Leistungsschalteranschluss: Klemmen, Drehmoment- und Kontaktschnittstellen erklärt

Bei jeder Inbetriebnahme einer Schaltanlage gibt es einen Moment, der darüber entscheidet, ob der Tag planmäßig endet: Der Drehmomentschlüssel klickt auf die letzte Anschlussschraube eines 630-A-Abzweigschalters, und jemand greift zum Mikroohmmeter, um die drei Phasen zu vergleichen. Fast jedes Problem mit dem Anschluss eines Leistungsschalters, das Monate später auftaucht – ein Anschluss, der viel heißer läuft als seine Nachbarn, ein störendes Auslösen bei 80 % Last, ein verfärbter Kabelschuh – wurde lange vor diesem Moment anhand von vier Entscheidungen entschieden: welche Schnittstelle verwendet wurde, wie der Leiter vorbereitet wurde, wie fest die Verbindung hergestellt wurde und ob das Kontaktsystem im Inneren des Gehäuses noch für den Strom geeignet war.

Die Kurzfassung: Eine Leistungsschalterverbindung ist eine Kette aus drei Verbindungen – dem Stromanschluss, dem Kontaktpfad im Gehäuse und dem sekundären Steuerkreis – und sie versagt am schwächsten Glied, nicht an der feststen Schraube. Drehmoment ist notwendig, aber niemals ausreichend. In den folgenden Abschnitten wird erklärt, wie sich jeder Link verhält, was angegeben werden muss und was überprüft werden muss, bevor das Panel mit Strom versorgt wird.

Eine Leistungsschalterverbindung besteht aus drei Schnittstellen, nicht aus einer

Wenn ein Installateur „die Verbindung“ sagt, meint er normalerweise die Leitungs- und Lastklemmen. Das ist nur eine von drei Schnittstellen, und bei einem Kompaktgehäuseschalter liegen alle drei nur wenige Zentimeter voneinander entfernt.

• Stromanschlüsse. Die netzseitigen und lastseitigen Kontaktflächen, an denen Kabelschuhe oder Stromschienen landen. Der Strom reicht hier von einigen zehn Ampere bei einem 63-A-Rahmen bis zu mehreren Tausend bei einem 6300-A-Leistungsschalter.
• Der interne Kontaktpfad. Vom Anschluss fließt der Strom durch das Gehäuse zum beweglichen Kontakt, zum stationären Kontakt und zu den flexiblen Litzen, die den Strom zum Mechanismus leiten. Die Kontaktkraft wird durch Federn und den Mechanismus eingestellt und ist vor Ort nicht einstellbar.
• Sekundär- und Steuerkreise. Hilfs- und Alarmkontakte, Arbeitsstromauslöser, Unterspannungsauslöser und Motorantriebe. Die Ströme betragen Milliampere, aber ein lockerer oder vertauschter Steuerdraht verhindert entweder eine Fernauslösung oder löst den Leistungsschalter im falschen Moment aus.

Behandeln Sie die drei als separate Akzeptanzkriterien. Eine Verbindung, die eine Drehmomentprüfung besteht, kann immer noch eine schlechte Verbindung sein, wenn die internen Kontakte abgenutzt sind, und ein Leistungsschalter mit perfekten Kontakten kann immer noch überhitzen, weil eine Öse mit der falschen Matrize gecrimpt wurde.

Anschraubbar, steckbar oder ausfahrbar: Die Schnittstelle passend zur Aufgabe

Die physische Art und Weise, wie ein Leistungsschalter mit der Sammelschiene verbunden wird, wird normalerweise in der Entwurfsphase festgelegt und legt das Wartungsverfahren für die nächsten zwanzig Jahre fest. Alle drei Niederspannungsoptionen sind immer noch weit verbreitet und keine davon ist automatisch besser als die anderen.

Der Unterschied, der die Leute auffällt, ist eher die Sicherheit als die Bequemlichkeit. Sowohl mit steckbaren als auch mit ausfahrbaren Leistungsschaltern können Sie ein Gerät schnell austauschen, aber nur die ausfahrbare Version bietet eine definierte Ausfahrposition mit getrennten Hauptkontakten innerhalb des Fachs.

