Introductie

Stroomonderbrekers met gegoten behuizing worden gebruikt in stroomdistributiesystemen als een hoge stroombeveiliging en schakelapparaat. Dit artikel gaat helemaal over stroomonderbrekers met gegoten behuizing, ook wel MCCB's genoemd. We zullen MCCB's, hun constructie, beschikbare typen en hun toepassingen bespreken.

Wat is een stroomonderbreker met gegoten behuizing?

Stroomonderbrekers met gegoten behuizing zijn een van de belangrijkste vermogensbehandelingsapparaten die beschikbaar zijn in industriële omgevingen. MCCB's kunnen ook worden geïdentificeerd als een robuuste en superieure versie van huishoudelijke miniatuurstroomonderbrekers. Miniatuur stroomonderbrekers (MCB's) zijn voornamelijk te vinden in huishoudelijke stroomverdeelborden om elektrische stroom te regelen die wordt toegepast op verschillende circuits binnen een gebouw.

Stroomonderbrekers met gegoten behuizing zijn in de eerste plaats bedoeld om te worden gebruikt als stroombeveiligingsapparaat. Terwijl een gewone MCB die wordt gebruikt in een huisverdeelbord een stroomsterkte heeft van 2A tot 125A, kan een MCCB een continue stroomsterkte hebben tot 2500 Ampère. Dit maakt MCCB's een ideale keuze voor industriële toepassingen met hoog vermogen.

Deze apparaten worden ook gebruikt als hoogstroom- en laagspanningsstroomisolatieapparaten om elektrische stroom te verwerken en zijn te koop in zowel AC- als DC-types. DC-type MCCB's zijn ingewikkelder dan AC MCCB's vanwege de aard van de boog die ontstaat wanneer een DC-onderbreker wordt uitgeschakeld.

MCCB's bieden vergelijkbare functies als die van MCB's, zoals

• Schakelactie/stroomisolatie
  • MCCB's zijn ook verkrijgbaar in enkelpolige of driepolige configuraties. Dit betekent dat de MCCB kan fungeren als een schakelaar die het elektrische systeem geheel of gedeeltelijk kan isoleren van de primaire stroombron. Dit is een minder gebruikelijke toepassing van MCCB's.
• Bescherming tegen overbelasting
  • Overbelastingsbeveiliging is het type beveiliging dat wordt geboden door een elektrische beveiliging door automatisch de stroom uit te schakelen als de aangesloten belasting gedurende langere tijd te veel stroom trekt.
• Beveiliging tegen elektrische storingen
  • Fouten zoals lijn-naar-aarde fouten of lijn-naar-lijn fouten kunnen extreem grote piekstromen veroorzaken die onmiddellijk moeten worden onderbroken. MCCB's zijn in staat om de maximale nominale stroom vast te houden terwijl ze onmiddellijke uitschakelmogelijkheden hebben voor overmatige piekstromen.

In vergelijking met miniatuurstroomonderbrekers (MCB's) hebben gegoten stroomonderbrekers enkele extra voordelen, zoals:

• Hoogspanningsisolatie
  • Stroomonderbrekers met gegoten behuizing zijn meestal ingesloten in grotere plastic behuizingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen, schokken en trillingen. Ze kunnen veilig worden gebruikt in toepassingen zoals 400V of 600V waar hoogspanningsisolatie vereist is.
• Programmeerbare/instelbare drempels
  • In moderne stroomonderbrekers met gegoten behuizing kunnen de parameters zoals thermische overbelastingsbeveiligingstemperatuur, overstroomdrempel, overstroom-triggertijd en foutstroom worden aangepast. Dit vereenvoudigt de toepassing van een MCCB-model voor een breed scala aan toepassingen.
• Extra opties
  • MCCB-fabrikanten zijn begonnen met het toevoegen van meer geavanceerde functies, zoals detectie en monitoring op afstand voor realtime tracking van energieverbruik en configuratie op afstand. Er zijn enkele merken die het toevoegen van externe accessoires toestaan, zoals industriële communicatienetwerkconnectiviteit en alarmen.
• Veel grotere huidige beoordeling
  • Stroomonderbrekers met gegoten behuizing kunnen hoge stromen aan, in tegenstelling tot MCB's. Dit maakt ze een ideale keuze voor de bescherming van energiesystemen in zowel industriële als huishoudelijke toepassingen.

