MSD mit oder ohne Sicherung: Was braucht Ihr Akku tatsächlich?
Der Unterschied zwischen einem gesicherten und einem ungesicherten MSD liegt darin, wo sich die Sicherung befindet, und nicht darin, ob der Akku über einen Kurzschlussschutz verfügt. Bei einem gesicherten manuellen Trennschalter befindet sich das Sicherungselement im Anschlussstecker, sodass durch einmaliges Ziehen sowohl die Trennung als auch der Schutz aufgehoben werden. Bei einem MSD ohne Sicherung befindet sich an dieser Stelle eine massive Kupferbrücke. Die Sicherung ist an einer anderen Stelle im Akku untergebracht, und die Hersteller bezeichnen diese Version als Shunt-MSD. Wählen Sie den Typ mit Sicherung, wenn der Akku über einen einzigen Anschlusspunkt und einen einzigen Fehlerpfad verfügt, der unterbrochen werden muss. Der Typ ohne Sicherung eignet sich, wenn der Akku mit 1.500 V Gleichstrom betrieben wird oder mehr Dauerstrom benötigt, als ein versiegeltes Sicherungsfach durchlassen kann.
Inhaltsverzeichnis
Wo die Entscheidung tatsächlich getroffen wird
Die Entscheidung ergibt sich eher aus der Fehleranalyse als aus einer Katalogseite, da die beiden Konstruktionen unterschiedliche standortbezogene Fragen beantworten. Bei der einen geht es darum, wo ein Kurzschluss beseitigt wird. Bei der anderen darum, wer diesen Punkt mit einem Werkzeug in der Hand erreichen muss.
Bei einem 1.500-V-Gleichstrom-Rack lautet die eindeutige Antwort in der Regel: eine Sicherung in der Nähe des Cluster-Ausgangs. Diese ist an der Sammelschiene verschraubt und entsprechend der Fehleranalyse dimensioniert. Bei routinemäßigen Wartungsarbeiten öffnet niemand diese Sicherung. Der MSD an diesem Rack bietet einem Techniker eine abschließbare Trennstelle, die er sehen und erreichen kann. Zwei Geräte, zwei Aufgaben.
Wenn das Gehäuse klein ist und die Sicherungshalterung der einzige Platz ist, an dem eine Sicherung Platz findet, werden diese beiden Funktionen in einem Gehäuse vereint. Die meisten Sicherungsfamilien sind für diesen Fall ausgelegt, weshalb es sich um Kfz-Teile mit einer Betriebsspannung von 400 V bis 800 V handelt und nicht um Energiespeicher-Steckverbinder.
Für vor Ort gewartete Batteriestromkreise mit einer Nennspannung von über 240 V DC ist eine verschraubte oder steckbare Trennvorrichtung ohne Lasttrennfähigkeit zulässig; dies entspricht Abschnitt 706.15(E)(2) der NEC 706.15(A) besagt und was 706.15(A) bereits voraussetzt, wenn es für jedes System eine Trennvorrichtung vorschreibt. Ein Gerät, von dem nicht erwartet wird, dass es den Strom unterbricht, benötigt keine integrierte Sicherung. UL 4128 vertritt dieselbe Auffassung in Bezug auf Steckverbinder, die nicht unter Last angeschlossen oder getrennt werden dürfen.
Die beiden Formen und ihre Bezeichnungen
In den Katalogen werden vier Begriffe für zwei Teile verwendet, und das Paar „fused“ und „non-fused“ (MSD) bestimmt, was Sie anfordern können.
| Begriff im Katalog | Was das eigentlich bedeutet |
|---|---|
| Fused MSD | Auch als „manueller Netztrennschalter mit integrierter Sicherung“ bezeichnet. Netzstecker mit einem Sicherungselement und Federklemmen im abnehmbaren Griff. Die Sicherungsmarke und die Nennstromstärke sind Teil der Bestellnummer. |
| Nicht verschmolzener MSD | Gleiches Gehäuse, gleicher Hebel, mit einem Verbindungsstück aus massivem Kupfer an der Stelle, an der normalerweise die Sicherung sitzt. Der Überstromschutz befindet sich an anderer Stelle im Gerät. |
| Shunt MSD | Die Bezeichnung, die in mehreren Katalogen für die Version ohne Sicherung verwendet wird. „Shunt“ bezeichnet hier die feste Verbindung, die die Sicherungsposition umgeht, und nicht einen Strommess-Shunt oder ein Shunt-Auslöseelement. |
| MSD, Netztrennschalter, Netzstecker | Ein Gerät mit mehreren Bezeichnungen. Die Funktion besteht in einer manuellen, verriegelbaren Unterbrechung eines Hochspannungs-Gleichstromkreises. |
In einer Tabelle mit der Überschrift “mit Sicherung / mit Shunt” sind in einer Zeile die MSD-Paare mit bzw. ohne Sicherung aufgeführt. Amphenol PCD fertigt beide Varianten aus demselben Gehäuse, und die Sicherungsstärke ist als Code in der Modellnummer enthalten und nicht als separate Produktfamilie ausgewiesen. Geben Sie bei einer Angebotsanfrage den Typ vor der Stromstärke an, da dieselbe Angabe von 350 A auf dem Typenschild bei den beiden Versionen unterschiedliche Bedeutungen hat.