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Die Verbindung im Inneren des Gehäuses: Anpressdruck, den Sie nicht nachziehen können

Alles hinter dem Terminal ist eine Verbindung, die niemand wieder festigen kann. Die bewegliche Kontaktbaugruppe – Kontaktarm, Spitzen, Druckfeder, flexible Geflechte und die Schweißverbindung zwischen Geflecht und Arm – führt den vollen Laststrom und jeden Fehlerstrom, den der Leistungsschalter unterbricht. Der Kontaktdruck nimmt allmählich ab, wenn der Mechanismus verschleißt, sich Lichtbogenprodukte an den Spitzen ablagern und die Geflechte ermüden. Die Anschlussbolzen bleiben genau so, wie sie belassen wurden.

Es folgen zwei praktische Schlussfolgerungen. Erstens zeigt eine Phase, die bei gleicher Last heißer läuft als ihre Nachbarn, normalerweise in das Gehäuse und nicht auf den Ansatz, sodass ein thermischer Scan eine erneute Überprüfung des Drehmoments als Diagnose übertrifft. Zweitens handelt es sich bei Teilen wie diesen um qualifizierte Artikel und nicht um Standardhardware: Die Änderung eines Geflechtquerschnitts oder eines Schweißprozesses verändert das thermische Verhalten und das Kurzschlussverhalten des gesamten Geräts, weshalb Hersteller den Leistungsschalter neu qualifizieren, anstatt die Kontaktbaugruppe neu zu bestellen, die am günstigsten ist. Ein kurzer Spaziergang durch Was befindet sich im Inneren eines Kompaktleistungsschalters? zeigt die gleichen Komponenten von der Montageseite.

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Leitervorbereitung und Drehmoment: Wo die meisten heißen Verbindungen beginnen

Die meisten der in der Praxis vorkommenden heißen Anschlüsse sind auf zwei Verbindungen zurückzuführen, und beide werden von Hand hergestellt: der Crimp-Kabelschuh und der Schraubanschluss.

Beginnen Sie mit dem Metall. Kupfer verzeiht; Aluminium ist es nicht. Aluminiumoxid bildet sich innerhalb weniger Minuten nach dem Drahtbürsten neu, daher muss der Leiter abgeschliffen, mit einer für diesen Zweck vorgesehenen Verbindungsmasse beschichtet und durch eine Bimetall-Übergangsplatte oder einen Kabelschuh mit Aluminiumkörper von einem Kupferanschluss getrennt werden. Die Verbindung schließt Luft und Feuchtigkeit aus – sie füllt keine Lücken und gleicht keine lockeren Schrauben aus. Gecrimpte Kabelschuhe sollten mit der für diese Kabelschuh- und Kabelgröße angegebenen Matrize hergestellt werden. Ein aufgeschnittenes und geprüftes Muster ist nach wie vor die günstigste vor Ort verfügbare Qualitätsprüfung.

Das Drehmoment ist die andere Hälfte. Verwenden Sie den Wert, der in der Anleitung des Leistungsschalters angegeben ist, den Sie tatsächlich installieren, und nicht eine generische Tabelle: Anschlussteile, Unterlegscheibenstapel, Gewindegrößen und Beschichtung unterscheiden sich je nach Plattform, und ein Wert, der für einen Rahmen korrekt ist, kann die Gewinde eines anderen Rahmens beschädigen. Zwei Gewohnheiten unterscheiden eine Verbindung, die hält, von einer, die versagt: ein kalibrierter Drehmomentschlüssel anstelle eines Schlagschraubers oder eine gefühlsbasierte Beurteilung und ein Farbstrich über dem Schraubenkopf, damit die nächste Person sehen kann, ob er sich seit der Inbetriebnahme bewegt hat.

