Ein Leistungsschalter ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Netze und Geräte vor Überlastung und Kurzschluss schützt. Eine der wichtigsten Eigenschaften eines Leistungsschalters ist seine Stromkennlinie, die die Abhängigkeit der Schaltzeit von der Größe des durch ihn fließenden Stroms bestimmt.
Die Stromkennlinie ist ein Diagramm, in dem die Stromwerte entlang der Abszissenachse und die Ansprechzeit entlang der Ordinatenachse verschoben werden. Mit dieser Grafik können Sie bestimmen, wie schnell ein Leistungsschalter auf eine Überlastung oder einen Kurzschluss im Stromnetz reagiert.
Die Grundprinzipien der Stromzeitcharakteristik eines Leistungsschalters sind wie folgt: Je höher der Strom ist, desto schneller wird der Leistungsschalter ausgelöst. Dies liegt daran, dass bei einem hohen Strom eine intensive Erwärmung der Leiter stattfindet und eine große Menge an Wärme erzeugt wird. Infolgedessen reagiert der Schalter schnell auf Überlastung und schaltet das Stromnetz oder die Ausrüstung ab, um mögliche Unfälle oder Schäden zu vermeiden.
Ein Beispiel für die Zeit der Stromkennlinie eines Leistungsschalters kann in einem Diagramm betrachtet werden, in dem der Wert des Stroms auf der Abszissenachse und die Ansprechzeit auf der Ordinatenachse abgelegt wird. Ein Diagramm ist eine Kurve, die verschiedene Bereiche für verschiedene Auslösetypen aufweist – Normalbetrieb, Kurzschluss und Überlastung. Die Ansprechzeit wird mit steigendem Strom verringert und hängt von der Art und den Parametern des jeweiligen Schalters ab.
Zeitdiagramm der Stromkennlinie des Leistungsschalters
Der WTH-Zeitplan ist die Abhängigkeit der Auslösezeit des Leistungsschalters von dem durch ihn fließenden Strom. Es ermöglicht Ihnen, visuell darzustellen, wie ein Leistungsschalter auf einen Stromanstieg reagiert, und seine Eigenschaften und Arbeitsgrenzen zu bestimmen.
Das WTH-Diagramm hat normalerweise die Form einer Kurve mit einer gewissen Neigung, die sich je nach Art des Leistungsschalters und seinen Einstellungen ändern kann. In der Grafik können Sie mehrere Hauptbereiche hervorheben, die den verschiedenen Betriebsarten des Leistungsschalters entsprechen:
- Die Startzone ist eine Zone mit Nennstrombedingungen, in der der Leistungsschalter stabil arbeitet und nicht anspricht.
- Überlastzone - Eine Zone, in der der Strom den Nennwert überschreitet, sich jedoch innerhalb der vorgegebenen Überlastgrenzen befindet. In diesem Bereich kann der Leistungsschalter nach einer bestimmten Zeitspanne ausgelöst werden, um Schäden am Gerät oder Feuer zu vermeiden.
- Kurzschlusszone - die Zone, in der der Strom den maximal zulässigen Wert überschreitet, und der Leistungsschalter sollte sofort ausgelöst werden, um einen Notfall zu verhindern.
Der WTH-Zeitplan kann auch zusätzliche Zonen enthalten, die den speziellen Betriebsmodi entsprechen, z. B. der Verzögerungszeitzone, der Integrationszeit-Zone und anderen.
Das Vorhandensein und die Eigenschaften des WTH-Diagramms sind wichtige Parameter bei der Auswahl eines Leistungsschalters für ein bestimmtes Netzwerk oder Gerät. Sie müssen an die Anforderungen und Eigenschaften des elektrischen Systems angepasst werden, um einen zuverlässigen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Grundprinzipien
Das Zeitdiagramm der Stromcharakteristik des Leistungsschalters zeigt die Abhängigkeit der Trip-Zeit von der Größe des durch den Schalter fließenden Stroms. Normalerweise wird das Diagramm als Kurve dargestellt, wobei der Wert des Stroms entlang der X-Achse und die Trip-Zeit entlang der Y-Achse verschoben wird. Die Kurve hat mehrere Bereiche, von denen jede den verschiedenen Betriebsarten des Leistungsschalters entspricht.
Die Grafik zeigt, dass die Trip-Zeit des Leistungsschalters mit steigendem Strom zunimmt. Dies liegt daran, dass bei Überschreitung des Nennstroms der Leistungsschalter die Schaltung selbstständig abschalten kann, um Schäden oder Feuer zu vermeiden. Wenn der Strom innerhalb einer bestimmten Zeitdauer den Nennwert überschreitet, wird der Leistungsschalter ausgelöst und der Stromkreis abgeschaltet.
Je nach Art des Leistungsschalters und seinen Eigenschaften kann das Zeitdiagramm der Stromcharakteristik eines Leistungsschalters in verschiedenen Ausführungen dargestellt werden. Diese Diagramme basieren jedoch auf dem Prinzip, dass die Trip-Zeit des Leistungsschalters mit steigendem Strom zunehmen sollte. Dies bietet einen zuverlässigen Schutz der elektrischen Schaltungen vor Überlast und Kurzschlüssen.
