unterschiedliche Aufgaben:
- SCPD: unterbricht den Kurzschluss und begrenzt die nachgeschaltete Beanspruchung gemäß seinen tatsächlichen Schutzeigenschaften.
- Schütz: schaltet den Motor im Normalbetrieb gemäß seiner deklarierten Beanspruchung; es ist kein Ersatz für die SCPD. Siehe was ein Schütz tut.
- Thermischer Überlastrelais: erkennt anhaltende Überlast und leitet das Öffnen über das Steuersystem ein; seine Leistungskreiselemente führen weiterhin den Motorstrom. Siehe Betrieb eines thermischen Überlastrelais.
Die SCPD behebt den Fehler in Millisekunden; bevor sie dies tut, ist der Fehlerstrom bereits durch den Schütz und das Überlastrelais geflossen.
Dieser Strom erzeugt Erwärmung im leitenden Pfad und elektrodynamische Kräfte in der Kontaktanordnung. Der Kontaktdruck kann überwunden werden, Kontaktflächen können sich trennen und einen Lichtbogen bilden, und lokale Erwärmung kann zum Verschweißen der Kontakte führen. Die stromführenden Elemente des Relais sind ebenfalls thermischer und mechanischer Belastung ausgesetzt.
Eine erfolgreiche Unterbrechung beantwortet daher nur einen Teil der technischen Fragestellung. Das Schutzgerät hat möglicherweise den Stromkreis unterbrochen, während der Schütz oder das Überlastrelais seine Anforderungen an die Betriebszeit nicht mehr erfüllt. Die Koordination definiert das akzeptierte Ergebnis nach dem Test für die angegebene Kombination.
Typ 1 vs. Typ 2 Koordination gemäß IEC 60947-4-1
IEC 60947-4-1 ist der Standardbezugspunkt für die hier diskutierten Koordinationstypen von Schützen und Motorstartern. Die folgende Erklärung ist konzeptionell und kein Ersatz für den vollständigen Standard oder eine Deklaration für eine bestimmte Produktkombination.
Typ 1: Reparatur oder Austausch kann erforderlich sein
Unter Kurzschlussbedingungen dürfen der Schütz oder der Starter keine Gefahr für Personen oder die Anlage verursachen. Es kann dennoch ungeeignet sein, ohne Reparatur oder Austausch von Teilen weiter betrieben zu werden.
Verschweißen von Kontakten und Beschädigung des Überlastrelais können daher mit der Leistung nach Typ 1 vereinbar sein. Dies ist eine Erlaubnis für ein begrenztes Schadensergebnis unter den Testkriterien, keine Erlaubnis für Verletzungen, gefährliche freiliegende Teile oder Schäden an der umgebenden Anlage.
Typ 1 bedeutet nicht “der Starter muss ausfallen”. Es bedeutet, dass ein Weiterbetrieb ohne Reparatur nicht das zugesicherte Ergebnis ist. Der tatsächliche Zustand muss nach einem Fehler immer noch beurteilt werden.
Typ 2: Eignung zur weiteren Verwendung ist erforderlich
Typ 2 behält die Anforderung „keine Gefahr“ bei und fügt die Eignung zur weiteren Verwendung nach dem Kurzschlussereignis hinzu. Die Möglichkeit des Schweißens von Kontakten wird anerkannt, aber zulässiges Schweißen muss ohne signifikante Verformung leicht trennbar sein, gemäß den Wartungsanweisungen des Herstellers. Beschädigungen des Überlastrelais sind kein akzeptables Ergebnis, und seine Überlastschutzeigenschaften müssen erhalten bleiben.
Dies ist eine anspruchsvollere Wiederherstellungsanforderung, keine Garantie dafür, dass die Kontakte niemals verschweißen können. Sie berechtigt auch nicht zur sofortigen Wiederinbetriebnahme. Der Fehler muss behoben, die Ausrüstung isoliert und inspiziert und die vom Hersteller geforderten Prüfungen abgeschlossen sein, bevor sie wieder in Betrieb genommen wird.
