AKTUALNOŚCI

Wyłącznik kompaktowy (MCCB) to rodzaj elektrycznego urządzenia zabezpieczającego, które służy do ochrony obwodu elektrycznego przed nadmiernym prądem, który może spowodować przeciążenie lub zwarcie. Przy prądzie znamionowym do 1600 A wyłączniki MCCB mogą być używane dla szerokiego zakresu napięć i częstotliwości z regulowanymi ustawieniami wyzwalania. Te wyłączniki są używane zamiast miniaturowych wyłączników automatycznych (MCB) w dużych systemach fotowoltaicznych do izolacji systemu i celów ochrony.

Jak działa MCCB

MCCB wykorzystuje urządzenie wrażliwe na temperaturę (element termiczny) z czułym na prąd urządzenie elektromagnetyczne (element magnetyczny), aby zapewnić mechanizm wyzwalający w celach ochronnych i izolacyjnych. Dzięki temu MCCB może zapewnić:
•Ochrona przed przeładowaniem,
• Zabezpieczenie przed uszkodzeniem elektrycznym przed prądami zwarciowymi
• Wyłącznik elektryczny do odłączania.

Ochrona przed przeładowaniem

Wyłącznik kompaktowy zapewnia ochronę przed przeciążeniem za pośrednictwem elementu wrażliwego na temperaturę. Ten element jest zasadniczo kontaktem bimetalicznym: kontaktem składającym się z dwóch metali, które rozszerzają się z różną szybkością pod wpływem wysokiej temperatury. W normalnych warunkach pracy styk bimetaliczny umożliwi przepływ prądu elektrycznego przez wyłącznik MCCB. Gdy prąd przekroczy wartość wyzwalającą, bimetaliczny styk zacznie się nagrzewać i wyginać z powodu różnej szybkości rozszerzalności cieplnej w styku. Ostatecznie styk zgnie się do punktu fizycznego popchnięcia pręta wyzwalającego i odblokowania styków, powodując przerwanie obwodu.

Zabezpieczenie termiczne MCCB będzie zazwyczaj miało opóźnienie czasowe, aby umożliwić krótki czas trwania przetężenia, co jest powszechnie obserwowane w niektórych operacjach urządzeń, takich jak prądy rozruchowe obserwowane podczas uruchamiania silników. To opóźnienie czasowe umożliwia dalszą pracę obwodu w takich okolicznościach bez wyzwalania wyłącznika MCCB.

Zabezpieczenie przed uszkodzeniem elektrycznym przed prądami zwarciowymi

Wyłączniki kompaktowe zapewniają natychmiastową reakcję na zwarcie w oparciu o zasadę elektromagnetyzmu. Wyłącznik MCCB zawiera cewkę elektromagnesu, która wytwarza małe pole elektromagnetyczne, gdy prąd przepływa przez wyłącznik MCCB. Podczas normalnej pracy pole elektromagnetyczne generowane przez cewkę elektromagnesu jest pomijalne. Jednak gdy w obwodzie wystąpi zwarcie, przez cewkę zaczyna płynąć duży prąd, w wyniku czego powstaje silne pole elektromagnetyczne, które przyciąga pręt wyzwalający i otwiera styki.

Wyłącznik elektryczny do odłączania

Oprócz mechanizmów wyzwalających, wyłączniki kompaktowe mogą być również używane jako ręczne wyłączniki w przypadku operacji awaryjnych lub konserwacyjnych. Po otwarciu kontaktu można utworzyć łuk. Aby temu przeciwdziałać, wyłączniki kompaktowe wyposażone są w wewnętrzne mechanizmy rozpraszania łuku, które wygaszają łuk.

Odszyfrowanie charakterystyk i ocen MCCB

Producenci wyłączników kompaktowych są zobowiązani do dostarczenia charakterystyk roboczych wyłączników kompaktowych. Poniżej wyjaśniono niektóre typowe parametry:
Znamionowy prąd ramki (Inm):
Maksymalny prąd, który MCCB może obsłużyć. Ten znamionowy prąd ramy określa górną granicę regulowanego zakresu prądu wyzwalającego. Ta wartość określa rozmiar ramki wyłącznika.
Prąd znamionowy (In):
Wartość prądu znamionowego określa, kiedy wyłącznik MCCB wyłączy się z powodu zabezpieczenia przed przeciążeniem. Wartość tę można regulować maksymalnie do znamionowego prądu ramy.
Znamionowe napięcie izolacji (Ui):
Wartość ta wskazuje maksymalne napięcie, które MCCB może wytrzymać w warunkach laboratoryjnych. Napięcie znamionowe MCCB jest zwykle niższe niż ta wartość, aby zapewnić margines bezpieczeństwa.
Znamionowe napięcie robocze (Ue):
Ta wartość jest napięciem znamionowym dla ciągłej pracy MCCB. Zwykle jest takie samo lub zbliżone do napięcia systemu.
Znamionowe napięcie udarowe wytrzymywane (Uimp):
Wartość ta jest przejściowym napięciem szczytowym, które wyłącznik może wytrzymać przy przełączaniu przepięć lub uderzeń pioruna. Wartość ta określa zdolność MCCB do wytrzymywania przejściowych przepięć. Standardowy rozmiar do testów impulsowych to 1,2 / 50 µs.
Robocza zdolność wyłączania zwarć (Ics):
Jest to najwyższy prąd zwarciowy, z jakim MCCB może sobie poradzić bez trwałego uszkodzenia. Wyłączniki kompaktowe są generalnie wielokrotnego użytku po operacji przerwania błędu, pod warunkiem, że nie przekraczają tej wartości. Im wyższy Ics, tym bardziej niezawodny wyłącznik.
Ostateczna zdolność wyłączania zwarć (Icu):
Jest to najwyższa wartość prądu zwarciowego, jaką może obsłużyć wyłącznik MCCB. Jeżeli prąd zwarciowy przekracza tę wartość, wyłącznik MCCB nie będzie mógł się wyzwolić. W takim przypadku musi zadziałać inny mechanizm zabezpieczający o większej zdolności wyłączania. Wskazuje to na niezawodność działania wyłącznika MCCB. Należy pamiętać, że jeśli prąd zwarciowy przekracza Ics, ale nie przekracza Icu, MCCB może nadal usunąć usterkę, ale może być uszkodzony i wymagać wymiany.
Trwałość mechaniczna: jest to maksymalna liczba przypadków, gdy wyłącznik MCCB może być obsługiwany ręcznie, zanim ulegnie awarii.
Trwałość elektryczna: jest to maksymalna liczba wyzwoleń wyłącznika MCCB, zanim ulegnie awarii.

