DC Molded Case Circuit Breakers (MCCB) · Technical Explainer
Anschluss eines DC-MCCB an die Pole und Überprüfung der Systemspannung
Ein Gleichstrom-Kompaktleistungsschalter kann je nach Anschlussweise seiner Pole verschiedene Nennspannungen aufweisen. Ein Käufer darf nicht einfach die höchste im Katalog angegebene Spannung zugrunde legen und davon ausgehen, dass diese auch für eine andere Anschlusskonfiguration gilt. Das genaue Anschlussschema, die Systemerdung und der Fehlerstrompfad müssen gemeinsam überprüft werden.
Dieser Leitfaden befasst sich mit der Interpretation der Herstellerangaben zur Polanschlusskonfiguration von Gleichstrom-MCCBs. Er stellt keine Verkabelungsanleitung für nicht geprüfte Modelle dar. Für die endgültige Genehmigung sind das Projekt-Einliniendiagramm, eine prospektive Fehleranalyse sowie die aktuelle Installationsanleitung für die genaue Bestellnummer erforderlich.
Warum die Polverbindung die Nenn-Gleichstromleistung beeinflussen kann
Das Unterbrechen von Gleichstrom unterscheidet sich vom Unterbrechen von Wechselstrom, da der Strom nicht in jedem Zyklus von Natur aus den Nullpunkt durchläuft. Bei einigen MCCB-Ausführungen werden mehrere Pole entlang eines Strompfads in Reihe geschaltet, um die angegebene Spannungsfestigkeit zu erreichen. Die Dokumentation zu den DC-MCCBs von Schneider Electric enthält Beispiele für Reihen- und Parallelschaltungen der Pole; dabei handelt es sich um produktspezifische Schaltpläne und nicht um eine allgemeine Erlaubnis, einen anderen Leistungsschalter neu zu verdrahten.
Entscheidend ist der gesamte Strompfad durch das Gerät. Bei einem Leistungsschalter mit zwei, drei oder vier Polen können die Pole auf die Leiter verteilt oder in Reihe geschaltet sein. Die auf dem Typenschild angegebene Polzahl gibt daher keinen Aufschluss über die volle Systemspannungsfähigkeit oder das Trennverhalten.
Erkundigen Sie sich, welche Nennwerttabelle für die geplante Verkabelung gilt, einschließlich Nennbetriebsspannung, Schaltleistung und Dauerstrom. Eine Spannungsangabe “pro Pol” kann zur Erläuterung der Konstruktion hilfreich sein, sollte jedoch vom Käufer nicht multipliziert werden, um einen neuen Nennwert für das Gerät zu ermitteln. Verwenden Sie ausschließlich die vom Hersteller angegebene Nennleistung des kompletten Geräts für die jeweilige Konfiguration.
Beginnen Sie mit dem Einliniendiagramm des Systems
Kennzeichnen Sie die Gleichstromquelle, die Last, die Plus- und Minusleiter, den Erdungspunkt sowie alle möglichen Pfade, über die ein Fehlerstrom fließen kann. Berücksichtigen Sie dabei sowohl den Normalbetrieb als auch Wartungsschaltzustände. Eine Batterie und ein Wandler, die auf gegenüberliegenden Seiten angeschlossen sind, können unter Lade-, Entlade- und Fehlerbedingungen unterschiedliche Stromrichtungen erzeugen.
Ermitteln Sie die maximal relevante Spannung am Einbauort des MCCB, einschließlich Extremwerten bei der Aufladung oder im Betrieb. Verwenden Sie nicht ausschließlich die Nenn-Sammelschienenspannung, wenn ein anderer plausibler Wert höher ist. Halten Sie den voraussichtlichen Kurzschlussstrom an diesem Ort sowie die zugrunde liegenden Annahmen fest. Der ausgewählte Leistungsschalter muss über eine dokumentierte Unterbrechungsfähigkeit bei derselben Spannung und derselben Anschlussbasis verfügen.
