Zweipolige und dreipolige Schalter: Zweck, Eigenschaften, Montagebesonderheiten

Der Zweck automatischer Schalter, die in elektrische Netze integriert werden, betrifft Schutzfunktionen. Wenn im Überlastmodus des Netzes ein manuelles Gerät verwendet wird, steigt die Wahrscheinlichkeit erheblicher Geräteschäden wesentlich an.

Automatische zweipolige und dreipolige Schalter reduzieren diese Risiken auf ein Minimum, da sie im Fehlerfall eine sofortige Trennung der Stromkreise gewährleisten.

Wir untersuchen die Besonderheiten elektrischer Automaten und geben Tipps zur Auswahl, Installation und zum Betrieb solcher Geräte.

Ausführung automatischer Schalter

In der Praxis der Verwendung solcher Geräte wird die häufige Anwendung von drei Gerätetypen festgestellt: einpolige, zweipolige, dreipolige.

Worin zeigt sich der Unterschied zwischen diesen drei Arten von Automaten? Versuchen wir zu verstehen.

Die Gemeinschaft dieser elektrischen Geräte ist mehr als vielfältig. Die Sortiment ist mit der Vorstellungskraft nicht zu erfassen. Die hohe Anzahl der Schutzgeräte ist jedoch vollkommen gerechtfertigt, da sie in den unterschiedlichsten Schaltungskonfigurationen eingesetzt werden müssen.

Ein einpoliges Gerät wirft im Allgemeinen keine besonderen Fragen auf. Wenn Sie einen Schalter in eine einphasige Schaltung integrieren, arbeited das Gerät wie ein gewöhnlicher Trennscharter, jedoch im automatischen Reaktionsmodus – das heißt, es unterbricht den Stromkreis ohne Eingreifen des Benutzerrs, falls die eingestellten Betriebsbedingungen verletzt werden.

Kurze Charakteristik des Zweipolers

Ein ähnliches Gerät, jedoch in Form eines zweipoligen automatischen Schalters, unterscheidet sich in der Funktionalität etwas.

Die Schaltungstechnik des zweipoligen Geräts wurde unter Berücksichtigung der Überwachung und des Vergleichs der Arbeitsbedingungen zweier unabhängiger Stromleitungen entwickelt.

Die zweipolige Konstruktion des Schalters dient zum Schutz und zur Blockierung zweier verschiedener Leitungen eines Stromkreises. Solche Geräte werden neben der Phasenblockierung auch zur Unterbrechung des Nullleiters eingesetzt.

Zweipolige Automaten werden in der Regel für die Integration in Projekte zum Aufbau elektrischer Netze eingesetzt, wenn eine Überwachung und ein Vergleich der Arbeitsbedingungen von zwei Abschnitten eines einheitlichen Stromnetzes erforderlich ist. Im Wesentlichen stellt die zweipolige Konfiguration des Geräts ein Tandem aus zwei einpoligen Vorrichtungen dar.

Der Schutz- und Blockierungsmechanismus eines Zweipolers basiert auf dem Prinzip des Vergleichs der Parameter jedes einzelnen Geräts in Echtzeit. Wenn die Parameter an einem der beiden Kontrollabschnitte die eingestellten Grenzwerte überschreiten, werden sofort beide Leitungen getrennt.

Dieser wichtige Punkt zeigt: Der Austausch eines Zweipolautomaten durch ein Paar gewöhnlicher einpoliger Geräte ist grundsätzlich nicht möglich. Im Falle einer Überlastung eines der Stromkreise (oder eines Kurzschlusses) wird nur ein Automat auslösen.

Bauform des Zweipolers: 1 – Gehäuse aus hochwertigem Kunststoff; 2 – Betriebstemperatur von -25 bis +60 °C; 3 – Montage auf DIN-Schiene; 4 – Schnellspannmechanismus; 5 – Auslöseanzeige; 6 – Informationsfeld; 7 – Technische Kennzeichnungen (+)

Aber da das elektrische Netz einheitlich ist, wird die elektrische Energie weiterhin durch das zweite Gerät fließen, das einen anderen Abschnitt versorgt. Eine solche Situation führt zu schwerwiegenden Folgen.

