Hogyan működik egy kismegszakító (MCB)
Az MCB (kismegszakító) a leggyakoribb védőkészülék egy lakossági elosztótáblában. Védi az áramkört a túlterhelés és a rövidzárlat ellen, de a föld felé folyó kis hibaáramokat (a milliamperes nagyságrendű különbözeti áramokat) nem érzékeli. Fémes testzárlatnál a fázis és a védővezető (PE) között, TN-rendszerben éppen az MCB kapcsolja le az áramkört, ha a hibahurok impedanciája elég kicsi (Zs·Ia ≤ U0, I7-2011, 4.1.4.1.10. cikk). Íme, mi történik belül, amikor kiold.
A belső alkatrészek
Egy szabványos MCB öt funkcionális rendszert tartalmaz, amelyek együtt működnek:
- A kapcsok — csavarok vagy szorítók a vezetők rögzítésére
- Az ikerfém lemez — két összehegesztett fém (rendszerint réz és acél) eltérő hőtágulási együtthatóval, amely melegben elhajlik
- Az elektromágneses tekercs — az áramkör áramával átjárt menet, mozgó maggal
- A kioldó mechanizmus — rugós kar, amely tartja vagy elengedi az érintkezőket
- Az ívoltó kamra — acéllemezek rácsa, amely az érintkezők nyitásakor feldarabolja és hűti a villamos ívet
1. Termikus védelem — túlterhelés
Amikor az áram meghaladja az MCB-re írt In névleges értéket, az ikerfém lemez melegedni kezd. Mivel a két fém eltérően tágul, a lemez fokozatosan elhajlik. Elegendő elhajlásnál elengedi a kioldó kart, és az érintkezők nyílnak.
A termikus mechanizmus a túlterheléssel fordítottan arányos időkarakterisztikájú: 1,5×In-nél néhány percig is eltarthat, 5×In-nél néhány másodperc. Az IEC 60898-1 szabvány előírja, hogy az MCB 1,13×In-nél (tartóáram) 1 óránál rövidebb idő alatt nem oldhat ki, de 1,45×In-nél 1 óránál rövidebb idő alatt ki kell oldania.
2. Mágneses védelem — rövidzárlat
Rövidzárlat esetén az áram hirtelen az In tíz- vagy százszorosára nő. Az elektromágneses tekercs azonnal erős mágneses teret hoz létre, amely behúzza a mozgó magot. Ez közvetlenül működteti a kioldó mechanizmust, és 10 ezredmásodpercnél rövidebb idő alatt nyitja az érintkezőket.
A mágneses kioldási áram küszöbértéke az MCB karakterisztikájától függ:
| Karakterisztika | Mágneses küszöb | Tipikus alkalmazások |
|---|---|---|
| B | 3–5 × In | Ohmos áramkörök, világítás, hosszú kábelek |
| C | 5–10 × In | Dugaljak, általános lakossági használat |
| D | 10–20 × In | Motorok, transzformátorok, kisülőlámpák |
3. Az ívoltó kamra
Amikor egy feszültség alatt lévő érintkező nyílik, a két érintkező között villamos ív keletkezik — több ezer Celsius-fokos ionizált plazmaoszlop. Ha az ívet nem oltják el gyorsan, az érintkezők megolvadnak, és az MCB használhatatlanná vagy akár veszélyessé válik.
Az oltókamra vékony acéllemezek rácsát tartalmazza, amelyek:
- a hosszú ívet rövid ívek sorozatára darabolják
- gyorsan hűtik a plazmát, csökkentve a vezetőképességét
- kikényszerítik az érintkezők közötti gáz deionizációját
Mindez néhány ezredmásodperc alatt zajlik. A forró gáz az MCB házának nyílásain át az elosztótábla belsejébe távozik, ezért a nyílások előtt betartják a gyártó által megadott távolságokat. Nem az ívgáz dönti el, hogy egy tábla lehet-e zárt: az MCB-kkel szerelt IP54-es vagy IP65-ös elosztók szokványos termékek, méretezésük, az esetleges szellőzést is beleértve, a készülékek disszipált teljesítményétől függ.
4. A megszakítóképesség (Icn)
A megszakítóképesség (az IEC 60898-1 szerint névleges zárlati megszakítóképesség, Icn) az a legnagyobb rövidzárlati áram, amelyet az MCB önmaga tönkremenetele nélkül meg tud szakítani. kA-ban fejezik ki, és nagyobbnak kell lennie a beépítési helyen várható rövidzárlati áramnál.
Tipikus értékek:
- 6 kA — szabványos lakossági telepítéseknél (nagy távolság a transzformátortól)
- 10 kA — társasház főelosztójánál szükséges, vagy ha az elosztó közel van a transzformátorhoz
- 15–25 kA — ipari telepítések vagy a telepítés kiindulópontján
Mit NEM csinál egy MCB
Az MCB nem érzékeli a föld felé folyó kis különbözeti áramokat (a milliamperes nagyságrendűeket). Ha egy személy megérinti a fázisvezetőt, és az áram az emberi testen át a föld felé folyik, az MCB nem old ki (az áramkörön átfolyó áram szinte azonos — a különbség túl kicsi ahhoz, hogy működésbe hozza a termikus vagy mágneses mechanizmust: a néhány tíz vagy száz milliamperes, az emberre veszélyes különbözeti áramok elhanyagolhatók az MCB küszöbértékeihez képest). Ez az RCCB vagy az RCBO feladata.
Hivatkozott szabvány
A háztartási MCB-k hivatkozott szabványa az IEC 60898-1 (Romániában SR EN 60898-1), amely meghatározza a B/C/D karakterisztikákat, a névleges zárlati megszakítóképességet (Icn; szabványos értékei 1,5 / 3 / 4,5 / 6 / 10 kA, és ennél nagyobbak is, legfeljebb 25 kA-ig) és a túlterhelésnél, illetve rövidzárlatnál érvényes kioldási időket.
Az I7-2011 norma az MCB-re a túláramvédelem (4.3. fej.) és a védelmek szelektivitása (4.3.7.1. cikk) kapcsán hivatkozik: a kaszkádba kapcsolt MCB-ket úgy kell összehangolni, hogy hiba esetén a hibához legközelebbi oldjon ki, ne a betáplálásnál lévő.
ElectroSchema
Az ElectroSchema vizuális elosztótáblájában az MCB a választott névleges árammal és karakterisztikával kerül a DIN-sínekre. A V44 ellenőrzési szabály automatikusan ellenőrzi a szelektivitást a gerincvezetéken lévő MCB és az áramkörökön lévők között: figyelmeztet, ha a két készülék mágneses sávja átfedi egymást, és akkor is, ha a sávok elkülönülnek, de a táblánál megadott várható gyűjtősín-zárlati áram (Icc) meghaladja a fölérendelt MCB legkisebb mágneses kioldási küszöbét — e fölött mindkettő kioldhat, így a szelektivitás csak részleges. A kaszkádba kapcsolt áram-védőkapcsolókra külön szabály vonatkozik, a V29.
Hozzászólások
A hozzászólásokat közzététel előtt moderáljuk. Az e-mail-cím nem jelenik meg nyilvánosan.