Wymiarowanie MCCB

MCCB w obwodzie elektrycznym powinny być zwymiarowane zgodnie z oczekiwanym prądem roboczym obwodu i możliwymi prądami zwarciowymi. Trzy główne kryteria przy wyborze wyłączników kompaktowych to:
• Znamionowe napięcie robocze (Ue) wyłącznika MCCB powinno być podobne do napięcia systemu.
• Wartość wyzwalania MCCB powinna być dostosowana do prądu pobieranego przez obciążenie.
• Zdolność wyłączania wyłącznika MCCB musi być wyższa niż teoretyczne możliwe prądy zwarciowe.

Rodzaje MCCB

Rysunek 1: Krzywa wyzwalania wyłączników kompaktowych typu B, C i D.

Konserwacja MCCB

Wyłączniki kompaktowe są narażone na działanie wysokich prądów; dlatego konserwacja wyłączników kompaktowych jest krytyczna dla niezawodnego działania. Niektóre z procedur konserwacji omówiono poniżej:

1. Kontrola wizualna
Podczas oględzin wyłącznika kompaktowego ważne jest, aby zwracać uwagę na zdeformowane styki lub pęknięcia w obudowie lub izolacji. Wszelkie ślady oparzeń na stykach lub obudowie należy traktować ostrożnie.

2. Smarowanie
Niektóre wyłączniki kompaktowe wymagają odpowiedniego smarowania, aby zapewnić płynne działanie ręcznego odłącznika i wewnętrznych ruchomych części.

3. Czyszczenie
Osady brudu na wyłącznikach MCCB mogą spowodować uszkodzenie jego elementów. Jeśli brud zawiera materiał przewodzący, może stworzyć ścieżkę dla prądu i spowodować wewnętrzną usterkę.

4. Testowanie
Istnieją trzy główne testy, które są przeprowadzane jako część procedury konserwacji wyłącznika kompaktowego.
Test rezystancji izolacji:
Testy wyłącznika MCCB należy przeprowadzić, odłączając wyłącznik MCCB i testując izolację między fazami oraz w poprzek zacisków zasilania i obciążenia. Jeśli zmierzona rezystancja izolacji jest niższa niż zalecana przez producenta wartość rezystancji izolacji, wówczas MCCB nie będzie w stanie zapewnić odpowiedniej ochrony.

Odporność na kontakt
Ten test jest przeprowadzany poprzez badanie rezystancji styków elektrycznych. Zmierzona wartość jest porównywana z wartością podaną przez producenta. W normalnych warunkach pracy rezystancja styku jest bardzo niska, ponieważ wyłączniki kompaktowe muszą przepuszczać prąd roboczy przy minimalnych stratach.

Test wyzwalania
Ten test jest przeprowadzany poprzez testowanie odpowiedzi wyłącznika MCCB w warunkach symulowanego przetężenia i uszkodzenia. Zabezpieczenie termiczne wyłącznika MCCB jest testowane przez przepuszczanie dużego prądu przez wyłącznik MCCB (300% wartości znamionowej). Jeżeli wyłącznik nie zadziała, oznacza to uszkodzenie zabezpieczenia termicznego. Test ochrony magnetycznej jest przeprowadzany przez uruchamianie krótkich impulsów o bardzo dużym prądzie. W normalnych warunkach ochrona magnetyczna jest natychmiastowa. Ten test należy przeprowadzić na samym końcu, ponieważ wysokie prądy zwiększają temperaturę styków i izolacji, co może zmienić wyniki pozostałych dwóch testów.

Wniosek
Właściwy dobór wyłączników kompaktowych do wymaganej aplikacji ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia odpowiedniej ochrony w miejscach wyposażonych w sprzęt dużej mocy. Ważne jest również przeprowadzanie czynności konserwacyjnych w regularnych odstępach czasu i za każdym razem po uruchomieniu mechanizmów wyzwalających, aby zapewnić utrzymanie bezpieczeństwa na miejscu.