Es gibt jedoch zwei Unterarten von Zweipolgeräten:

• mit Schutz eines Pols und normaler Schaltung des Neutralleiters;
• mit Schutz beider Pole und gleichzeitiger Schaltung beider.

Die ersten werden üblicherweise als Eingangsautomaten verwendet, über die der Phasen- und der Neutralleiter geschaltet werden. Dabei sieht ein solcher Schaltplan die Verwendung einer zusätzlichen PE-Leitung – des Schutzleiters – vor.

Dieses Gerät sieht konstruktiv ebenfalls wie ein Zweipoler aus. Tatsächlich ist es jedoch ein einpoliger Schutzschalter mit Unterstützung der Blockier- (Schalt-) Funktion des Neutralleiters des Stromnetzes.

Die zweiten finden Anwendung in Schaltungen eines Netzes, in dem zwei Abschnitte versorgt werden, die unter unterschiedlichen Strombelastungen arbeiten.

Besonderheiten des Dreipolers

Der Hauptzweck eines dreipoligen Leitungsschutzschalters ist der Einsatz in Drehstromnetzen. Die konstruktiven Besonderheiten dieser Geräteart bestehen in den Schutzfunktionen an jedem einzelnen Pol.

Das Auslösen des Schutzes an einem der Pole führt zur Trennung aller Pole.

Konstruktion für den Betrieb in einem Drehstromnetz. Leitungsschutzschalter mit drei unabhängigen Polen und gemeinsamer Blockierung. Wie aus dem Schaltbild ersichtlich, erfolgt der Schutz durch die Wirkung von Bimetallstreifen sowie elektromagnetischen Auslösern (+).

Trotz der spezifischen Bestimmung von Automaten dieser Art können sie durchaus in einphasigen oder zweiphasigen Leitungen eingesetzt werden.

Konstruktiv enthält ein dreipoliger Automat die folgenden Elemente:

• Steuerungsmechanismus;
• Kontaktsystem;
• Lichtbogenlöschmodul;
• Auslöseeinrichtung.

Freie Kontakte werden normalerweise im Gerätedeckel montiert. Das Kontaktsystem ist kinematisch mit der Traverse der Hauptkontakte verbunden.

Die Funktionsbaugruppen des Geräts sind im Gehäuse montiert. Deckel und Gehäuse des Schutzschalters bestehen aus nicht leitenden Materialien (Kunststoff, Textolit usw.).

Innenansicht klassischer Konstruktionen von Dreipolschaltern: 1, 6 – Lichtbogenlöschkammer; 2, 6 – elektromagnetischer Auslöser (Spule mit Kern); 3, 4 – thermischer Auslöser (Bimetallstreifen) (+)

Der Schutzmechanismus der Dreipolschalter gewährleistet eine sofortige Abschaltung, sowohl im Automatikmodus als auch bei manueller Betätigung. Dabei erfolgt bei einer Überlastung im Stromkreis die sofortige Abschaltung unabhängig von der auf den Bedienhebel ausgeübten Kraft.

Das heißt, selbst wenn der Benutzer den Hebel in der Einschaltstellung hält, trennt der Schutzschalter bei Überlast dennoch alle Pole.

Es gibt Modifikationen von Dreipolschaltern, bei denen ein weiterer Pol für den Neutralleiter hinzugefügt wurde. Im Wesentlichen handelt es sich aus baulicher Sicht um eine Vierpolausführung.

Modifiziertes Gerät mit drei Phasenpolen und einem zusätzlichen Neutralleiterpol. Diese Art von Schutzschaltern wird oft als Vierpolschalter bezeichnet, was aus konstruktiver Sicht durchaus der Realität entspricht.

Funktionell ähnelt der vierpolige Schutzschalter einem zweipoligen System. Die Aufgabe des Geräts ist dieselbe, nur in Bezug auf ein Drehstromnetz.

Allgemeine technische Daten der Schutzschalter

Die Inforation über die Hauparameter der autoatischen Schalter sind auf dessen Gehäuse angegeben. Um die alphanumerischen Bezeichnungen zu verstehen, müssen Sie die Gerätekennzeichnung “lesen” können.

