Was ist das Funktionsprinzip eines Leistungsschalters?

Das Funktionsprinzip von aLeistungsschalterdreht sich um die Kernlogik des Überwachens, Beurteilens und Ausführens.  Durch seinen eingebauten Auslösemechanismus und das Lichtbogenlöschsystem erreicht es eine normale Stromkreisschaltsteuerung und eine schnelle Trennung fehlerhafter Stromkreise.  Es kann in zwei Teile unterteilt werden: Normalbetriebszustand und Fehlerschutzzustand. Das Lichtbogenlöschsystem ist eine wichtige Hilfskomponente, die eine zuverlässige Trennung gewährleistet.

Normaler Betriebszustand: Verbindung und Trennung des Stromkreises

Manuelles/elektrisches Schließen: Der Bediener verwendet einen Griff oder einen elektrischen Mechanismus, um den beweglichen Kontakt des Leistungsschalters in Richtung des stationären Kontakts zu bewegen, wodurch der Kontakt hergestellt und der Stromkreis geschlossen wird, wodurch eine normale Stromübertragung ermöglicht wird. Nach dem Schließen fixiert der Verriegelungsmechanismus den beweglichen Kontakt in der geschlossenen Position und sorgt so für die Kontinuität des Stromkreises.

Manuelle Trennung: Wenn der Trenngriff gezogen wird, wird der Verriegelungsmechanismus entriegelt und die Kraft der Rückholfeder bewirkt, dass sich der bewegliche Kontakt vom stationären Kontakt trennt und der Stromkreis unterbrochen wird. Wenn der Strom zu diesem Zeitpunkt klein ist, erlischt der zwischen den Kontakten erzeugte Lichtbogen von selbst.

Fehlerschutzstatus: Automatische Auslösung und Stromkreistrennung

Wenn im Stromkreis Störungen wie Überlast, Kurzschluss oder Unterspannung auftreten, löst die eingebaute Auslöseeinheit die Entriegelung des Verriegelungsmechanismus aus und sorgt so für eine automatische Auslösung. Unterschiedliche Fehler entsprechen unterschiedlichen Auslöseprinzipien:

Überlastschutz (Thermisches Auslöseprinzip)

Kernkomponente: Bimetallstreifen (bestehend aus zwei Metallstreifen mit deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten).

Arbeitslogik: Bei Überlastung des Stromkreises überschreitet der Strom kontinuierlich den Nennwert, wodurch sich der Bimetallstreifen aufgrund der Erwärmung verbiegt und verformt. Wenn die Verformung einen Schwellenwert erreicht, wird der Verriegelungsmechanismus zum Entriegeln gedrückt, und der bewegliche Kontakt trennt den Stromkreis unter der Wirkung der Feder.

Merkmale: Verzögerte Aktion; Kurzfristige Überlastungen (z. B. Motorstart) lösen keine Auslösung aus, wodurch Fehlauslösungen vermieden werden.

Kurzschlussschutz (elektromagnetisches Auslöseprinzip)

Kernkomponente: Elektromagnetische Spule (auf einen Eisenkern gewickelt).

Arbeitslogik: Wenn ein Kurzschluss auftritt, steigt der Strom sofort auf das Zehn- oder sogar Hundertfache des Nennwerts an. Die elektromagnetische Spule erzeugt eine starke elektromagnetische Kraft, die den Eisenkern anzieht, um auf den Verriegelungsmechanismus zu schlagen und ihn sofort zu entriegeln.

Merkmale: Schnelle Aktion im Millisekundenbereich; kann den Stromkreis in sehr kurzer Zeit unterbrechen und so Schäden an Geräten durch Lichtbögen oder Brände verhindern. Unterspannungs-/Spannungsverlustschutz (Unterspannungsauslöseprinzip)

Kernkomponente: Unterspannungs-Auslösespule, parallel zum Stromkreis geschaltet, um die Spannung zu überwachen.

Funktionslogik: Wenn die Spannung unter ca. 70 % des Nennwerts fällt oder ganz verloren geht, verschwindet die elektromagnetische Kraft der Auslösespule und der Eisenkern löst unter der Wirkung einer Feder die Entriegelung des Schlosses aus und trennt so den Stromkreis.

Funktion: Verhindert Fehlfunktionen und Schäden an Geräten aufgrund von Unterspannung und vermeidet außerdem Sicherheitsrisiken durch plötzliches Anlaufen der Geräte bei Wiederherstellung der Stromversorgung.

Leckageschutz (Fehlerstromschutzprinzip)

Kernkomponente: Nullstromwandler.

Arbeitslogik: Unter normalen Umständen sind die Ströme in der Phasenleitung und der Neutralleitung gleich groß und entgegengesetzt gerichtet. Der magnetische Fluss im Transformatorkern hebt sich gegenseitig auf, was zu keinem induzierten Stromausgang führt; Wenn eine Leckage auftritt (z. B. ein Stromschlag für eine Person), fließt ein Teil des Stroms durch die Erde, was zu einem Ungleichgewicht im Zweiphasenstrom führt. Der Transformator erzeugt ein induziertes Signal, das den Auslöser auslöst.

Merkmale: Niedrige Betriebsschwelle (normalerweise 30 mA), wobei die persönliche Sicherheit im Vordergrund steht.