| Frage nach dem Fehler | Typ-1-Koordination | Typ-2-Koordination |
|---|---|---|
| Kann der Starter weiter in Betrieb bleiben? | Reparatur oder Austausch kann vor weiterer Nutzung erforderlich sein. | Es muss unter den geprüften Bedingungen für die weitere Verwendung geeignet bleiben. |
| Was ist mit den Hauptkontakten? | Schweißen oder Beschädigung kann einen Austausch erforderlich machen. | Begrenztes Schweißen ist nur zulässig, wenn es unter den Bedingungen des Herstellers leicht getrennt werden kann. |
| Was ist mit dem Überlastrelais? | Beschädigungen können im Rahmen der Sicherheitsanforderungen des Tests zulässig sein. | Das Relais muss unbeschädigt bleiben und seine Überlastschutzeigenschaften beibehalten. |
| Wie wird der Betrieb wiederhergestellt? | Bewerten, reparieren oder ersetzen Sie nach Bedarf und überprüfen Sie dann die Installation. | Beheben Sie den Fehler und führen Sie die vorgeschriebene Inspektion und Wartung durch, bevor Sie die Freigabe erteilen. |
| Was wird von beidem gefordert? | Keine Gefahr für Personen oder die Installation. | Keine Gefahr für Personen oder die Installation. |
Was schützt das Schütz tatsächlich? Das SCPD
Die SCPD bestimmt, wie der Kurzschlussstrom unterbrochen wird und welche Belastung die nachgeschalteten Geräte erreicht. Bei vergleichbaren Fehlerbedingungen können eine stärkere Strombegrenzung und eine reduzierte Abschaltbelastung die thermische und elektrodynamische Beanspruchung des Starters verringern.
Die Durchlassenergie, oft ausgedrückt als I²t, beschreibt einen Teil der thermischen Beanspruchung. Der Spitzen-Durchlassstrom ist für die mechanische Beanspruchung relevant. Keine der beiden Größen allein zeigt die vollständige Leistung nach dem Fehler, die für die Typ-2-Koordination erforderlich ist.
Dies erklärt ein kontraintuitives Auswahl-Ergebnis: Vom Hersteller veröffentlichte Koordinierungstabellen können für denselben Motor unterschiedliche Schützgrößen erfordern, wenn sich die vorgeschaltete SCPD ändert, möglicherweise um mehrere Baugrößen voneinander abweichend. Der normale Bedarf des Motors hat sich nicht geändert; die nachgewiesene Kurzschlussbelastung und das geforderte Ergebnis der Kombination haben sich geändert.
Ebenso ist ein Leistungsschalter, der bedienbar bleibt, während die Schützkontakte verschweißen, für sich allein kein Beweis für mangelnde Schützqualität. Dieser Zustand kann mit dem deklarierten Typ-1-Ergebnis vereinbar sein. Überprüfen Sie die tatsächliche Koordinierungsangabe, die Installationsbedingungen und die Schäden, bevor Sie entscheiden, ob das Ereignis der Spezifikation entsprach. Typ 1 ist keine pauschale Erklärung für jedes Versagen.
Warum eine Koordinationstabelle nicht berechnet oder verallgemeinert werden kann
Eine Starter-Koordinierungstabelle fasst getestete Kombinationen und ihre deklarierten Bedingungen zusammen. Sie ist keine Formel, die den Nennstrom eines Schützes in eine Typ-2-Anforderung umwandelt. Die Verifizierung betrifft gemeinsam die SCPD, das Schütz, den Überlastschutz und die anwendbare Installationsanordnung.
Der bedingte Kurzschlussstrom, der in Koordinationsinformationen üblicherweise als Iq bezeichnet wird, gehört zu diesen spezifizierten Bedingungen. Lesen Sie die genaue Terminologie und die Tabellenhinweise des Herstellers. Er ist keine unabhängige Kurzschlussausschaltleistung des Schützes, und die eigene Ausschaltleistung des Leistungsschalters kann ihn nicht ersetzen.
Drei Einschränkungen folgen:
- Eine geänderte Komponente erfordert eine erneute Überprüfung. Der Austausch eines Mitglieds der Kombination macht die Bezugnahme auf den ursprünglichen Eintrag ungültig, es sei denn, der Hersteller schließt diese Alternative ausdrücklich ein. Ein anderer Leistungsschalter derselben Marke ist immer noch eine andere Schutzeigenschaft, sofern nicht abgedeckt.
- Spannung und Fehlerbelastung müssen abgedeckt sein. Die deklarierte Spannung und Iq müssen die Installationsbedingungen abdecken. Wenn der verfügbare Kurzschlussstrom den deklarierten Iq überschreitet, stellt der Eintrag nicht das erforderliche Ergebnis dar. Gehen Sie nicht von einer nicht aufgeführten Spannung aus und extrapolieren Sie nicht über die veröffentlichten Bedingungen hinaus.