Im Haushalt und in der Industrie sind Geräte weit verbreitet, die je nach Bauform die folgenden grundlegenden technischen Eigenschaften aufweisen:

Die Geräte werden nach bestimmten Kriterien ausgewählt, darunter Spannung, Nennstrom und Temperaturwerte.

Weitere Informationen zur Auswahl von Schutzschaltern finden Sie in den Artikeln:

1. Auswahl des Leitungsschutzschalters: Typen und Eigenschaften von elektrischen Schutzschaltern
2. Auswahl des Sicherungsautomaten nach Belastungsleistung, Kabelquerschnitt und Strom: Grundsätze und Formeln für Berechnungen

Montagefeinheiten der Schalter

Für alle elektrischen Geräte dieser Bauart ist ein bestimmtes Verfahren für die Integration in den Stromkreis festgelegt.

Die Montage von automatischen Schutzschaltern – auf den ersten Blick ein technisch unkomplizierter Vorgang. Wenn man jedoch alle bestehenden Installationsvorschriften genau beachtet, kann der Montageprozess von Automaten mit der Arbeit an der Erstellung einer Computersoftware verglichen werden.

Gemäß der festgelegten Ordnung sind insbesondere folgende Handlungen der Monteure erforderlich, bevor die zwei- und dreipoligen Schalter installiert werden:

• Das Gerät muss der Ausführung für den aktuellen Schaltplan entsprechen;
• Das Gehäuse des Automaten darf keine Verformungen oder Beschädigungen aufweisen;
• Der Ein-/Ausschalthebel muss im manuellen Aktivierungsmodus klar einrasten.

Der Untergrund, auf dem die Installation des Geräts vorgesehen ist, muss auf Ebenheit geprüft werden. Die Montage auf Untergründen, bei denen durch unebene Oberflächen nach der Befestigung das Gehäuse des Automaten Biegespannungen ausgesetzt wird, ist nicht zulässig.

Verbindung mit den Netzleitern

Der Anschluss von Kupferleitern mit einem Querschnitt von 16 – 25 mm² erfolgt über Kabelschuhe (GOST 9688-82). Falls eine Verbindung mit Kupferleitern mit einem Querschnitt von 4 – 16 mm² erforderlich ist, werden Kabelschuhe eines anderen Typs verwendet (GOST 7386-80).

Für Verbindungen von Aluminiumleitern werden Endelemente analog zu TAM-7 verwendet, die den Parametern von GOST 9581-80 entsprechen.

Die Leiterenden, die an die Kontaktklemmen der Automaten angeschlossen werden. Oft wird dieser Punkt ignoriert, die Leiter werden einfach verdrillt und in diesem Zustand an das Gerät angeschlossen. Im Grunde wird ein solches Vorgehen bereits als Verstoß betrachtet. Eine Ausnahme bilden Leitungen mit einem Querschnitt von weniger als 4 mm.

Die Netzleiter, die die Spannung von der Stromquelle zuführen, werden an die obere Gruppe der feststehenden Kontakte der automatischen Schutzschalter angeschlossen. Die Leiter müssen so zugeführt und angeschlossen werden, dass sie keine Kräfte auf die Klemmen des Automaten ausüben.

Die Kabelschuhe sind mit den Kontaktklemmen fest, aber ohne übermäßige Kräfte anzuziehen, die zum Abreißen des Gewindes führen könnten. Der Einführung der Leiter in die Kabelschuhe ist hohe Aufmerksamkeit zu widmen. Isolierschläuche und Band als Schutzumhüllung sind zwingend zu verwenden.

Nuancen der Aufstellung und Befestigung

Bei der Montage mehrerer Geräte ist es erforderlich, die Regeln für die Anordnung der Geräte zueinander einzuhalten. So ist ein Abstand von mindestens 5 mm zwischen nahe beieinander stehenden Geräten einzuhalten.

Die Installation der Schalter in einer Gruppe. Sieht recht schön und ordentlich aus. Allerdings wird der Montagevorgang in diesem Fall fehlerhaft durchgeführt. Laut Normen muss bei der Montage in einer Gruppe der Abstand zwischen den Wänden benachbarter Geräte mindestens 5 mm betragen.