Es ist zu klären, welche Leiter zum Schutz und zur Isolierung unterbrochen werden müssen. In einem geerdeten System können sich die Fehlerarten und die an den einzelnen Polpfaden anliegenden Spannungen von denen in einem isolierten System unterscheiden. Das Anwendungsdiagramm des Herstellers muss der Topologie des Projekts entsprechen und darf nicht nur ähnlich aussehen.
Lesen Sie den Schaltplan genau durch, Anschluss für Anschluss
Besorgen Sie sich die Herstellerzeichnung für das genaue MCCB-Modell, den Rahmen, die Polzahl und die Anordnung des Zubehörs. Identifizieren Sie die Netz- und Lastanschlüsse, die Polaritätsmarkierungen, die zugelassenen Brücken und die miteinander verbundenen Pole. Einige Verbindungen sind möglicherweise werkseitig vorinstalliert, während andere spezielle, zugelassene Verbindungen erfordern. Verwenden Sie keine vor Ort gefertigten Brücken, es sei denn, dies ist in den Herstellerunterlagen und der Projektplanung ausdrücklich vorgesehen.
Vergleichen Sie das Schema vor der Beschaffung und erneut nach der Installation mit der Montagezeichnung. Eine Verpolung, ein fehlendes Reihenglied oder die Verlagerung eines geerdeten Leiters können die angenommene Nennleistung ungültig machen. Im Normalbetrieb tritt das Problem möglicherweise nicht zutage. Die entscheidende Leistungsfähigkeit ist im Fehlerfall gefragt, wenn Improvisation zu spät ist.
Vergewissern Sie sich, dass das Schema der erforderlichen Nennspannung und der Fehlerstrombelastbarkeit entspricht. Für eine Produktfamilie können mehrere Schemata für unterschiedliche Verteilungssysteme vorliegen. Die Abbildung in einer Verkaufsbroschüre hat keinen Vorrang vor einer neueren, modellspezifischen Installationsanleitung; notieren Sie die für die Zulassung verwendete Version.
Unterscheiden Sie zwischen Reihen- und Parallelschaltungen
Bei der Reihen- und der Parallelschaltung stellen sich unterschiedliche konstruktive Fragestellungen. Reihenschaltungen können in bestimmten Produkten eingesetzt werden, um eine höhere Gleichspannung zu ermöglichen. Parallelschaltungen können in bestimmten Konstruktionen zur Erhöhung der Strombelastbarkeit angeboten werden. Bei keiner der beiden handelt es sich um eine allgemeine Nachrüstung vor Ort. Die Übertragung der Nennwerte des einen Schemas auf das andere führt zu einer unzulässigen Behauptung.
Fragen Sie den Lieferanten, ob eine vorgeschlagene Anordnung zugelassen ist, welches Zubehör erforderlich ist und wie die Stromverteilung bei parallelen Polen erfolgt. Fragen zu Wärmeentwicklung, Klemmenbelastung und Fehlerunterbrechung lassen sich nur anhand des genauen Modells beantworten. Die endgültige Schaltplanzeichnung sollte die Anordnung darstellen und nicht lediglich “2P MCCB” aufführen.”
Überprüfen Sie die Daten zur Gleichstrombremse auf derselben Grundlage
Die Dauerstrombelastbarkeit eines Gleichstrom-MCCB gibt keinen Aufschluss über dessen Unterbrechungsleistung. Vergleichen Sie den ortsspezifischen zu erwartenden Fehlerstrom mit den vom Hersteller angegebenen Daten zur Gleichstrom-Unterbrechungsleistung bei der tatsächlichen Betriebsspannung und der jeweiligen Polanordnung. Erkundigen Sie sich, ob es sich bei der Nennleistung um die Spitzen-, Betriebs- oder eine andere in der geltenden Norm definierte Größe handelt und welche Annahmen hinsichtlich des Betriebs nach einem Fehler getroffen werden.