Gegoten stroomonderbreker Wikipedia

Stroomonderbrekers met gegoten behuizing vallen onder de categorie van apparaten voor elektrische stroombeveiliging. Think Wikipedia, "A stroomonderbreker is een elektrisch veiligheidsapparaat dat is ontworpen om een elektrisch circuit van schade veroorzaakt door een overstroom or kortsluiting. De basisfunctie is het onderbreken van de stroom om apparatuur te beschermen en het risico van brand. In tegenstelling tot een zekering, die één keer werkt en daarna moet worden vervangen, kan een stroomonderbreker worden gereset (handmatig of automatisch) om de normale werking te hervatten.”

In huishoudelijke, commerciële en industriële toepassingen waar de systeemspanning als laag wordt beschouwd (onder 100VAC), worden MCCB's gebruikt om stromen tot 2500 Ampère aan te kunnen. De kenmerken voor laagspanningsstroomonderbrekers worden verder beschreven in IEC947 normen definitie.

Het Wikipedia-artikel gevonden in deze link bevat aanvullende informatie met betrekking tot de typen stroomonderbrekers en hun werkingstheorie.

Voordat we de soorten MCCB's bespreken, laten we eens kijken naar enkele van de gemeenschappelijke parameters van MCCB's.

MCCB-parameters uitgelegd

Parameter	Omschrijving
Nominale framestroom (Inm)	Dit is de maximale stroom die de MCCB aankan. Dit is doorgaans de maximale waarde van het instelbare uitschakelstroombereik.
Nominale Stroom (In)	Dit is de uitschakelstroom van de onderbreker. Deze waarde is lager dan de nominale framestroom en is instelbaar.
Nominale isolatiespanning (Ui)	Isolatiespanning is de maximaal houdbare spanning die de behuizing van de vermogenschakelaar aankan. Dit wordt gemeten onder laboratoriumomstandigheden.
Nominale bedrijfsspanning (Ue)	Continue bedrijfsspanning van de MCCB. Dit is de typische systeemspanning en kan lager zijn.
Nominale impulshoudspanning (Ukabouter)	De nominale stoothoudspanning is de spanning die de MCCB aankan tijdens een stroomstootgebeurtenis zoals een blikseminslag. Het testen is gestandaardiseerd voor een impuls van 1.2/50 microseconde.
Kortsluitvermogen (ics)	I_cs is de hoogste foutstroom die een MCCB aankan zonder de unit permanent te beschadigen. Het apparaat moet altijd onder deze limiet worden gebruikt.
Mechanische uithoudingsvermogen	Dit geeft een schatting van handmatige aan/uit-cycli voordat het mechanische hefboomsysteem faalt.
Elektrisch uithoudingsvermogen	De elektrische levensduur geeft een cijfer over hoe vaak een eenheid kan trippen voordat deze moet worden vervangen.

Typen stroomonderbrekers met gegoten behuizing

Er zijn meerdere soorten stroomonderbrekers met gegoten behuizing die geschikt zijn voor verschillende toepassingen. We hebben 5 hoofdcategorieën MCCB's die worden gebruikt om te voldoen aan verschillende huidige vereisten.