Warum ein MSD mit Sicherung im selben Gehäuse an Nennleistung verliert
Ein Sicherungselement und seine Federklemmen sind Wärmequellen, und in einem durchgebrannten MSD teilen sie sich einen versiegelten Hohlraum mit den Kontakten. Es gibt nichts, was Luft durch diesen Hohlraum leiten könnte. Die Nennstromstärke wird durch einen Temperaturanstiegstest am zusammengebauten Bauteil ermittelt, sodass die Sicherung letztendlich innerhalb der thermischen Belastungsgrenze des Bauteils liegt, das Sie in der Hand halten.
Ein zweiter Effekt wirkt sich auf die Nennspannung aus: Eine Sicherung benötigt einen definierten Lichtbogenweg und einen bestimmten Abstand, um einen Gleichstromfehler zu beseitigen, und das Gehäuse muss beides gewährleisten. Beim Vergleich zwischen gesicherten und ungesicherten MSDs weist die gesicherte Version in der Regel die niedrigere Gleichstrom-Nennspannung auf. Diese Diskrepanz geht aus der Tabelle des Herstellers selbst hervor, nicht aus der Broschüre eines Mitbewerbers.
Der Temperaturanstiegstest bezog sich auf das zusammengebaute Bauteil mit dieser Sicherung im Inneren, bei einer bestimmten Umgebungstemperatur, an einem Kabel; die von der Version ohne Sicherung übernommene Nennleistung beschreibt daher ein Bauteil, das in diesem Zustand von niemandem getestet wurde.
Was die veröffentlichten Zahlen zeigen
Die öffentlich zugänglichen Datenblätter für gesicherte Anschlussstecker weisen eine enge Streuung auf. Mit eingebauter Sicherung liegen sie zwischen 450 V DC und 690 V DC, und der Dauerstrom sinkt um etwa 45 Prozent, sobald eine 350-A-Sicherung in ein Gehäuse eingebaut wird, das ohne Sicherung 360 A führt.
| Fused MSD | Nicht verschmolzener MSD | |
|---|---|---|
| Angegebene Gleichstrom-Nennleistung | 450 V DC bis 690 V DC | 1.000 V Gleichstrom und mehr |
| Gleichstrom, gleiche Hülle | 195 A mit einer 350-A-Sicherung | 360 A ohne Sicherung |
| Wo sich die Sicherung befindet | Im Inneren des Wartungssteckers | Im restlichen Feld |
Der Spannungsspielraum liegt in der nicht abgesicherten Spalte, weshalb unser MSD-350 bei 1.500 V DC und 350 A liegt und keinen Sicherungsraum aufweist, der sich erwärmen könnte. Es gibt jedoch auch gesicherte Ausführungen über 690 V DC, sodass die Obergrenze modellspezifisch ist; erkundigen Sie sich bitte nach den Nennwerten der jeweiligen Version.
Die Entscheidung zwischen „Fused“ und „Non-Fused“ bei MSD nach Anwendungsbereich
Bei den meisten Baugruppen ist die Frage, ob es sich um einen MSD mit oder ohne Sicherung handelt, bereits geklärt, bevor man überhaupt einen Katalog aufschlägt, da die Architektur die Sicherung bereits an einer bestimmten Stelle vorgesehen hat.
