En gjuten brytare (MCCB) är en typ av elektrisk skyddsanordning som används för att skydda den elektriska kretsen mot överdriven ström, vilket kan orsaka överbelastning eller kortslutning. Med en strömstyrka på upp till 1600A kan MCCB användas för ett brett spektrum av spänningar och frekvenser med justerbara utlösningsinställningar. Dessa brytare används i stället för miniatyrbrytare (MCB) i storskaliga PV-system för systemisolering och skyddsändamål.
Hur MCCB fungerar
MCCB använder en temperaturkänslig anordning (det termiska elementet) med en strömkänslig elektromagnetisk anordning (det magnetiska elementet) för att tillhandahålla utlösningsmekanismen för skydd och isolering. Detta gör det möjligt för MCCB att tillhandahålla:
•Överbelastningsskydd,
• Elektriskt felskydd mot kortslutningsströmmar
• Elektrisk strömbrytare för frånkoppling.
Överbelastningsskydd
Överbelastningsskydd tillhandahålls av MCCB via den temperaturkänsliga komponenten. Denna komponent är i huvudsak en bimetallisk kontakt: en kontakt som består av två metaller som expanderar i olika hastigheter när de utsätts för hög temperatur. Under de normala driftsförhållandena kommer den bimetalliska kontakten att låta den elektriska strömmen strömma genom MCCB. När strömmen överstiger utlösningsvärdet börjar den bimetalliska kontakten att värmas och böjas bort på grund av den olika termiska hastigheten för värmeutvidgning inom kontakten. Så småningom kommer kontakten att böjas så att den fysiskt trycker på utlösaren och låser upp kontakterna, vilket får kretsen att avbrytas.
MCCB: s termiska skydd kommer typiskt att ha en tidsfördröjning för att tillåta en kort varaktighet av överström, vilket ofta ses i vissa enhetsoperationer, såsom startströmmar som ses vid start av motorer. Denna tidsfördröjning gör det möjligt för kretsen att fortsätta arbeta under dessa omständigheter utan att utlösa MCCB.
Elektriskt felskydd mot kortslutningsströmmar
MCCBs ger ett omedelbart svar på ett kortslutningsfel, baserat på principen om elektromagnetism. MCCB innehåller en solenoidspole som genererar ett litet elektromagnetiskt fält när ström passerar genom MCCB. Under normal drift är det elektromagnetiska fält som genereras av solenoidspolen försumbart. Men när ett kortslutningsfel inträffar i kretsen börjar en stor ström strömma genom solenoiden och som ett resultat skapas ett starkt elektromagnetiskt fält som drar till utlösningsfältet och öppnar kontakterna.
Elektrisk strömbrytare för frånkoppling
Förutom utlösningsmekanismer kan MCCB också användas som manuella brytare vid nöd- eller underhållsarbete. En båge kan skapas när kontakten öppnas. För att bekämpa detta har MCCB: er interna bågavledningsmekanismer för att släcka bågen.
Dechiffrera MCCB-egenskaper och betyg
MCCB-tillverkare är skyldiga att tillhandahålla MCCB: s driftsegenskaper. Några av de vanliga parametrarna förklaras nedan:
Nominell ramström (inm):
Den maximala strömmen som MCCB är klassad att hantera. Denna nominella ramström definierar den övre gränsen för det justerbara utlösningsområdet. Detta värde bestämmer brytarens ramstorlek.
Märkström (in):
Det nominella strömvärdet avgör när MCCB löser ut på grund av överbelastningsskydd. Detta värde kan justeras till maximalt den nominella ramströmmen.
Nominell isolationsspänning (Ui):
Detta värde anger den maximala spänningen som MCCB kan motstå under laboratorieförhållanden. Märkspänningen för MCCB är vanligtvis lägre än detta värde för att ge en säkerhetsmarginal.
Nominell arbetsspänning (Ue):
Detta värde är märkspänningen för kontinuerlig drift av MCCB. Det är normalt detsamma som eller nära systemets spänning.
Nominell impulsspänning (Uimp):
Detta värde är den övergående toppspänningen som strömbrytaren kan motstå från strömbrytare eller blixtnedslag. Detta värde bestämmer MCCB: s förmåga att motstå övergående överspänningar. Standardstorleken för impulstestning är 1,2 / 50 µs.