Die Akzeptanz wird schließlich im Temperaturanstieg gemessen, nicht im Drehmoment. IEC 61439-1 legt Grenzwerte für den Temperaturanstieg für die Anschlüsse und Sammelschienen einer Baugruppe fest, und der übliche Feldnachweis ist ein thermischer Scan, bei dem das Panel unter einer sinnvollen Belastung durchgeführt wird. Eine Stromschienenverbindung, die bei 10 % Last einwandfrei aussieht, sagt wenig darüber aus, wie sie sich bei 70 % verhält.

Sammelschienen- und flexible Verbindungen oberhalb der 630-A-Grenze

Oberhalb von etwa 400 A bis 630 A sind Verbindungsarbeiten keine Kabelarbeiten mehr, sondern werden zu Sammelschienenarbeiten: flache Kupferschienen, oft zwei bis vier pro Phase, durchgeschraubt mit Hardware, die ihre Vorspannung über Tausende von thermischen Zyklen hinweg aufrechterhalten muss.

Drei Details entscheiden darüber, ob dieses Gelenk überlebt. Beschichtung: Eine verzinnte Stange ist für Innenschaltanlagen üblich, während Silber oder eine schwerere Zinnschicht dort verwendet wird, wo die Verbindung heißer wird oder bei der Wartung voraussichtlich gestört wird. Vorbereitung: Eine oxidierte oder zerkratzte Kontaktfläche muss gereinigt und in vielen Werkstätten neu beschichtet werden, da unter einer Schraubverbindung eingeschlossenes Oxid beim Anziehen der Schraube nicht verschwindet. Bewegung: Starre Stäbe, die zwischen einem Leistungsschalteranschluss und einer festen Sammelschiene verschraubt sind, übertragen jeden Ausdehnungszyklus auf den Anschluss, sodass ein flexibler Kupferverbinder – laminierte Folien oder ein geflochtener Shunt – diese Bewegung aufnimmt und die Schraubverbindung stabil hält.

Kupferteile auf dieser Ebene werden in der Regel nach Zeichnung gefertigt und nicht aus einem Katalog ausgewählt, daher sind die Toleranzen der Stange, ihres Lochmusters und ihrer Beschichtung ebenso wichtig wie der Leistungsschalter selbst. Käufer, die sowohl Katalog-Leistungsschalterteile als auch zeichnungsbasierte Kupferarbeiten benötigen, möchten in der Regel wissen, ob dies der Fall ist Das Geschäft des Lieferanten umfasst Standardkomponenten und kundenspezifische Kupferbearbeitung bevor sie die erste Anfrage versenden.

Hochreine Kupferschienen für leitfähige Steckverbinder oder Stützkomponenten Kupferstäbe aus einem hochreinen Substrat zur Verarbeitung zu leitfähigen Verbindern oder Trägerbauteilen; Es sind keine weiteren Spezifikationen aufgeführt. Produkt anzeigen →

Was Sie überprüfen sollten, bevor Sie Energie tanken

Eine Verbindung, die diese sechs Prüfungen besteht, führt selten zu Betriebsstörungen. Eine Verbindung, die diese überspringt, meldet sich meist bei der schlechtesten Auslastung.

1. Jeder Leistungsanschluss ist mit dem vom Hersteller des Leistungsschalters veröffentlichten Drehmoment angezogen, wobei der Schraubenschlüssel innerhalb seines Kalibrierungsdatums liegt.
2. Überprüfung der Leiter und Kabelschuhe auf Litzenbeschädigung, korrekte Abisolierlänge und korrekte Crimpmatrize.
3. Phase-zu-Phase-Kontaktwiderstand im Vergleich mit einem Mikro-Ohmmeter, wobei alle Ausreißer vor dem Einschalten untersucht werden.
4. Sekundärverkabelung anhand der Schaltplanzeichnung überprüft, dann Arbeitsstromauslöser, Unterspannungsauslöser und Hilfskontakte durch Betätigen des Leistungsschalters nachgewiesen.
5. Abstände und Barrieren überprüft, ohne dass sich Werkzeuge, Unterlegscheiben oder Späne im Fach befinden.
6. Der Isolationswiderstand wird vor dem Einschalten gemessen, dann wird bei der ersten Gelegenheit ein thermischer Scan unter realer Last durchgeführt.

Häufig gestellte Fragen