| Lage der Packung | Passende Schriftart | Warum | Was ist zu bestätigen? |
|---|---|---|---|
| BESS-Rack für den Versorgungsbereich mit 1.500 V Gleichstrom, Sicherung am Cluster-Ausgang | Nicht verschmolzen | Der MSD dient lediglich zur Isolierung; die Dimensionierung der Sicherung erfolgt anhand der Fehlerberechnung, und sie bleibt an der Sammelschiene verschraubt. | Gleichspannung und Gleichstrom des MSD |
| Batteriepaket der 400-V-Klasse, ein Wartungspunkt | Verschmolzen | Ein Teil erfüllt beide Aufgaben auf engstem Raum, wo kein Platz zu verschenken ist | Sicherungsstärke, Sicherungsmarke und Gleichspannung der gesicherten Ausführung |
| 800-V-Batteriepack, 400 A bis 500 A Dauerstrom | Nicht verschmolzen | Ein versiegelter Sicherungsraum verursacht bei dieser Stärke einen zu hohen Dauerstrom. | Kabelquerschnitt und Kabelschuhanschluss |
| Nachrüstung an der Stelle, an der das Originalteil geschmolzen war | Dem Original entsprechen | Die Schutztopologie war Teil des bewerteten Entwurfs | Ob bei der Zeichnung der Baugruppe weiterhin davon ausgegangen wird, dass sich im Stecker eine Sicherung befindet |
| Container mit einem MSD pro Cluster | Nicht verschmolzen | Jeder Cluster behält seinen Schutz auf der vorgelagerten Ebene bei, und die MSDs bleiben identisch. | Koordination zwischen den Cluster-Sicherungen |
| Ein Modul, das eine HVIL-Schaltung benötigt | Oder, sofern das Modell dies unterstützt | HVIL ist eine Modelloption, keine Funktion eines bestimmten Typs | Interlock-Anordnung im Datenblatt |
Verlegt man den Schutz im Verlauf eines Projekts an eine andere Stelle, muss die gesamte Reihe ab der Fehleranalyse neu bewertet werden.
Was ändert sich zum Zeitpunkt der Dienstleistung?
All das spielt keine Rolle, bis jemand mit einer Ersatzsicherung in der Hand vor dem offenen Gehäuse steht.
| Aufgabe | Fused MSD | Nicht verschmolzener MSD |
|---|---|---|
| Die Zeichenkette isolieren | Ziehen Sie den Griff, und arretieren Sie ihn in geöffneter Position | Das Gleiche |
| Die Sicherung austauschen | Entfernen Sie das Element aus dem Stecker und setzen Sie dann das angegebene Ersatzteil ein. | Öffnen Sie den Sicherungshalter im Schaltschrank. |
| Den Stromkreis wiederherstellen | Den Griff wieder einsetzen | Den Griff wieder einsetzen |
| Ersatzteile auf Lager | Griff sowie eine Liste der Sicherungen | Nur Griff |
| Nachweis, dass der Stromkreis stromlos ist | Prüfung an den Anschlüssen, beidseitig | Das Gleiche |
Ein MSD mit Sicherung verkürzt den Trennungsschritt, da die Person, die den Griff betätigt, das Schutzelement bereits aus dem Fehlerpfad entfernt hat. Die Lösung ohne Sicherung bei der Frage „MSD mit oder ohne Sicherung“ hält Sicherungsarbeiten vom Servicebereich fern. Beim Austausch einer Sicherung bleiben der Griff und die Schaltschrankdichtung unberührt. Nur eine dieser Varianten passt zu dem Wartungsplan, den Ihr Standort bereits umsetzt.
Wann „nicht verschmolzen“ die richtige Antwort ist
Drei Anzeichen deuten auf die „nicht fusionierte“ Seite der Frage „fusioniert vs. nicht fusioniert“ bei MSD hin, und sie treten in der Regel gemeinsam auf.
Ab etwa 1.000 V Gleichstrom müssen sowohl die Sicherung als auch das Gehäuse für die volle String-Nennspannung ausgelegt sein. Die veröffentlichten Sicherungsfamilien reichen meist nicht bis zu diesem Wert. Auch der Dauerstrom im Bereich von 300 A bis 500 A spricht für diese Lösung, da der versiegelte Hohlraum 40 Prozent oder mehr der Kapazität des Gehäuses beansprucht. Ein Schaltschrank, der bereits einen Sicherungsblock enthält, löst das Problem, da das einzige neue Bauteil der Trennpunkt ist.
Unser MSD-350 erfüllt diese drei Bedingungen. Der Trennschalter ist für 350 A bei 1.500 V Gleichstrom ausgelegt. Er ist gemäß IP67 abgedichtet, wenn die Dichtung flach auf einer ebenen Platte aufliegt. Sein zweistufiger Griff trennt die Kontakte, bevor der Griff zurückgezogen werden kann. Der Kontaktwiderstand beträgt maximal 0,20 mΩ, die Durchschlagfestigkeit liegt bei 6.000 V Wechselstrom, und der Griff ist für bis zu 300 Steckzyklen ausgelegt. Ein HVIL-Schaltkreis ist optional erhältlich, und das Kabel wird an einem M8-Bolzen angeschlossen, der mit einem Drehmoment von 12 N·m angezogen wird.