Kortslutningens kapacitet (Ics):
Detta är den högsta felströmmen som MCCB kan hantera utan att skadas permanent. MCCB är i allmänhet återanvändbara efter felavbrott, förutsatt att de inte överstiger detta värde. Ju högre IC, desto mer pålitlig brytare.
Ultimate Short Circuit Breaking Capacity (Icu):
Detta är det högsta felströmsvärdet som MCCB kan hantera. Om felströmmen överstiger detta värde kommer MCCB inte att kunna lösa ut. I detta fall måste en annan skyddsmekanism med högre brytförmåga fungera. Detta indikerar MCCB: s driftsäkerhet. Det är viktigt att notera att om felströmmen överstiger IC men inte överstiger ICU, kan MCCB fortfarande ta bort felet, men kan skadas och måste bytas ut.
Mekanisk livslängd: Detta är det maximala antalet gånger som MCCB kan manövreras manuellt innan det misslyckas.
Elektrisk livslängd: Det här är det maximala antalet gånger som MCCB kan utlösa innan det misslyckas.
Storlek på MCCB
MCCB i en elektrisk krets bör dimensioneras enligt kretsens förväntade driftsström och möjliga felströmmar. De tre huvudkriterierna när du väljer MCCB är:
• MCCB: s nominella arbetsspänning (Ue) ska likna systemets spänning.
• Utlösningsvärdet för MCCB bör justeras enligt strömmen som dras av lasten.
• MCCB: s brytförmåga måste vara högre än de teoretiska möjliga felströmmarna.
Typer av MCCB
Figur 1: Tripkurva av typ B, C och D MCCB
MCCB Underhåll
MCCB: er utsätts för höga strömmar; därför är underhåll av MCCB avgörande för tillförlitlig drift. Några av underhållsprocedurerna diskuteras nedan:
1. Visuell inspektion
Under den visuella inspektionen av en MCCB är det viktigt att se upp för deformerade kontakter eller sprickor i höljet eller isoleringen. Eventuella brännmärken vid kontakt eller hölje bör behandlas med försiktighet.
2. Smörjning
Vissa MCCB: er kräver tillräcklig smörjning för att säkerställa en smidig användning av manuell frånkoppling och interna rörliga delar.
3. Rengöring
Smutsavlagringar på MCCB kan försämra MCCB-komponenterna. Om smuts innehåller ledande material kan det skapa en strömbana och orsaka ett internt fel.
4. Testning
Det finns tre huvudtester som utförs som en del av underhållsproceduren för en MCCB.
Isolationsmotståndstest:
Testerna för en MCCB bör utföras genom att koppla bort MCCB och testa isoleringen mellan faserna och över matnings- och belastningsterminalerna. Om det uppmätta isolationsmotståndet är lägre än tillverkarens rekommenderade isolationsmotståndsvärde kommer MCCB inte att kunna ge tillräckligt skydd.
Kontaktmotstånd
Detta test utförs genom att testa motståndet hos de elektriska kontakterna. Det uppmätta värdet jämförs med det värde som tillverkaren anger. Under normala driftsförhållanden är kontaktmotståndet mycket lågt eftersom MCCB: er måste tillåta driftström genom minimala förluster.
Utlösningstest
Detta test utförs genom att testa svaret från MCCB under simulerade överströms- och felförhållanden. MCCB: s termiska skydd testas genom att köra en stor ström genom MCCB (300% av nominellt värde). Om brytaren inte löser ut är det en indikation på att termiskt skydd inte fungerar. Testet för magnetiskt skydd utförs genom att köra korta pulser med mycket hög ström. Under normala förhållanden är magnetiskt skydd omedelbart. Detta test bör utföras i slutet eftersom höga strömmar ökar temperaturen på kontakterna och isoleringen, och detta kan förändra resultaten av andra två tester.
Slutsats
Det korrekta valet av MCCB: er för den nödvändiga applikationen är nyckeln till att ge tillräckligt skydd på platser med högeffektiv utrustning. Det är också viktigt att utföra underhållsåtgärder med jämna mellanrum och varje gång efter utlösningsmekanismer har aktiverats för att säkerställa säkerheten på platsen.
Inläggstid: 25 nov 2020