Verwechseln Sie nicht eine AC-Unterbrechungsleistung, eine Gleichstrom-Unterbrechungsleistung bei niedriger Spannung und einen Hochspannungs-Schaltplan zu einer einzigen implizierten Nennleistung. Die Nachweise müssen aus einem einheitlichen Satz mit genauen Modellangaben bestehen. Falls für ein in Frage kommendes Gerät kein eindeutig dokumentierter Gleichstrom-Unterbrechungswert für die vorgesehene Anordnung vorliegt, lassen Sie die Auswahl offen.
Die Norm IEC 60947-2 gilt für Niederspannungs-Leistungsschalter, einschließlich Gleichstromanwendungen; ein allgemeiner Verweis auf die Norm ist jedoch kein Ersatz für die Nennwerttabelle des jeweiligen Produkts. Der zuständige Ingenieur muss zudem die für den Standort geltenden Vorschriften und die Schutzkonzeption überprüfen.
Polarität und Fehlerrichtung spielen nach wie vor eine Rolle
Einige Gleichstrom-Leistungsschalter (MCCBs) verfügen über richtungsabhängige Anschlusspolen für Quelle und Last. Serienpole müssen unter Umständen so ausgerichtet werden, dass der Lichtbogen in die vorgesehene Stromrichtung gelenkt wird. Stellen Sie in der Netzanalyse alle Normal- und Fehlerstromrichtungen dar, insbesondere dort, wo Speicher, Erzeugungsanlagen oder Umrichter von beiden Seiten gespeist werden können.
Ein als “DC-geprüft” bezeichnetes Produkt ist nicht automatisch für die bidirektionale Fehlerunterbrechung geeignet. Erkundigen Sie sich, ob das jeweilige Modell die für das Projekt erforderlichen Fehlerrichtungen unterstützt. Falls ein polaritätsabhängiges Konzept diese Anforderungen nicht erfüllen kann, fordern Sie eine andere dokumentierte Auslegung an, anstatt die Zeichnung vor Ort umzukehren.
Eine Checkliste für die Unterlagen des Käufers
| Frage | Projektbeitrag | Nachweise des Lieferanten |
|---|---|---|
| Systemspannung | Maximal zulässige Spannung am MCCB | Nenn-Gleichstrom für den exakten Anschluss |
| Fehlerstrom | Prospektiver Strom am Standort | Gleichstrom-Unterbrechungsdaten bei gleicher Spannung |
| Aktuelle Richtung | Normal- und Fehlerpfade | Polaritäts- und Quell-Last-Regeln |
| Erdung | Geerdete oder isolierte Topologie | Zugehöriges Anwendungsdiagramm |
| Mechanik | Anordnung von Sammelschienen, Kabeln und Schalttafeln | Anschluss-, Verbindungs- und Montageanleitung |
Notieren Sie den genauen Bestellcode, die Zeichnungsrevision und offene Fragen. Falls ein Lieferant lediglich einen Familientitel zurücksendet, fordern Sie die genauen Anschluss- und Nennleistungsunterlagen an, bevor Sie die Stückliste freigeben. Ein bedingtes Angebot sollte als solches gekennzeichnet werden.
Installation und Änderungskontrolle
Vergleichen Sie vor der Einschaltung die Kennzeichnungen der gelieferten Leistungsschalter, die Klemmenanschlüsse und die Reihenschaltungen mit der genehmigten Zeichnung. Überprüfen Sie die Leiterquerschnitte, die Anzugskraft und den Zustand der Gehäuse anhand der Montageanleitung. Ein korrekter Schaltplan auf Papier ist kein Beweis dafür, dass die Schaltanlage auch tatsächlich entsprechend aufgebaut wurde.
Überprüfen Sie nach dem Austausch eines Leistungsschalters erneut alle Annahmen. Die Anordnung der Pole, die Verbindungen, die Ausrichtung der Anschlüsse und die angegebenen Nennwerte können trotz ähnlicher Gehäuse unterschiedlich sein. Bewahren Sie die genehmigte Herstellerzeichnung in der Schalttafelakte auf, damit die Wartungsteams den vorgesehenen Schaltpfad erkennen können.