Wenn nicht die Spannung, sondern der Strom die begrenzende Größe ist, gelten für die Wahl des Gehäuses dieselben Überlegungen wie bei jedem Gleichstromsammelschienensystem. Temperaturanstieg am BESS-Stecker berücksichtigt Stromstärke, Kontaktwiderstand und Kabelquerschnitt und gilt für eine Trennvorrichtung genauso wie für ein Steckverbinderpaar.
Wann ein Fused-MSD die richtige Lösung ist
Batteriepacks für Kraftfahrzeuge sind das deutlichste Beispiel für die Unterscheidung zwischen MSD-Varianten mit und ohne Sicherung. Ein 400-V-Batteriepack verfügt in der Regel über einen einzigen Wartungszugang und bietet nur wenig Platz. Wird die Sicherung in den Stecker integriert, muss nur noch ein Bauteil montiert, ein Bauteil vorrätig gehalten und ein Schritt in den Wartungsablauf aufgenommen werden.
Wenn im Originalgerät ein gesicherter Anschlussstecker verwendet wurde, sollte der Ersatz diese Topologie beibehalten, und genau hier setzen auch die Prototypen- und Nachrüstungsarbeiten an. Die Sicherung wurde entsprechend dem zu erwartenden Fehlerstrom dimensioniert, und die nachgeschalteten Bauteile wurden daraufhin überprüft.
Wenn in einer Zeichnung eine Sicherung im Netzstecker vorgesehen ist, weisen wir bereits in der Angebotsphase darauf hin, anstatt ein Gehäuse anzubieten, das diese nicht aufnehmen kann. Dieses Teil gehört nicht zu unserem Sortiment, und wir fertigen die Version ohne Sicherung. Von den beiden möglichen Antworten auf eine Anfrage bezüglich eines MSD mit oder ohne Sicherung ist unsere Antwort immer die zweite. Ein Lieferant sollte dies frühzeitig mitteilen und es nicht erst auf der Rechnung vermerken.
Fehler, die in Angebotsanfragen auftreten
Am häufigsten wird die Nennstromstärke einer Sicherung als Dauerstrom angegeben. Eine 630-A-Sicherung in einem Gehäuse mit einer Nennstromstärke von 240 A ist eine normale Kombination und kein Druckfehler. Die Übernahme der Nennspannung aus der nicht gesicherten Version führt zum nächsten Fehler: So kommt es, dass ein Bauteil für 1.000 V an einer Stelle spezifiziert wird, an der 1.500 V anliegen.
Einige Ingenieure gehen davon aus, dass der MSD einen Fehler beheben kann. Diese Annahme hält sich hartnäckig, da die Version mit Sicherung das gleiche Gehäuse nutzt. Als Nächstes wird die Sicherungsliste außer Acht gelassen: Ein MSD mit Sicherung benötigt Sicherungen in den Größen und von den Marken, die in seinen Aufnahmeraum passen; ein größeres Element eines anderen Herstellers passt möglicherweise nicht hinein. Zuletzt kommt die Annahme, dass die Version ohne Sicherung nichts weiter benötigt. Sie benötigt jedoch einen Sicherungsplatz, eine Fehleranalyse und eine Koordinationsprüfung in Bezug auf das Kabel, das Schütz und die Trennvorrichtung selbst.
Was Sie der Anfrage beifügen sollten
Für ein Angebot für einen der beiden Typen sind sechs Angaben erforderlich. Es sind dieselben sechs Leitfaden zur Auswahl von 1.500-V-BESS-Steckverbindern fließt über den Rest der Gleichstromschiene.
| Feld | Warum dies für das Bauteil entscheidend ist |
|---|---|
| Systemspannung und ob es sich um Gleichstrom handelt | Legt die Nennspannung fest und schließt die Version mit Sicherung aus, falls die String-Spannung den Höchstwert überschreitet |
| Dauerstrom und Umgebungstemperatur | Die beiden Zahlen, die eine Bewertung vergleichbar machen |
| Verfügbarer Fehlerstrom | Überprüft, ob die Sicherungsschicht vorhanden ist und wo sie sich befindet |
| Kabelquerschnitt und Kabelschuhtyp | Entscheidet über die Beendigung und den Hengst |
| Mit oder ohne Schmelzsicherung, wie abgebildet | Das einzige Feld in einer Abfrage zu „fused“ und „non-fused“ MSD, das sich aus den aktuellen Daten nicht ableiten lässt, ist |
| Zielmarkt und Dokumentation | Gibt an, welche Prüfberichte und Erklärungen gelten |
Finden Sie die richtige MSD-Teilenummer
Teilen Sie uns Ihre Anforderungen hinsichtlich Pack-Spannung und Fehlerstrom mit. Wir helfen Ihnen dabei, eine passende Artikelnummer zu finden, anstatt Sie mit Fragen dazu, welche Version Sie benötigen, wieder an uns zurückzuverweisen.