• Type B MCCB's
  • Type B MCCB's zijn het meest voorkomende type MCCB's dat wordt aangetroffen in verdeelborden. Ze struikelen tussen 3-5x nominale stroom. De uitschakeltijd is instelbaar van 40 milliseconden tot 13 seconden. Deze worden vaak gebruikt voor beveiliging van subcircuits/resistieve belastingen, zoals verlichting en verwarmingselementen.
• Type C MCCB's
  • Met een matig hoge uitschakelstroom van 5-10x nominale stroom, zijn type C MCCB's te vinden in toepassingen met inductieve belasting. De responstijd kan variëren van 40 milliseconden tot 5 seconden.
• Type D MCCB's
  • Type D MCCB's zijn meer geschikt voor commerciële en industriële toepassingen waar zeer inductieve en capacitieve belastingen zoals pompen en motoren worden gebruikt. Ze zijn bestand tegen hogere stootstromen dan de typen B en C.
• Type K MCCB's
  • Dit type MCCB's zijn voornamelijk ontworpen voor industriële toepassingen waarbij krachtige motoren worden gebruikt, zoals molens en zware machines. De units worden meestal gemonteerd op inkomende of verdeelborden.
• Type Z MCCB's
  • Het meest gevoelige type MCCB's is de categorie Z. Deze struikelen tussen 2 en 3 keer de nominale stroom. Type Z MCCB's worden gebruikt om zeer gevoelige elektronica zoals medische instrumenten en halfgeleiderapparaten zoals servers te beschermen.

MCCB's worden ook geclassificeerd volgens het werkingsprincipe:

• Thermisch-magnetische release MCCB
  • Dit type MCCB's is afhankelijk van de bimetaaluitzetting en de stroombalans in fasen om het contact te activeren. De inverse-time-tripping-karakteristiek maakt de thermisch-magnetische MCCB's een ideale keuze voor residentiële en industriële toepassingen.

• Elektronische vrijgave MCCB
  • Dit type MCCB's heeft een afzonderlijk circuit voor vermogenselektronica dat de stroom controleert en de schakelaar overeenkomstig activeert. Dit is voordelig ten opzichte van thermisch-magnetische MCCB's waarbij de uitschakelprestaties van MCCB's met elektronische release niet worden beïnvloed door de omgevingstemperatuur.

• Microprocessor release MCCB
  • MCCB's van het microprocessortype hebben hun eigen intelligente controller die dynamisch de stroom en andere parameters bewaakt. De stroom wordt gemeten in True RMS-waarde, waardoor de detectieprestaties nauwkeurig kunnen worden afgesteld en geregeld.

Gegoten stroomonderbrekerschema en constructie

Laten we eens kijken naar de binnenkant van een MCCB. MCCB's lijken erg op MCB's, maar zijn groter in omvang en daarmee in de huidige rating. Hier is een diagram in dwarsdoorsnede dat de interne constructie van een MCCB laat zien.

• Gegoten koffer
  • De MCCB ontlenen hun naam aan de buitenste constructie van de unit. Dit is over het algemeen een glasvezelversterkte, op polymeer gebaseerde behuizing. Het bestaat uit twee delen en is aan elkaar geklonken om het interne contacthuis te vormen.

• Uitschakelapparaat voor overstroom, thermische overbelasting met externe handgreep
  • De schakelactie wordt gedaan door een veerbelast mechanisme. Dit maakt handmatige of elektrische bediening mogelijk. Wanneer de schakelaar in één stand staat, vergrendelt het mechanisme de schakelaar in een gesloten stand.

Er is een thermische release en een overstroom release spoel in serie geplaatst met het hoofdcircuit. De onderspanningsafschakelspoel staat parallel aan de voeding. Net als bij een MCB bestaat het uitschakelmechanisme uit een bimetalen strip die uitzet naarmate er stroom doorheen stroomt. Wanneer de drempel wordt overschreden, activeert het het uitschakelmechanisme dat de mechanische vergrendeling vrijgeeft om het contact te verbreken.