Definition eines Merkmals
Die vorübergehenden Stromeigenschaften des Leistungsschalters werden entsprechend seinen Konstruktionsmerkmalen und anwendungsspezifischen Eigenschaften bestimmt. Die Eigenschaften der verschiedenen Schalter können erheblich voneinander abweichen.
Das Zeitdiagramm der Stromkennlinie zeigt die Abhängigkeit der Auslösezeit des Leistungsschalters von der Größe des durch ihn fließenden Stroms. Normalerweise ist ein Diagramm eine Kurve, die mehrere Segmente aufweist, die unterschiedlichen Zeitintervallen entsprechen.
Es gibt mehrere standardmäßige Zeitstromeigenschaften, die normalerweise angewendet werden:
- B-Kennlinie (invertiert): Wird verwendet, wenn für den Nennstrom (normalerweise bis zu 63 A) ein hoher Kurzschlussschutz erforderlich ist;
- C-charakteristisch: wird verwendet, um mittelgroße Stromkreise zu schützen, die rauen Betriebsbedingungen widerstehen können;
- D-Charakteristik: Wird üblicherweise zum Schutz von Hochleistungsstromkreisen mit Anlagen mit großen Anlaufströmen verwendet.
Beispiele für Diagramme
Im Folgenden sind Beispiele für Zeitdiagramme für die Stromcharakteristik eines Leistungsschalters aufgeführt.
Beispiel 1:
Die Grafik zeigt die Charakteristik eines Schalters, der schnell ausgelöst wird, wenn der angegebene Strom überschritten wird. Die Betätigungszeit beträgt etwa 0,1 Sekunden.
Wie aus der Grafik hervorgeht, reagiert der Schalter auf einen starken Anstieg des Stroms und schaltet sich schnell ab, wodurch ein möglicher Überlastzustand oder Kurzschluss im Stromkreis verhindert wird.
Beispiel 2:
Diese Grafik zeigt den Betrieb des Schalters mit Zeitverzögerung. Bei Überschreitung des Stroms wird der Schalter nach einiger Zeit ausgelöst. In diesem Beispiel beträgt die Verzögerung etwa 1 Sekunde.
Durch diese Einstellung des Schalters können Überlastzustände, die bei kurzfristigen Funken oder anderen nicht konstanten Lasten auftreten können, aufgehoben werden.
Beispiel 3:
Diese Grafik zeigt die Zeitcharakteristik eines Schalters mit unterschiedlichen Zeitverzögerungsstufen. Die Verzögerung nimmt mit zunehmendem Stromwert zu, der den Nennwert überschreitet.
Diese Schalterprogrammierung ermöglicht es, höhere Lasten abzuschalten, die einen bestimmten Eintauchgrad aufweisen oder vorübergehend den Nennstromwert überschreiten können.
Typ-B-Stromkennlinie
Das Zeitdiagramm der Stromcharakteristik des Typs B hat die folgende Form:
In der Grafik kann man sehen, dass bei Kurzschlüssen oder Überlast der Strom schnell ansteigt und dann schnell abnimmt. Die Betätigungszeit des Leistungsschalters Typ B beträgt etwa 5 bis 10 Sekunden.
Diese Stromkennlinie wird häufig in kleinen elektrischen Haushaltsnetzen verwendet, in denen der Kurzschlusswert ziemlich niedrig ist.
Die Bedeutung der Analyse von Zeitdiagrammen der Stromkennlinie
Der Hauptzweck der Analyse von VTX-Diagrammen besteht darin, die Zeit zu bestimmen, in der der Leistungsschalter bei Überschreitung des eingestellten Stroms ausgelöst wird. Diese Zeit kann bei unerwarteten Notfällen oder Netzwerküberlastungen kritisch sein.
Die Analyse der WTH-Diagramme zeigt mögliche Probleme mit dem Leistungsschalter an, z. B. eine falsche Einstellung des Schaltstroms, eine beeinträchtigte Funktionsfähigkeit oder sogar eine Beschädigung des Schalters.
Darüber hinaus ermöglicht die Analyse der VTH-Diagramme die Auswertung des Leistungsschalters unter verschiedenen Bedingungen wie Überlastung, Kurzschluss und anderen Anomalien im Stromnetz. Dies hilft Elektrotechnikern, potenziell gefährliche Situationen zu erkennen und Maßnahmen zu ergreifen, um mögliche Unfälle und Schäden am Gerät zu vermeiden.
Daher ist die Analyse der VTH-Diagramme ein wichtiger Schritt bei der Auswahl und Installation eines Leistungsschalters sowie bei der Wartung und dem Betrieb von elektrischen Systemen. Dies hilft, die Betriebssicherheit zu gewährleisten und das Auftreten von Unfällen zu verhindern, was eine der Hauptaufgaben von Elektrofachleuten ist.
