Motorschutzschalter
Ein Motorschutzschalter vereint eine manuelle Ein-/Aus-Funktion mit thermisch-magnetischer Überlast- und Kurzschlussauslösung in einem Gerät, bemessen auf den genauen Volllaststrom des Motors, den er schützt, statt auf die Abgangsbemessung der Schalttafel.
Was man an einem Motorschutzschalter prüft.
27 Modelle von ABB in Motorschutzschalter. Darunter die vollständige Modellliste.
Was einen Motorschutzschalter definiert
Ein Motorschutzschalter (oft Motorschutzautomat oder MPCB genannt) ist ein handbetätigter Schalter und ein Schutzgerät in einem Gehäuse, einem einzelnen Motor gewidmet statt einem ganzen Verteilerabschnitt. Er unterscheidet sich von einem schlichten Sicherungsschalter oder Leistungsschalter darin, dass seine Überlastauslösekennlinie auf den tatsächlichen Volllaststrom des Motors gesetzt ist, nicht auf die Strombelastbarkeit des Kabels, und dass er bei Überlast über eine stromabhängige Zeitkennlinie auslöst, dazu magnetisch unverzögert bei Kurzschluss- und Blockierstrom. Wo ein Schütz allein den Motor auf Befehl des Kontrollsystems ein- und ausschaltet, ist der Schutzschalter das Gerät, das die Leistung wegnimmt, wenn schon etwas schiefgegangen ist -- Überlast, Phasenausfall oder ein direkter Fehler dahinter.
Legende
- Einspeisung L1 L2 L3
- Dreipoliger Koppelgriff
- Stromeinstellung
- Überlastauslöser (Bimetall) + Kurzschlussauslöser (magnetisch)
- Hilfs-Störungskontakt
- Zum Motor
Hauptkomponenten
Auslöseeinheit
Eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit (oder an größeren Baugrößen eine elektronische), die eine einstellbare Überlastschwelle -- üblich ein Rad über einen Strombereich um den Nennstrom des Motors -- mit einer festen oder einstellbaren, um ein Vielfaches höheren Kurzschlussauslösung verbindet.
Betätigungsmechanik
Ein Sprungschalter-Kipp- oder Drehgriff, unabhängig davon, wie schnell der Bediener ihn bewegt, damit Kontaktverschweißen bei hohem Fehlerstrom die Auslösung nicht verzögert.
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Hilfs- und Alarmkontakte
Wechselkontakte, die Schalterstellung und Auslösestatus an das Alarm- und Überwachungssystem melden, damit ein ausgelöster Motor auf der Brücken- oder Maschinenkontrollraumtafel erscheint statt nur örtlich entdeckt zu werden.
Phasenausfallschutz
Die meisten Marinetypen enthalten einen Einphasenlaufschutz, denn ein Motor, der nach dem Verlust einer Phase auf zwei Phasen läuft, zieht in den verbleibenden Wicklungen deutlich höheren Strom und kann binnen Minuten durchbrennen, wenn man sich allein auf die thermische Auslösung verlässt.
Auswahl und Auslegung
- Der Volllaststrom des Motors bei seiner Typenschildspannung und -betriebsart, nicht die Abgangskabelbemessung.
- Anlaufstrom und Anlaufzeit, denn die Auslösekennlinie muss einen normalen Start ohne Störauslösung durchreiten.
- Das Kurzschlussausschaltvermögen beim Fehlerniveau der Schalttafel, das nahe der Sammelschiene höher liegt als am Ende eines langen Abgangs.
- Die Betriebsart -- Dauer-, Aussetz- oder Reversierdienst wie an einer Winde -- die die geforderte thermische Auslöseklasse ändert.
- Die Umgebungstemperatur am Einbauort, denn Schaltgerät im Maschinenraum läuft heißer als in einem klimatisierten Kontrollraum, und die Auslösekennlinie braucht eine Kompensation.
Vorschriften und Klasse
Die Klassevorschriften fordern Überlast- und Kurzschlussschutz an jedem Motorkreis über einer kleinen Bemessungsschwelle, dazu Einphasenlaufschutz an Dreiphasenmotoren, die wesentliche Dienste treiben. Motoren für Rudermaschine, Feuerlöschpumpen und andere wesentliche Dienste tragen Zusatzanforderungen dazu, wo der Schutz den Motor auslösen darf und wo er nur alarmieren und ihn weiterlaufen lassen soll -- SOLAS Kap. II-1 legt fest, welche wesentlichen Hilfsanlagen bei Überlast allein nicht ausgelöst, sondern nur alarmiert werden dürfen, damit die Steuerung bei schwerem Wetter nicht an einer Störauslösung verloren geht. Die Besichtiger prüfen die Auslöseeinstellungen bei der Inbetriebnahme und erneut bei der periodischen Besichtigung gegen das Motortypenschild, denn eine auf Werksvorgabe statt auf den tatsächlichen Motorstrom belassene Einstellung ist ein häufiger Befund.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Störauslösung beim Start | Überlasteinstellung zu nah am Volllaststrom für einen Motor mit langem oder schwerem Anlauf | Wiederholt gescheiterte Starts, die Besatzung setzt die Auslösung zurück, ohne die Ursache anzugehen, eine echte Überlast bleibt schließlich unentdeckt |
| Die Auslöseeinheit arbeitet bei echter Überlast nicht | Kontakte aus einem früheren Fehler verschweißt, oder das Thermoelement durch Alter und Wärmezyklen gealtert | Die Motorwicklung brennt durch, statt dass der Schalter auslöst |
| Einphasenlauf bleibt unentdeckt | Phasenausfallschutz nicht verbaut oder nach einer früheren Störauslösung abgeschaltet | Der Motor läuft auf zwei Phasen weiter bis zum Wärmeschaden oder Totalausfall |
| Hilfskontaktsignal verloren | Lose Verdrahtung an den Fernanzeigekontakten, oft nach Jahren Schalttafelvibration | Der Kontrollraum zeigt einen laufenden Motor, der örtlich in Wirklichkeit ausgelöst hat |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Ein Baumusterprüfzeugnis, das das Kurzschlussausschaltvermögen beim tatsächlichen Fehlerniveau der Schalttafel zeigt, nicht bloß eine generische Bemessung.
- Auslösekennliniendokumentation, mit der der Schiffselektriker die Einstellung nach einem Motorwechsel neu setzen und verifizieren kann.
- Ersatzteilverfügbarkeit für die schon verbaute Baugröße, denn Schutzschalter sind zwischen Herstellern selten ohne Neuverdrahtung der Tafel austauschbar.
- Eine Hilfskontaktkonfiguration passend zur bestehenden Alarm- und Überwachungsverdrahtung.
Wird ein Motor durch einen mit anderer Bemessung ersetzt, muss die Schutzschaltereinstellung zugleich neu gerechnet und neu gesetzt werden -- die alte Einstellung stehen zu lassen ist ein Routineversäumnis, das den Schalter von einem Schutz zu einem Ausstattungsstück macht.
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