• Boogblusapparaat
  • De boogblusser is een gespecialiseerd apparaat dat wordt aangetroffen op hoogspannings-MCCB's en Luchtstroomonderbrekers. Wanneer een belast elektrisch circuit wordt onderbroken bij een schakelaar zoals een MCCB, wordt een elektrische boog gegenereerd tussen de losgekoppelde contacten. Dit is heel gebruikelijk bij het onderbreken van sterk inductieve belastingen.

Deze elektrische boog kan de lucht eromheen ioniseren en kan brandgevaar en soms zelfs persoonlijk letsel veroorzaken. Dit beïnvloedt de materiële integriteit van de contacten en de behuizing. 

Boogbluskamer speelt een belangrijke rol bij het doven van dergelijke bogen. Dit bestaat uit meerdere isolatieplaten met luchtspleet die van metalen of niet-metalen materialen kunnen zijn gemaakt. Wanneer het hoofdcontact opent, blaast een luchtstroom de boog omhoog en in de boogkoker om de boogweerstand te verhogen en deze snel te doven.

• Connectoren/Terminals
  • Er is een set robuuste schroefklemmen die fysiek van elkaar zijn geïsoleerd om voldoende hoogspanningsisolatie en stroombelastbaarheid te bieden.
• Trip-knop
  • De handmatige uitschakelknop is beschikbaar in de meeste MCCB's om de functionaliteit te testen.
• Optionele communicatie- en afstandsbedieningscircuits
  • Meer geavanceerde MCCB-modellen bieden uitbreidbare opties zoals bewaking op afstand en controle over het apparaat. Dit is een optioneel onderdeel en kan bij de fabrikant worden gekocht en als upgrade op een bestaande basiseenheid worden geïnstalleerd. De Siemens3VAUL serie is zo'n geavanceerde MCCB met ETU (Electronic Trip Unit).

Functies van MCCB

MCCB's bieden twee primaire functies:

1. Bescherming tegen overbelasting
2. Short Circuit Protection

Naast de primaire functies bieden MCCB's ook de volgende optionele beveiligingsfuncties. 

1. Aardfoutbeveiliging
2. Overspanningsbeveiliging
3. Tijdvertraagde overstroombeveiliging
4. Neutrale huidige bescherming
5. Differentiële grondbescherming
6. Huidige onbalansbeveiliging
7. Onderspanningsbeveiliging
8. Omgekeerde huidige bescherming

Houd er rekening mee dat de beschikbaarheid van de bovengenoemde functies kan variëren van fabrikant tot fabrikant of van model tot model.

Gegoten stroomonderbreker prijs

Gegoten stroomonderbrekers worden duur, afhankelijk van hun primaire kenmerken, zoals maximale continue stroom. Ze beginnen meestal vanaf $ 10- $ 20 en kunnen u tot enkele duizenden dollars kosten op basis van de functies zoals afstandsbedieningsmodules.

MCCB-toepassing

Industriële, woon- en bedrijfsruimten hebben allemaal hoofdverdeelborden (MDB). Deze verdeelborden zijn de centrale punten die de elektrische stroom naar het pand verdelen. MCCB fungeert als een hoofdschakelaar die stroom naar de subcircuits in een verdeelbord leidt en tegelijkertijd bescherming biedt tegen overstroom en kortsluiting.

In de onderstaande afbeelding kunt u zien dat er een MCCB met hoge stroom aan de bovenkant van het verdeelbord is en van daaruit krijgen nog drie MCCB's stroom om de subcircuits te besturen. Terwijl de kleinere MCCB's bescherming bieden op subcircuitniveau, fungeert de primaire MCCB als een hoofdstroomschakelaar die de stroom naar het hele systeem kan onderbreken.

Conclusie

MCCB's hebben een vergelijkbare functionaliteit als een MCCB (Miniature Circuit Breaker) met extra functies en een veel hogere stroomcapaciteit. Hoewel ze zijn ontworpen om te trippen bij overstroom en het circuit te beschermen, brengen ze meestal hun hele leven door in gesloten positie (ingeschakeld) met af en toe een trigger als er een fout optreedt.