Strømbrytere og typer lavspentstrømbrytere

En effektbryter er et utstyr som kan åpne eller lukke en krets under alle forhold, dvs. ingen last, full last og feilforhold. Den er utformet slik at den kan betjenes manuelt (eller med fjernkontroll) under normale forhold og automatisk under feilforhold. For sistnevnte operasjon brukes en relékrets med en effektbryter.

Typer lavspente effektbrytere

1. Miniatyrbryter

En miniatyrkrets bryter (MCB) slår automatisk av den elektriske kretsen under en unormal tilstand av nettverksmidler i overbelastningstilstand samt feiltilstand. I dag bruker vi en MCB i lavspent elektrisk nettverk i stedet for en sikring. Sikringen føler kanskje ikke det, men miniatyrbryteren gjør det på en mer pålitelig måte. MCB er mye mer følsom for overstrøm enn sikring. Håndtering av en MCB er elektrisk sikrere enn en sikring. Rask gjenoppretting av forsyningen er mulig i tilfelle av en sikring, fordi sikringer må kobles om eller skiftes ut for å gjenopprette forsyningen. Restaurering er lett mulig ved å bare slå den PÅ.

• Arbeidsprinsippet til MCB

Når det flyter kontinuerlig overstrøm gjennom MCB, blir bimetallbåndet oppvarmet og avbøyes ved bøyning. Denne avbøyningen av bimetallstrimmel frigjør en mekanisk lås. Siden denne mekaniske låsen er festet med betjeningsmekanismen, får den til å åpne miniatyrbryterkontaktene, og MCB slår seg av og dermed stopper strømmen i kretsen. For å starte strømmen på nytt må MCB slås PÅ manuelt. Denne mekanismen beskytter mot feil som oppstår på grunn av overstrøm eller overbelastning.

Men under kortslutningstilstand stiger strømmen plutselig, noe som forårsaker elektromekanisk forskyvning av stempelet assosiert med en utløserspole eller solenoid. Stempelet treffer utløserspaken og forårsaker umiddelbar utløsning av låsemekanismen og åpner følgelig bryterkontaktene. Dette var en enkel forklaring på et miniatyrbryter-arbeidsprinsipp.
En MCB er veldig enkel, lett å bruke og repareres vanligvis ikke. Det er bare lettere å erstatte. Turenheten er hoveddelen, ansvarlig for at den fungerer som den skal. Det er to hovedtyper av utløsermekanismer. Et bimetall gir beskyttelse mot overbelastningsstrøm og en elektromagnet gir beskyttelse mot kortslutningsstrøm.

• Fordeler med MCB-er fremfor sikring

1. Identifiser enkelt den defekte sonen til en elektrisk krets
2. Enkelt å gjenoppta forsyningen
3. Bedre grensesnitt: Knott
4. Elektrisk sikrere
5. Mer følsom for strøm enn sikringen
6. Mindre vedlikeholds- og erstatningskostnader.

• Ulemper med MCBer

✓ Den eneste ulempen fremfor sikring er at denne enheten er kostbar

2. Strømbryter for støpt hus

Strømbrytere i formstøpt hus er en type elektrisk beskyttelsesenhet som ofte brukes når belastningsstrømmer overskrider egenskapene til miniatyrbrytere. De brukes også i applikasjoner med alle strømklassifiseringer som krever justerbare utløsningsinnstillinger, som ikke er tilgjengelige i plug-in strømbrytere og MCBer.

Den tradisjonelle støpte kretsbryteren bruker elektromekaniske (termisk magnetiske) utløserenheter som kan være faste eller utskiftbare. En MCCB gir beskyttelse ved å kombinere en temperaturfølsom enhet med en strømfølsom elektromagnetisk enhet. Begge disse enhetene virker mekanisk på utløsermekanismen.

Som med de fleste typer strømbrytere, har en MCCB tre hovedfunksjoner:

• Beskyttelse mot overbelastning – strømmer over merkeverdien som varer lenger enn det som er normalt for applikasjonen.

• Mot elektriske feil – Under en feil som kortslutning eller linjefeil er det ekstremt høye strømmer som må avbrytes umiddelbart.

• Slå en krets på og av – Dette er en mindre vanlig funksjon av effektbrytere, men de kan brukes til det formålet hvis det ikke er en tilstrekkelig manuell bryter.

• Betjeningsmekanisme for strømbryter i formstøpt hus

I kjernen er beskyttelsesmekanismen brukt av MCCB-er basert på de samme fysiske prinsippene som brukes av alle typer termisk-magnetiske kretsbrytere.

