Was sind die dreistufigen Schutz- und Auslösecharakteristiken von Leistungsschaltern?

 Leistungsschalter, die nur eine Art von Schutz verwenden, sind oft nicht in der Lage, sowohl die Sicherheit als auch die kontinuierliche Stromversorgung wirksam zu gewährleisten. So können beispielsweise kleine Stromüberlastungen zu Fehlauslösungen führen, die Prozesse unterbrechen, während verzögerte Reaktionen auf größere Kurzschlüsse zu gefährlichen Situationen führen können. Dieser Artikel befasst sich mit zwei Schlüsseltechnologien, dem dreistufigen Schutz und den Auslösekennlinien, damit der Leser versteht, wie ein wissenschaftlich konfigurierter Schutzschalter einen präzisen Fehlerschutz gewährleistet.

Was ist drei Stufenschutz in Leistungsschaltern?  

Die Schwere von Stromkreisfehlern in elektrischen Anlagen in Industrie und Haushalt ist sehr unterschiedlich. So kann beispielsweise ein über längere Zeit betriebener Haushaltsbackofen eine Dauerüberlastung mit dem 1,2-fachen des Nennstroms verursachen, während das Anlassen eines Elektromotors einen sofortigen Einschaltstrom von mehr als dem 10-fachen des Nennwerts erzeugen kann. Herkömmliche einstufige Schutzschalter haben Schwierigkeiten, zwischen den verschiedenen Fehlertypen zu unterscheiden und lösen entweder zu häufig aus oder reagieren zu langsam, was die Sicherheit beeinträchtigt. Die dreistufige Schutztechnologie ermöglicht durch einen abgestuften Reaktionsmechanismus eine Fehlererkennung und -verarbeitung im Millisekundenbereich.

Drei Der Bühnenschutz umfasst lange Überlastungsschutz (L), Kurzzeitschutz kurze Zeit Kurzschlussschutz (S) und unverzögerter Kurzschluss Schaltungsschutz (I), zusammenfassend als LSI-Schutz bezeichnet. Wenn der Erdschlussschutz (G) hinzukommt, wird er zum vierstufigen LSIG-Schutz.

- Langfristiger Überlastschutz: Arbeitet mit einer längeren Verzögerung, um bestimmte Überlastwerte zu tolerieren (z. B. das 1,05- bis 5-fache des Nennstroms), um unnötige Abschaltungen zu vermeiden und die Geräte vor Überhitzung zu schützen.

- Kurzzeit-Kurzschlussschutz: Bei Stromspitzen (z. B. das 5- bis 10-fache des Nennstroms) löst ein elektronischer Auslöser mit einer kurzen Verzögerung (0,1-0,4 Sekunden) aus, damit nachgeschaltete Schutzschalter zuerst auslösen können, um unnötige Stromabschaltungen zu vermeiden.

- Sofortiger Kurzschlussschutz: Der schnellste Reaktionsmodus, bei dem extreme Überströme (z. B. das 10-20-fache des Nennstroms) sofort abgeschaltet werden, um den normalen Stromkreisbetrieb schnell wiederherzustellen.

Der dreistufige Schutz definiert die Überstromschutzeigenschaften eines Stromkreisunterbrecher.

Um die Auslastung der elektrischen Anlagen zu maximieren und gleichzeitig die Auswirkungen von Fehlern zu minimieren, muss der Schutz von Leistungsschaltern selektiv sein. Die Kennlinie eines Leistungsschalters lässt sich in drei Abschnitte unterteilen:

1. Abschnitt AB: Überlastungsschutzabschnitt:

Die Höhe des Betriebsstroms ist umgekehrt proportional zur Dauer der Betriebszeit.

2. Abschnitt DF: Sofortige Maßnahmen Abschnitt:

Wenn der Fehlerstrom den vordefinierten Schwellenwert des D-Punkts überschreitet, löst der Überstromauslöser sofort die Trennung des Stromkreises aus.

3. CE-Abschnitt: Abschnitt für zeitlich verzögerte Maßnahmen:

Wenn der Strom den Schwellenwert des Punktes C überschreitet, löst der Überstromauslöser nach einer bestimmten Verzögerungszeit aus, um den fehlerhaften Stromkreis zu entfernen.

Was sind die Auslösecharakteristiken von Leistungsschaltern?

Die wichtigsten Typen sind A, B, C, D und K, die jeweils für bestimmte Anwendungen geeignet sind:

- A-Kurve: Auslösestrom (2-3)In, verwendet für den Schutz von Halbleiterschaltungen.

- B-Kurve: Auslösestrom (3-5)In, geeignet für Haushaltsgeräte und Haushaltsverteilung.

- C-Kurve: Auslösestrom (5-10)In, ideal für Beleuchtungsstromkreise und Verteilersysteme mit moderaten Einschaltströmen.

- D-Kurve: Auslösestrom (10-20)In, ausgelegt für hohe Einschaltstromlasten wie Transformatoren, Magnetspulen und Motoren.

- (5) K-Kurve: mit dem 1,2-fachen des thermischen Auslösestroms und dem 8- bis 14-fachen des magnetischen Auslösestroms, geeignet für den Schutz von Motorleitungsgeräten, hohe Einschaltstromfestigkeit.

In praktischen Anwendungen, B-, C- und D-Kurven-Schutzschalter sind die am häufigsten verwendeten. Verschiedene Hersteller können leichte Abweichungen von diesen Kurven anbieten.

Unterschiede zwischen den Auslösekurven A, B, C, D und K

1. Kurve: Kurzschlussauslöseschwelle von 2-3 In, wird für den Schutz von elektronischen und Kommunikationsgeräten verwendet.
2. B-Kurve: Kurzschlussauslöseschwelle von 3-5 In, verwendet für den Generatorlastschutz.
3. C-Kurve: Kurzschlussauslöseschwelle von 5-10 In, üblicherweise in der Beleuchtungsverteilung verwendet.
4. D-Kurve: Kurzschlussauslöseschwelle von 10-20 In, verwendet für Motorstromkreise und große induktive Lasten. Viele Hersteller begrenzen diesen Wert aus praktischen Gründen auf 10-14 In.
5. K-Kurve: Kurzschlussauslöseschwelle von 8-15 In, ideal für den Motorschutz. Im Gegensatz zu anderen Kurven hat die K-Kurve einen thermischen Nichtauslösestrom von 1,05 In und einen Auslösestrom von 1,2 In, wodurch sie besonders für den Motorüberlastschutz geeignet ist.

Für den Motorschutz mit D-Kurvenschaltern ist ein zusätzliches Thermorelais für den Überlastschutz erforderlich.

Schlussfolgerung  

In diesem Artikel werden Leistungsschalter unter zwei Gesichtspunkten untersucht: dreistufiger Schutz und Auslösekennlinien. Durch einen abgestuften Ansprechmechanismus und eine präzise Anpassung der Kennlinien ist es möglich, die Systemsicherheit zu erhöhen und gleichzeitig unnötige Auslösungen zu reduzieren. Die richtige Konfiguration von Leistungsschaltern senkt nicht nur die Wartungskosten, sondern erhöht auch die elektrische Sicherheit.