Senden Sie die Spannung Ihres Pakets und den FehlerstromHäufig gestellte Fragen
Was ändert sich, wenn ein MSD eine Sicherung anstelle einer Verbindung enthält?
Ein MSD mit Sicherung verfügt über ein Sicherungselement im herausnehmbaren Wartungsstecker, sodass der Teil, der die Leitung trennt, gleichzeitig auch das Überstromschutzelement enthält. Ein MSD ohne Sicherung verfügt an dieser Stelle über eine massive Kupferbrücke und stützt sich auf eine an anderer Stelle im Modul befindliche Sicherung. Der Unterschied zwischen einem MSD mit und einem MSD ohne Sicherung ist eher physischer Natur als eine Änderung der Kennzeichnung, und die beiden sind nicht austauschbar, da das eine eine Schutzfunktion enthält, von der das andere annimmt, dass sie an anderer Stelle bereitgestellt wird.
Ist ein Shunt-MSD dasselbe wie ein MSD ohne Sicherung?
In Lieferantenkatalogen ja, und genau diese Katalogzeile unterscheidet zwischen MSD-Paaren mit und ohne Sicherung. Der Begriff “Shunt” beschreibt die feste Verbindung, die an die Stelle des Sicherungselements tritt, und Amphenol PCD führt in einer Teilenummerntabelle die beiden Optionen „mit Sicherung / mit Shunt“ auf. Es handelt sich weder um einen Strommess-Shunt noch um einen Shunt-Auslöser, auch wenn bei beiden ebenfalls dieser Begriff verwendet wird.
Kann ein gesicherter MSD durch einen ungesicherten ersetzt werden?
Erst nachdem die Fehleranalyse und die Bewertung des Akkupacks erneut durchgeführt wurden – und in der Regel überhaupt nicht bei einem Gerät, das sich im Betrieb befindet. Durch das Entfernen der internen Sicherung entfällt eine Schutzstufe, auf die sich die ursprüngliche Konstruktion stützte, und der Ersatz könnte zudem eine andere Nennspannung und einen anderen Anschluss aufweisen. Der Austausch eines MSD mit Sicherung gegen einen ohne Sicherung ist eine Konstruktionsänderung und keine reine Ersatzteilentscheidung.
Benötigt ein MSD ohne Sicherung dennoch eine Sicherung im Akku?
Ja. Der Überstromschutz verschwindet nicht, er wird lediglich verlagert. Bei einem 1.500-V-Gleichstrom-Rack befindet er sich normalerweise am Cluster-Ausgang oder in einem abgesicherten Trennschalter, der auf den zu erwartenden Fehlerstrom ausgelegt und auf das Kabel, das Schütz und die Kontakte im Trennschalter abgestimmt ist. Der nicht abgesicherte MSD erfüllt dann die einzige Aufgabe, für die er ausgelegt ist: Er bietet einem Techniker eine abschließbare, sichtbare Trennstelle.
Welcher Typ eignet sich für ein 1.500-V-Gleichstrom-Batteriespeichersystem?
In den meisten Fällen ohne Sicherung – und damit enden auch die meisten Überlegungen zum Thema „mit Sicherung vs. ohne Sicherung“ bei MSD-Geräten in einem 1.500-V-DC-Rack. Veröffentlichte Produktfamilien mit Sicherungen erreichen ihre Obergrenze deutlich unter 1.500 V DC, und der versiegelte Sicherungsraum kostet zudem Dauerstrom in einem Rack, das möglicherweise 300 A oder mehr benötigt. Teile ohne Sicherung erreichen 1.500 V DC und behalten die volle Nennleistung des Gehäuses bei, während die Sicherung dort sitzt, wo sie die Fehleranalyse und der Wartungsplan vorsehen.
Kann ein MSD ohne Sicherung den Laststrom unterbrechen?
Nein. Eine manuelle Trennvorrichtung ist eine Trennvorrichtung, kein Schalter. Die Norm lässt bei diesen vor Ort gewarteten Stromkreisen eine steckbare oder verschraubte Trennvorrichtung zu, gerade weil diese nicht dazu gedacht ist, den Strom zu unterbrechen. Schalten Sie den Strom zunächst über die Schütze auf Null, bevor Sie den Griff betätigen. Wer den Griff als Schalter verwendet, nutzt das Bauteil außerhalb des Bereichs, für den es geprüft wurde.