- Individuelle Konformität beweist keine Kombinationsleistung. Ein Leistungsschalter, ein Schütz und ein Relais können jeweils ihre eigenen Anforderungen erfüllen, ohne einen geprüften Starter vom Typ 2 zu bilden. Eine nicht unterstützte Mischmarken-Baugruppe kann keine Bewertung erben, indem ihre Komponenten-Zertifikate addiert werden.
Berechnungen und Schutzgerätekurven können die technische Beurteilung unterstützen. Sie können nicht die kombinierten Nachweise ersetzen, die zur Erklärung eines Koordinationsschutzes erforderlich sind. Zubehör, Einstellungen, Montage- und Anschlussbedingungen der Tabelle sind ebenfalls wichtig; nur die Gerätenamen der Überschrift beizubehalten ist nicht ausreichend.
Wie wählt man eine geprüfte Kombination aus
Richten Sie die geeignete Starterarchitektur mithilfe des Leitfadens für Motorschutzschaltertypen, ein und wenden Sie dann die nachstehenden Kurzschlusskoordinationsprüfungen an.
Schritt 1: Ermitteln Sie den erwarteten Fehlerstrom und die Schaltungspannung
Ermitteln Sie den erwarteten Kurzschlussstrom am Installationsort aus der geltenden Systemstudie oder verifizierten Konstruktionsinformationen. Erfassen Sie auch die Betriebsspannung. Ersetzen Sie nicht den Strom auf dem Motortypenschild oder die angegebene Ausschaltleistung des Leistungsschalters durch den am Standort verfügbaren Fehlerstrom.
Schritt 2: Wählen Sie das erforderliche Wiederherstellungsergebnis
Wenn Unterbrechung und Reparatur schwerwiegende betriebliche Folgen hätten, legen Sie Typ 2 und einen dokumentierten Inspektions- und Wiederherstellungsprozess fest. Wenn eine geplante Reparatur nach einem Fehler akzeptabel ist, kann Typ 1 die Anforderung erfüllen.
Die Entscheidung folgt der Konsequenz des Verlusts der Last und nicht einem Schaltkreisnamen. Typ 2 verbessert das spezifizierte Wiederanlaufverhalten des Starters; er garantiert keine unterbrechungsfreie Produktion, keinen gesunden Motor und keine Beseitigung des ursprünglichen Fehlers.
Schritt 3: Wählen Sie den vollständigen Eintrag aus der Tabelle eines Herstellers aus
Verwenden Sie die veröffentlichte Koordinations-Tabelle eines Herstellers als maßgebliche Quelle für die vollständige aufgeführte Kombination. Identifizieren Sie die genaue SCPD, den Schütz, das Überlastrelais und den Koordinationstyp. Überprüfen Sie die Spannung, die deklarierte Iq, die Einstellungen und alle zutreffenden Hinweise im Hinblick auf die Installation.
Mischen Sie keine separaten Tabellen und stellen Sie keine neue Zeile aus ähnlich bewerteten Geräten zusammen. Ein gemeinsamer Markenname reicht ebenfalls nicht aus: die genaue Kombination muss abgedeckt sein. Behalten Sie die Dokumentenrevision mit den Projektunterlagen, damit ein späterer Austausch anhand derselben Grundlage überprüft werden kann.
Schritt 4: Überprüfen Sie den normalen Motorbetrieb separat
Stellen Sie sicher, dass der Einstellbereich des Überlastrelais den Volllaststrom des Motors abdeckt und dass die zutreffende AC-3-Bemessung des Schützes die normale Schaltbelastung erfüllt. Die Koordination ersetzt diese Prüfungen nicht.
Für den Auslegungsprozess des Normalbetriebs verwenden Sie Auslegung von Motorstartern. Dieser Leitfaden befasst sich mit den Komponenten, die für den normalen Betrieb erforderlich sind; dieser Artikel befasst sich mit dem geprüften Zustand nach einem Kurzschluss.
Schritt 5: Fehlende Nachweise klären, bevor ein Typ deklariert wird
Fordern Sie vom Hersteller die Koordinierungstabelle der vorgeschlagenen Kombination oder unterstützende Prüfnachweise an. Geben Sie die Spannung, den verfügbaren Fehlerstrom, den erforderlichen Typ, die Komponentenidentitäten und die Installationsanordnung an. Eine Anfrage nach “einem größeren Schütz” identifiziert nicht die fehlenden Nachweise.
