Leistungsschalter - was er schützt und wie er funktioniert

Leistungsschalter sind Geräte, deren Aufgabe es ist, eine elektrische Leitung vor Schäden durch großen Strom zu schützen. Es kann sich entweder um Kurzschlussüberströme oder nur um einen starken Elektronenfluss handeln, der über einen ausreichend langen Zeitraum durch das Kabel fließt und es bei weiterem Schmelzen der Isolierung überhitzt. Der Leistungsschalter verhindert in diesem Fall negative Folgen, indem er die Stromversorgung des Stromkreises unterbricht. Später, wenn sich die Situation wieder normalisiert, kann das Gerät manuell wieder eingeschaltet werden.

Leistungsschalterfunktionen

Schutzgeräte erfüllen die folgenden grundlegenden Aufgaben:

• Schaltung des Stromkreises (die Möglichkeit, den geschützten Bereich bei einem Stromausfall auszuschalten).
• Den anvertrauten Stromkreis abschalten, wenn darin Kurzschlussströme auftreten.
• Schutz der Leitung vor Überlastung, wenn ein übermäßiger Strom durch das Gerät fließt (dies geschieht, wenn die Gesamtleistung der Geräte den maximal zulässigen Wert überschreitet).

Kurz gesagt, ABs erfüllen gleichzeitig eine Schutz- und eine Steuerfunktion.

Die Haupttypen von Schaltern

Es gibt drei Haupttypen von AB, die sich im Design voneinander unterscheiden und für Lasten unterschiedlicher Größe ausgelegt sind:

• Modular. Es erhielt seinen Namen aufgrund der Standardbreite, einem Vielfachen von 1,75 cm. Es ist für kleine Ströme ausgelegt und wird in Stromversorgungsnetzen für Haushalte, für ein Haus oder eine Wohnung installiert. In der Regel handelt es sich um einen einpoligen oder zweipoligen Leistungsschalter.
• Besetzung. Es wird so wegen des gegossenen Körpers genannt. Es kann bis zu 1000 Ampere aushalten und wird hauptsächlich in industriellen Netzwerken eingesetzt.
• Luft. Entwickelt für Ströme bis zu 6300 Ampere. Meistens handelt es sich um eine dreipolige automatische Maschine, aber jetzt werden Geräte dieses Typs mit vier Polen hergestellt.

Ein einphasiger Schutzschalter ist ein Leistungsschalter, der in Haushaltsnetzwerken am häufigsten verwendet wird. Es kann 1- und 2-polig sein. Im ersten Fall ist nur der Phasenleiter an das Gerät angeschlossen und im zweiten - ebenfalls Null.

Zusätzlich zu den aufgelisteten Typen gibt es auch Fehlerstromschutzschalter, die mit der Abkürzung RCD gekennzeichnet sind, und Differenzialmaschinen.

Der erste kann nicht als vollwertiger AB angesehen werden. Ihre Aufgabe besteht nicht darin, den Stromkreis und die darin enthaltenen Geräte zu schützen, sondern einen Stromschlag zu verhindern, wenn eine Person einen offenen Bereich berührt. Der Differentialleistungsschalter ist ein AB und ein FI in einem Gerät.

Wie sind Leistungsschalter angeordnet?

Betrachten wir im Detail die Vorrichtung des Leistungsschalters. Der Maschinenkörper besteht aus dielektrischem Material. Es besteht aus zwei Teilen, die durch Nieten verbunden sind. Wenn das Karosserieteil zerlegt werden muss, werden die Nieten ausgebohrt und der Zugang zu den internen Elementen des Leistungsschalters geöffnet. Diese beinhalten:

• Schraubklemmen.
• Flexible Leiter.
• Steuergriff.
• Beweglicher und fester Kontakt.
• Ein elektromagnetischer Auslöser, der ein Magnet mit einem Kern ist.
• Thermische Freisetzung, die eine Bimetallplatte und eine Einstellschraube enthält.
• Gasauslass.
• Lichtbogenlöschkammer.

Auf der Rückseite ist die automatische Sicherung mit einer speziellen Verriegelung ausgestattet, mit der sie an der DIN-Schiene befestigt wird.

Letzteres ist eine Metallschiene mit einer Breite von 3,5 cm, an der modulare Geräte angebracht sind, sowie einige Arten von Stromzählern. Um die Maschine mit der Schiene zu verbinden, muss der Körper der Schutzvorrichtung über den oberen Teil gewickelt werden. Klicken Sie dann auf den Riegel, indem Sie auf den unteren Teil der Vorrichtung drücken. Sie können den Leistungsschalter von der DIN-Schiene entfernen, indem Sie die Verriegelung von unten einhaken.

Die Verriegelung des modularen Schalters kann sehr fest sein. Um ein solches Gerät an einer DIN-Schiene zu befestigen, müssen Sie zuerst die Verriegelung von unten anschließen und die Schutzeinrichtung anstelle des Befestigungselements einsetzen und dann das Verriegelungselement lösen.

Sie können es einfacher machen - drücken Sie beim Einrasten des Riegels mit einem Schraubendreher fest auf den unteren Teil.

Im Video ist klar, warum ein Leistungsschalter benötigt wird:

Wie der Leistungsschalter funktioniert

Lassen Sie uns nun herausfinden, wie der Netzwerkschutzschalter funktioniert. Die Verbindung erfolgt durch Anheben des Steuergriffs. Um den AV vom Netzwerk zu trennen, wird der Hebel abgesenkt.