Sollten sich die Systemerdung oder die Versorgungsanordnung später ändern, muss der Anschluss des MCCB neu bewertet werden. Ein Wechsel von einer auf zwei Versorgungsquellen oder der Austausch eines Umrichters kann die Fehlerrichtung und den zu erwartenden Strom verändern. Die Auswahl des Leistungsschalters ist an eine bestimmte Schaltungskonfiguration gebunden und gilt nicht dauerhaft für jede zukünftige Topologie.
Schließen Sie den Beweiskreis, bevor die Jury entlassen wird
Die technische Prüfung sollte mehr als nur eine genehmigte Katalognummer ergeben. Bewahren Sie das endgültige Einleitungsschema, das Schema der Leistungsschalterpole, die Nennwerttabelle und die Fehlerstromberechnung in einer kontrollierten Akte auf. Geben Sie die Person an, die bestätigt hat, dass sich die Systemspannung und die Unterbrechungsleistung auf dieselbe Anordnung beziehen. Dies ist besonders nützlich, wenn ein Erstausrüster (OEM) die Schalttafelkonstruktion in mehreren Spannungsvarianten wiederholt.
Kennzeichnen Sie im Werk alle vom Hersteller zugelassenen Reihenschaltungen und überprüfen Sie deren Einbau während der Inspektion. Ein vorübergehender Test oder eine Sichtprüfung der Griffbetätigung reicht nicht aus, um eine fehlerhafte Funktion festzustellen. Die Baugruppe muss gemäß der dokumentierten Anschlussweise montiert und anschließend im Rahmen des Inbetriebnahmeprozesses vor Ort überprüft werden. Kann eine Verbindung oder ein Anschluss nach der Montage nicht mehr überprüft werden, dokumentieren Sie deren Einbau, bevor die Abdeckungen angebracht werden.
Wenn ein Lieferant ein Datenblatt überarbeitet oder ein neueres Modell vorschlägt, vergleichen Sie die entsprechenden Seiten mit den Nennwerten und Schaltplänen direkt miteinander. Die Beibehaltung des Namens einer Produktfamilie ist kein Beweis dafür, dass die Anschlussanweisungen unverändert geblieben sind.
RITOKS-Anfrageweg
Die DC-MCCB-Kategorie und Produktfamilie der zweipoligen Gleichstrom-MCCB-Schalter Ermitteln Sie kommerzielle Optionen, nicht die Genehmigung für einen nicht näher bezeichneten Mastanschluss. Senden Sie den Einliniendiagramm, die Spannungshüllkurve und die Fehleranalyse des Systems über RITOKS-Kontakt und fragen Sie nach den Anschluss- und Nennleistungsunterlagen für das jeweilige Modell.
Häufig gestellte Fragen
Kann ich die Spannung pro Pol multiplizieren, um die Nennleistung des Systems zu ermitteln?
Nein. Verwenden Sie die vom Hersteller angegebene Gesamtgeräte-Nennleistung für die genau zugelassene Stangenverbindung und den Fehlerzustand.
Schaltet ein zweipoliger Schutzschalter immer beide Polaritäten ab?
Nein. Die Pole können in einer einzigen Leitung in Reihe geschaltet werden. Aus der genauen Anschlusszeichnung geht hervor, welche Leiter tatsächlich unterbrochen sind.
Darf ich die Zeichnung einer Serienverbindung eines Mitbewerbers kopieren?
Nein. Die Nennwerte und zulässigen Anschlüsse richten sich nach der jeweiligen Ausführung des Leistungsschalters und den aktuellen Herstellerangaben.
Fazit
Der Polanschluss eines DC-MCCB ist eine dokumentierte Systemauslegungsbedingung. Vergleichen Sie das genaue Schaltbild mit der Einliniendarstellung des Projekts und überprüfen Sie anschließend Spannung, Schaltleistung, Polarität und Installationsanforderungen auf der Grundlage eines einheitlichen Modells. Eine Angabe der Polzahl oder eine Überschrift zur Produktfamilie ersetzt diesen Nachweis nicht.