Alternative Wege umfassen eine bereits geprüfte, durch Sicherungen geschützte Kombination oder einen dokumentierten, auf MPCB basierenden Kombinationsanlasser; keine dieser Architekturen beweist automatisch Typ 2. Bei einer durch Sicherungen geschützten Anordnung ersetzen Sie ein ausgelöstes Sicherungselement gemäß den Anweisungen nach der Fehlerbehebung und führen Sie die Überprüfungen des Anlassers durch. Siehe thermische Überlastrelais im Vergleich zu MPCB für die funktionale Unterscheidung.
Steuer- und Schutzschaltgeräte (CPS), die separat in IEC 60947-6-2 behandelt werden, sind eine weitere Gerätekategorie, deren deklarierte Leistung überprüft werden muss und nicht als äquivalent zu einem einzelnen Anlasser angenommen werden darf.
Bis die erforderlichen Nachweise vorliegen, vermerken Sie den Koordinierungstyp als ungeprüft. Ersetzen Sie eine fehlende Prüfaufzeichnung nicht durch eine berechnete Behauptung.
Fünf häufige Koordinationsfehler
- Auswahl des Schützes nur anhand des Motorstroms. Dies deckt einen Teil des Normalbetriebs ab, lässt aber das Ergebnis eines Kurzschlusses unbestimmt.
- Erhöhung des Schützes um eine Größe und Bezeichnung als Typ 2. Zusätzliches Material oder ein größerer Rahmen belegen nicht die erforderliche Kombinationsleistung.
- Jeden verschweißten Kontakt unter Typ 1 als Qualitätsreklamation behandeln. Vergleichen Sie das beobachtete Ergebnis mit den deklarierten Bedingungen, bevor Sie eine Ursache oder Verantwortung zuweisen.
- Verwendung der falschen Spannung oder Iq-Eingabe. Eine gültige Zeile für eine andere Bedingung deckt die Installation nicht ab, nur weil die Gerätenamen vertraut klingen.
- Kombination von Geräten dreier Hersteller und Bestätigung von Typ 2. Die Konformität der Komponenten und die Nennwerte liefern keinen Nachweis für diese nicht verifizierte Baugruppe.
Häufig Gestellte Fragen
Bedeutet Typ-2-Koordination, dass die Kontakte niemals verschweißen?
Nein. Ein begrenztes Verschweißen ist zulässig, wenn die Kontakte unter den vom Hersteller angegebenen Bedingungen ohne signifikante Verformung leicht getrennt werden können. Der Starter muss nach den erforderlichen Prüfungen weiterhin verwendbar sein.
Kann eine Typ-1-Ausrüstung nach einem Kurzschluss sofort wieder eingeschaltet werden?
Eine solche Erlaubnis ergibt sich nicht aus Typ 1. Isolieren Sie die Ausrüstung, beheben Sie den Fehler und bewerten Sie den Starter. Reparatur oder Austausch kann vor der Inspektion und der autorisierten Wiederinbetriebnahme erforderlich sein.
Warum kann eine Koordinierungstabelle nicht markenübergreifend übertragen werden?
Ihre Nachweise gelten für die spezifizierten Geräte und Bedingungen. Der Austausch einer Komponente schafft eine Kombination, die der ursprüngliche Eintrag nicht abdeckt, es sei denn, der Hersteller schließt sie ausdrücklich ein; die Konformität einzelner Geräte ist unzureichend.
Kann ich die Koordination Typ 2 berechnen, wenn keine Tabelle verfügbar ist?
Berechnungen können eine Bewertung informieren, aber sie können nicht das getestete Ergebnis nach einem Fehler feststellen. Holen Sie die Kombinationsnachweise des Herstellers ein oder wählen Sie eine andere Anordnung mit dokumentierter Leistung.
Was ändert sich, wenn eine Sicherung die SCPD ist?
Die spezifizierte Sicherung und ihre Schutzeigenschaften werden Teil der geprüften Kombination. Ein durch eine Sicherung geschützter Sterner muss immer noch die entsprechende Tabelle haben; nach der Fehlerabschaltung muss das ausgelöste Sicherungselement wie angewiesen ersetzt werden, und die Überprüfungen des Starters müssen abgeschlossen werden.
Wählen Sie für das geprüfte Ergebnis nach einem Fehler, nicht nur für den Normalstrom des Schützes: bei der Überprüfung AC-Schütze und thermischen Überlastrelais, fordern Sie die Koordinationsschalttabelle des Herstellers an und wählen Sie die vollständige dokumentierte Kombination aus.
