Die Bedeutung des Stromkreisschutzes beim Design elektrischer Verteilungssysteme

Elektroingenieure, die für die Entwicklung von Stromverteilungssystemen verantwortlich sind, tragen eine große Verantwortung, da ihre Arbeit die Betriebseffizienz bestimmt, Produktivität und Sicherheit von Wohnungen, Büros und Einkaufszentren. Designs müssen narrensicher sein, Schutz vor Fehlern und Überlastungen bieten und gleichzeitig die Sicherheit für die Benutzer gewährleisten

Es gibt keine klaren Schritte, um ein solches Design zu erstellen; alles, was bereitgestellt wird, ist eine Reihe von Richtlinien in Form von Vorschriften und Kodizes, die von dem betreffenden Ingenieur berücksichtigt werden müssen.

Stromkreisschutz ist ein heißes Thema in Artikeln herausgegeben vom National Electric Code (NEC) , nach den grundlegenden Zielen von:

• Lokalisierung und Eingrenzung des Fehlers
• Unnötigen Leistungsverlust verhindern

Überlast, Kurzschluss, Unter-/Überspannung usw. sind nur einige der Zustände, die während der Betriebsdauer eines Gebäudes auftreten können. Eine Eingrenzung bzw. Behebung dieser Störungen ist notwendig, da sie ansonsten schädliche Auswirkungen auf das Gebäude sowie das Netzsystem haben können.

Überstromschutz

Service-Eingangsgeräte dienen als erste Verteidigungslinie gegen thermische Überlastungen und Fehler. Überstromschutzgeräte oder OCPDs umfassen Leistungsschalter , Relais und Sicherungen, die die Grundbausteine ​​des Netzschutzes bilden. Diese Geräte sind in das Schutzsystem integriert, um den Stromkreis zu unterbrechen, zu isolieren oder zu trennen, wenn ein Überlast- oder Kurzschlusszustand auftritt. Moderne Überstromschutzgeräte verfügen über Kommunikations- und Steuerungsstrategien, die eine gründliche Analyse basierend auf der Art des Fehlers ermöglichen und wichtige Parameter wie Leistungsfaktor, Oberschwingungen usw. erfassen können.

Die einfachsten OCPDs sind Sicherungen, die einen dünnen Drahtstrang mit einer Ampere-Angabe enthalten, die höher ist als der maximale Nennstrom. Da Überstrombedingungen die Größe um das Mehrfache des Nennstroms erhöhen, brennt die Sicherung während fehlerhafter Bedingungen durch. Der Betrieb ist schnell und zuverlässig, jedoch irreversibel, was bedeutet, dass die Sicherung manuell ersetzt werden müsste, um den Betrieb wiederherzustellen.

Für reversiblen Betrieb können thermomagnetische Schutzschalter mit Langzeitauslösung verwendet werden. Sobald der Strom die Nennschwelle überschreitet, trennen die Leistungsschalter die Örtlichkeit. Nach einer verzögerten Zeit schließen sie wieder und bringen Kontinuität in den Betrieb. Es wird davon ausgegangen, dass der Fehler bis zum Wiedereinschalten behoben ist. Wenn der Fehler nicht behoben wird, isolieren sie den Standort erneut und befolgen dieses Verfahren eine festgelegte Anzahl von Malen, bevor sie dauerhaft geöffnet werden und ein manuelles Zurücksetzen erforderlich ist.

Moderne Leistungsschalter und magnetische Schließer können durch digitale Steuerung durch Relais ergänzt werden, die über SPS betrieben werden können , Mikrocontroller usw. Daraus ergibt sich das Konzept der Gebäudeautomation, da Steuergeräte durch genaue Daten betrieben werden können, die von Sensoren erhalten werden, und nicht durch ihre inhärenten Fähigkeiten. Solche Systeme werden normalerweise in großen Gebäuden implementiert, da sie zusätzliche Investitionen erfordern und zusätzliche Betriebskosten verursachen.

Erdschlussschutz

Erdschlüsse vom Lichtbogentyp erfordern eine zusätzliche Schutzebene, da sie aufgrund ihrer geringeren Größe schwer zu erkennen sind. Es gibt zwei Grundtypen des Erdschlussschutzes:

• Erdschlussschutz von Geräten – dient dem Schutz von Geräten vor schädlichen Leiter-Erde-Fehlerströmen durch Trennung.
• Erdschluss-Leistungsschalter – für Personenschutz, Erkennung von Fehlern unter 5 mA

Die Erdung ist im Kontext des Netzschutzes sehr wichtig. Das Konzept bedeutet einfach die absichtliche Verbindung eines stromführenden Leiters mit Erde, wodurch die durch Blitze oder beim Kontakt zweier Leiter verursachte Spannung begrenzt und die Spannung stabilisiert wird, indem ein Weg für Oberschwingungen ermöglicht wird. NEC empfiehlt die Einrichtung mehrerer Erdungspunkte im gesamten Gebäude, um die Redundanz innerhalb des Schutzsystems zu gewährleisten.

Neben Erdung und Überstromschutz können auch andere Geräte in das System integriert werden, wie z. B. Lichtbogenschutzschalter, mechanischer Schutz für Zuleitungen oder Abzweigungen für Notstromkreise in Krankenhäusern.

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