Hallo! Als Lieferant von Kompaktgehäuse-Leistungsschaltern habe ich viel Zeit damit verbracht, tief in die kleinsten Details dieser wichtigen elektrischen Geräte einzutauchen. Heute werde ich Sie durch die internen Komponenten von Kompaktschaltern führen.
1. Der Rahmen
Der Rahmen ist sozusagen das Rückgrat des Kompaktleistungsschalters. Es besteht normalerweise aus einem robusten, isolierenden Material, oft aus einer Art Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff. Dieser Rahmen hält alle anderen Komponenten an Ort und Stelle und bietet mechanischen Halt. Es fungiert auch als Barriere und verhindert, dass sich elektrische Lichtbögen außerhalb des Leistungsschalters ausbreiten und potenzielle Gefahren verursachen. Der Rahmen ist so ausgelegt, dass er den mechanischen Belastungen standhält, die im Normalbetrieb sowie im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überlastung auftreten. Es muss stabil genug sein, um die Ausrichtung der Innenteile zu gewährleisten und die ordnungsgemäße Funktion des Leistungsschalters zu gewährleisten.
2. Die Kontakte
Kontakte sind in einem Kompaktleistungsschalter äußerst wichtig. Sie sind die Teile, die den Stromkreis tatsächlich herstellen und unterbrechen. Normalerweise gibt es zwei Arten von Kontakten: die Hauptkontakte und die Lichtbogenkontakte.
Die Hauptkontakte sind für die Führung des normalen Laststroms verantwortlich. Sie bestehen aus Materialien mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wie Kupfer oder versilbertem Kupfer. Wenn sich der Leistungsschalter in der geschlossenen Position befindet, berühren sich diese Kontakte, sodass Strom durch den Stromkreis fließen kann.
Die Lichtbogenkontakte kommen zum Einsatz, wenn der Leistungsschalter auslöst. Bei Unterbrechung des Stromkreises entsteht zwischen den Trennkontakten ein Lichtbogen. Die Lichtbogenkontakte sind für die Bewältigung dieses Lichtbogens ausgelegt. Sie bestehen aus Materialien, die hohen Temperaturen und der durch den Lichtbogen verursachten Erosion standhalten. Der Lichtbogen wird dann schnell von den Hauptkontakten auf die Lichtbogenkontakte übertragen und schützt so die Hauptkontakte vor Beschädigung.
3. Der Betriebsmechanismus
Der Betätigungsmechanismus sorgt dafür, dass sich der Leistungsschalter öffnet und schließt. Es kann entweder manuell oder automatisch sein.
Ein manueller Betätigungsmechanismus ermöglicht es einem Bediener, den Leistungsschalter mithilfe eines Griffs physisch zu öffnen oder zu schließen. Dies ist nützlich für Wartungszwecke oder wenn Sie den Stromkreis absichtlich trennen müssen.
Der automatische Betriebsmechanismus hingegen wird durch einen Fehler im Stromkreis ausgelöst. Es gibt verschiedene Arten von automatischen Betätigungsmechanismen, beispielsweise thermisch-magnetische und elektronische.
Thermisch-magnetische Antriebe nutzen zwei unterschiedliche Prinzipien. Der thermische Teil basiert auf der Heizwirkung von Strom. Bei einer Überlastung im Stromkreis erwärmt sich ein Bimetallstreifen und verbiegt sich durch den Strom. Dieser Biegevorgang löst schließlich den Leistungsschalter aus. Der magnetische Teil hingegen reagiert auf Kurzschlussströme. Ein großer Kurzschlussstrom erzeugt ein starkes Magnetfeld, das schnell einen Kolben oder Anker zieht und den Leistungsschalter auslöst.
Elektronische Antriebe nutzen Sensoren und Mikroprozessoren zur Fehlererkennung. Sie können im Vergleich zu thermisch-magnetischen Modellen präziser sein und mehr Funktionen bieten. Sie können beispielsweise so programmiert werden, dass sie bei unterschiedlichen Stromstärken und Zeitverzögerungen auslösen.
4. Die Lichtbogenrutsche
Die Lichtbogenkammer ist eine entscheidende Komponente für den Umgang mit dem Lichtbogen, der beim Trennen der Kontakte entsteht. Wenn der Leistungsschalter auslöst, hat der Lichtbogen viel Energie und kann Schäden verursachen, wenn er nicht kontrolliert wird. Die Lichtbogenkammer ist so konzipiert, dass der Lichtbogen schnell gelöscht wird.
Es besteht aus einer Reihe von Metallplatten oder -gittern. Wenn der Lichtbogen in die Lichtbogenkammer eintritt, wird er in mehrere kleinere Lichtbögen aufgeteilt. Diese kleineren Lichtbögen haben eine größere Oberfläche und werden durch die Umgebungsluft oder das Isoliermaterial im Schacht leichter gekühlt. Wenn die Lichtbögen abkühlen, erhöht sich ihr Widerstand und schließlich erlischt der Lichtbogen.
5. Die Auslöseeinheit
Die Auslöseeinheit ist das Gehirn des Kompaktschalters. Es ist dafür verantwortlich, Fehler im Stromkreis zu erkennen und ein Signal an den Antriebsmechanismus zu senden, um den Leistungsschalter auszulösen.
Wie bereits erwähnt, gibt es thermisch-magnetische und elektronische Auslöser. Thermisch-magnetische Auslöser sind traditioneller und weit verbreitet. Sie sind einfach, zuverlässig und kostengünstig.
Elektronische Auslöser bieten jedoch erweiterte Funktionen. Sie können präzisen Schutz gegen verschiedene Arten von Fehlern wie Überlast, Kurzschluss und Erdschluss bieten. Sie können außerdem problemlos an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden. In einer industriellen Umgebung müssen Sie beispielsweise möglicherweise unterschiedliche Auslöseschwellen für verschiedene Gerätetypen festlegen. Elektronische Auslöser ermöglichen diese Art der Individualisierung.
6. Die Terminalverbindungen
Über die Klemmenanschlüsse wird der Leistungsschalter an den Stromkreis angeschlossen. Sie müssen eine sichere und widerstandsarme Verbindung bieten. Es gibt verschiedene Arten von Klemmenanschlüssen, z. B. Schraubanschlüsse, Klemmanschlüsse und Steckanschlüsse.
Am gebräuchlichsten sind Schraubklemmenanschlüsse. Sie verwenden Schrauben, um die Leiter an den Klemmen festzuziehen. Dies gewährleistet eine gute elektrische Verbindung und mechanische Stabilität.
Klemmanschlüsse vom Klemmtyp verwenden einen Klemmmechanismus, um die Leiter an Ort und Stelle zu halten. Sie sind oft schneller zu installieren und können eine zuverlässige Verbindung bieten.
Steckbare Klemmenverbindungen werden in einigen Anwendungen verwendet, bei denen eine einfache Installation und Entfernung erforderlich ist. Sie ermöglichen ein einfaches Einstecken des Leistungsschalters in eine Steckdose oder eine Sammelschiene.
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Referenzen
- Handbuch der Elektrotechnik, 3. Auflage
- Stromnetzschutz und Schaltanlagen von JR Lucas