• Overbelastning beskyttelse oppnås ved hjelp av en termisk mekanisme. MCCB-er har en bimetallisk kontakt som utvider seg og trekker seg sammen som svar på endringer i temperaturen. Under normale driftsforhold tillater kontakten elektrisk strøm gjennom MCCB. Men så snart strømmen overskrider den justerte utløsningsverdien, vil kontakten begynne å varmes opp og utvide seg til kretsen brytes. Den termiske beskyttelsen mot overbelastning er utformet med en tidsforsinkelse for å tillate kortvarig overstrøm, som er en normal del av driften for mange enheter. Imidlertid representerer eventuelle overstrømforhold som varer mer enn det som normalt forventes en overbelastning, og MCCB utløses for å beskytte utstyr og personell.

• På den annen side oppnås feilbeskyttelse med elektromagnetisk induksjon, og responsen er øyeblikkelig. Feilstrømmer bør avbrytes umiddelbart, uansett om varigheten er kort eller lang. Hver gang det oppstår en feil, induserer den ekstremt høye strømmen et magnetfelt i en magnetspole plassert inne i bryteren – denne magnetiske induksjonen utløser en kontakt og strømmen avbrytes. Som et komplement til den magnetiske beskyttelsesmekanismen har MCCB-er interne lysbuespredningstiltak for å lette avbrudd.

Som med alle typer effektbrytere, inkluderer MCCB en frakoblingsbryter som brukes til å utløse bryteren manuelt. Den brukes når strømforsyningen må kobles fra for å utføre feltarbeid som vedlikehold eller utstyrsoppgraderinger.

• Fordeler med MCCB

1. Forhindrer de elektriske enhetene fra feilsituasjon.
2. MCCB-er er kompakte i størrelse og sparer dermed stor plass i paneldesignet.
3. Det tar kortere tid å nullstille og slå på mens den løsner under feilene.
4. Vedlikeholdsgebyret er gratis og koster til tider mindre.
5. Sammen med MCCB-ene er det visse tilbehør som kan monteres, og få fungerer også som flerbruksbruk.

3. Reststrømbryter

Reststrømbryteren er den sikreste enheten for å oppdage og utløse elektriske lekkasjestrømmer, og dermed sikre beskyttelse mot elektrisk støt forårsaket av indirekte kontakter. Disse enhetene må brukes i serie med en MCB eller sikring som beskytter dem mot potensielt skadelige termiske og dynamiske påkjenninger fra overstrømmer. De fungerer også som hovedfrakoblingsbrytere oppstrøms for eventuelle avledede MCB-er (f.eks. husholdningsforbrukerenhet).

Den fungerer basert på Kirchhoffs strømlov, dvs. at den innkommende strømmen i en krets må være lik den utgående strømmen fra den kretsen. Denne strømbryteren er laget slik at når det oppstår en feil, stemte ikke strømbalansen mellom linje og nøytral (ubalanse oppstår). Kretsen er laget slik at hver gang den sammenligner verdien av innkommende og utgående kretsstrøm. Når den ikke er lik, aktiverer reststrømmen, som i utgangspunktet er forskjellen mellom de to strømmene, kretsen til å utløse/slå av.

• Arbeidsprinsipp for reststrømbryter

Det grunnleggende driftsprinsippet ligger i toroidtransformatoren vist i diagrammet som inneholder tre spoler. Det er to spoler, si primær (inneholder linjestrøm) og sekundær (inneholder nøytralstrøm) som produserer like og motsatte flukser hvis begge strømmene er like. Når det i tilfellet er en feil og begge strømmene endres, skaper det fluks i ubalanse, som igjen produserer differensialstrømmen som strømmer gjennom den tredje spolen (følespolen vist i figuren) som er koblet til relé. Toroidal transformator, følerspolen og relé sammen er kjent som RCD – Residual Current Device.

Testkrets:

Testkretsen følger alltid med jordfeilbryteren som i utgangspunktet kobles mellom linjelederen på lastsiden og forsyningsnøytralen. Det hjelper å teste kretsen når den er på eller av strømforsyningen. Når testknappen trykkes inn, begynner strømmen å strømme gjennom testkretsen avhengig av motstanden som er gitt i denne kretsen. Denne strømmen går gjennom RCD-linjesidespolen sammen med belastningsstrømmen. Men ettersom denne kretsen omgår spolen på nøytral side av jordfeilbryteren, vil det være en ubalanse mellom spolen på linjesiden og den nøytrale siden på enheten, og følgelig utløses RCCB for å koble fra forsyningen selv i normal tilstand. Dette er hvordan testkretsen tester påliteligheten til RCCB.