Wenn der elektrische Schutzschalter im normalen Modus arbeitet, wird der elektrische Strom mit angehobenem Steuergriff über das an die obere Klemme angeschlossene Stromkabel dem Gerät zugeführt. Der Elektronenfluss geht zu einem stationären Kontakt und von dort zu einem mobilen.

Dann fließt der Strom durch den flexiblen Leiter zum Magneten der elektromagnetischen Freisetzung. Von dort gelangt entlang des zweiten flexiblen Leiters Elektrizität zur Bimetallplatte, die in der thermischen Freisetzung enthalten ist. Nach dem Passieren der Platte gelangt der Elektronenfluss durch den unteren Anschluss in das verbundene Netzwerk.

Merkmale der thermischen Freisetzung

Wenn der Strom den Stromkreis überschreitet, in dem der Leistungsschalter installiert ist, tritt eine Überlastung auf. Der Fluss von Hochleistungselektronen durch die Bimetallplatte wirkt sich thermisch auf sie aus, macht sie weicher und zwingt sie, sich zum Auslöseelement hin zu biegen. Wenn diese mit der Platte in Kontakt kommt, wird die Maschine ausgelöst und die Stromversorgung des Stromkreises stoppt. Ein Wärmeschutz verhindert somit eine übermäßige Erwärmung des Leiters, die zum Schmelzen der Isolierschicht und zur Beschädigung der Verkabelung führen kann.

Die Erwärmung der Bimetallplatte in einem solchen Ausmaß, dass sie sich biegt und den AB auslöst, erfolgt für eine bestimmte Zeit. Dies hängt davon ab, um wie viel der Strom die Nennleistung der Maschine überschreitet, und kann sowohl einige Sekunden als auch eine Stunde dauern.

Die thermische Freigabe wird ausgelöst, wenn der Stromkreis die Nennleistung der Maschine um mindestens 13% überschreitet. Nachdem die Bimetallplatte abgekühlt ist und der Strom normalisiert ist, kann die Schutzeinrichtung wieder eingeschaltet werden.

Es gibt einen weiteren Parameter, der den Betrieb von AB unter dem Einfluss einer thermischen Freisetzung beeinflussen kann - dies ist die Umgebungstemperatur.

Wenn die Luft in dem Raum, in dem das Gerät installiert ist, eine hohe Temperatur hat, erwärmt sich die Platte schneller als gewöhnlich bis zur Auslösegrenze und kann bereits bei leichtem Stromanstieg ausgelöst werden. Wenn das Haus kalt ist, erwärmt sich die Platte langsamer und die Zeit vor dem Trennen des Stromkreises verlängert sich.

Die thermische Freisetzung erfordert, wie erwähnt, eine bestimmte Zeit, während der der Stromkreis wieder normal werden kann. Dann verschwindet die Überlastung und das Gerät wird nicht heruntergefahren. Wenn die Größe des elektrischen Stroms nicht abnimmt, schaltet die Maschine den Stromkreis ab, wodurch verhindert wird, dass die Isolationsschicht schmilzt und das Kabel brennt.

Die Überlastung wird am häufigsten durch die Einbeziehung von Geräten in die Schaltung verursacht, deren Gesamtleistung die für eine bestimmte Leitung berechnete übersteigt.

Nuancen des elektromagnetischen Schutzes

Die elektromagnetische Freisetzung soll das Netzwerk vor Kurzschlüssen schützen und unterscheidet sich vom thermischen durch das Funktionsprinzip. Unter der Wirkung von Kurzschlussüberströmen entsteht im Magneten ein starkes Magnetfeld. Es drückt den Spulenkern zur Seite, wodurch die Leistungskontakte der Schutzeinrichtung geöffnet werden und auf den Freigabemechanismus einwirken. Die Stromversorgung der Leitung wird unterbrochen, wodurch die Brandgefahr bei der Verkabelung und die Zerstörung der geschlossenen Anlage und des Leistungsschalters beseitigt wird.

Da im Falle eines Kurzschlusses im Stromkreis ein sofortiger Anstieg des Stroms auf einen Wert auftritt, der in kurzer Zeit schwerwiegende Folgen haben kann, erfolgt der Betrieb der Maschine unter dem Einfluss einer elektromagnetischen Freisetzung in Hundertstelsekunden. In diesem Fall muss der Strom den Nennwert AB mindestens dreimal überschreiten.

Klar über die Leistungsschalter im Video:

Lichtbogenrutsche

Wenn sich die Kontakte des Stromkreises öffnen, durch den der elektrische Strom fließt, entsteht zwischen ihnen ein Lichtbogen, dessen Leistung direkt proportional zur Größe des Netzstroms ist. Es wirkt sich zerstörerisch auf die Kontakte aus. Um sie zu schützen, enthält das Gerät eine Lichtbogenlöschkammer, bei der es sich um einen Satz parallel zueinander installierter Platten handelt.

Beim Kontakt mit den Platten wird der Lichtbogen fragmentiert, wodurch seine Temperatur abnimmt und eine Dämpfung auftritt. Die beim Auftreten des Lichtbogens entstehenden Gase werden durch ein spezielles Loch aus dem Körper der Schutzeinrichtung entfernt.

Fazit

In diesem Artikel haben wir darüber gesprochen, was Leistungsschalter sind, was diese Geräte sind und wie sie funktionieren. Nehmen wir zum Schluss an, dass Leistungsschalter nicht als herkömmliche Switches im Netzwerk installiert werden sollen. Eine solche Verwendung zerstört schnell die Kontakte des Geräts.