Mindestabstände von metallischen Teilen der Verteilungsanlagen: oben 30 – 50 mm, seitlich 5 – 10 mm, abhängig von der Höhe der angelegten Spannung.

Wenn bei der Montage Geräte verwendet werden, die konstruktiv in einer zusätzlichen Hülle ausgeführt sind, werden alle Montagearbeiten an ihnen bei abgenommener Abdeckung der Hülle durchgeführt. Das Aufsetzen der Abdeckung erfolgt unter Berücksichtigung des korrekten Eingriffs der Mitnehmer des Antriebsmechanismus. Die Befestigung der Abdeckung mit Schrauben erfolgt gleichmäßig.

Nach Abschluss der Montage werden die Schutzschalter unbedingt auf die Deutlichkeit des Ein-/Ausschaltzeitpunkts überprüft.

Montagepläne und Anschlussregeln des Schalters sind ausführlich in diesem Artikel beschrieben.

Technische Wartung während des Betriebs

Die normalen Betriebsbedingungen von zwei- und dreipoligen automatischen Schutzschaltern erlauben es, Zeit für die technische Inspektion der Geräte höchstens einmal pro drei Betriebsjahre einzuplanen. Diese Tatsache bestätigt einmal mehr die hohe Qualität nahezu aller Schutzschalter.

Wartung der Geräte. Dieses Verfahren umfasst die Prüfung der Unversehrtheit der Geräte und der Zuverlässigkeit der Kontaktgruppen. Im Rahmen der Wartung werden die Geräte und ihre Aufstellungsorte gereinigt. Die Qualität der automatischen Mechanismen wird überprüft.

Gemäß den Anweisungen ist eine technische Inspektion jedoch zwingend erforderlich, wenn der automatische Schutzschalter aufgrund eines Kurzschlussstroms ausgelöst hat.

Unabhängig vom Grund – ob Auslösung des Geräts im Notfall oder planmäßige Wartung – umfasst die technische Inspektion der Geräte Folgendes:

• Diagnose des Ein-/Ausschaltmechanismus im manuellen Modus ohne Last;
• Überprüfung des Anzugs der Schrauben der Haupt- und Freikontakte;
• Zuverlässigkeit der Befestigung des Geräts am Untergrund;
• Reinigung von Verunreinigungen und Fremdkörpern;
• Simulation der Abschaltung durch mechanische Einwirkung auf das empfindliche Element;
• Überprüfung der Funktionsfähigkeit im Arbeitsmodus.

Die Praxis der Nutzung elektrischer Netze zeigt den Umgang mit Geräten verschiedener Hersteller, einschließlich einheimischer und ausländischer.

Der Großteil aller betriebenen automatischen Schutzvorrichtungen zeichnet sich durch einwandfreie Arbeit in Bezug auf die Qualität aus.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Was Schutzschalter sind und worin sie sich unterscheiden, erfahren Sie aus dem folgenden Video:

Über die Auswahlkriterien von Schutzvorrichtungen:

Die Zuverlässigkeit von automatischen Schutzschaltern wird oft nicht durch die Marke bestimmt, sondern durch die richtige Auswahl unter Berücksichtigung der Arbeitslast. Ebenfalls einen bedeutenden Einfluss auf die Wirkung der Geräte hat die genaue Berechnung des Querschnitts der Leiter, die die Last vom Schutzschalter versorgen, und die Berechnung des Querschnitts des Zuleitungskabels.

Wenn alle Montagenuancen berücksichtigt sind, arbeiten selbst chinesische Geräte, die mehrfach billiger sind als Markengeräte, über einen ausreichend langen Zeitraum ohne besondere Beanstandungen.

Teilen Sie Ihre Erfahrungen mit dem Anschluss von zweipoligen und dreipoligen Schaltern mit den Lesern. Bitte hinterlassen Sie Kommentare, stellen Sie Fragen zum Thema des Artikels und beteiligen Sie sich an Diskussionen – das Formular für Rückmeldungen befindet sich unten.