Schaltgeräte: Grundlegende Kenngrößen und Aufgaben

GIS - Schaltanalge - Ormazabal - Schaltberechtigung - Dreistellungsschalter - Löschspule - Mittelspannung

 

In unseren Basisseminaren "Schaltbefähigung zur Schaltberechtigung" beschäftigen wir uns mit den Gefahren des elektrischen Stroms und den entsprechenden Abwehr- bzw. Schutzmaßnahmen wie z.B. den 5 Sicherheitsregeln. 

 

Unerlässlich für den sicheren Betrieb von elektrischen Anlagen gemäß unserem Ziel: NULL Unfälle, NULL Fehlschaltungen ist das Verständnis für die Technik.

 

Dazu Kooperieren wir mit Schaltanlagenherstellern wie z.B. Schneider Electric und Ormazabal. Die Teilnehmer erhalten am zweiten Seminartag während des Werksrundgangs einen tiefen Einblick in die Fertigung von Schaltanlagen und der Blick hinter das Blech einer SF6-isolierten Schaltanlage vermittelt das notwendige Wissen zur Funktion.

 

Das oben abgebildete Foto ist in Krefeld in der Fabrik vom Schaltanlagenhersteller Ormazabal entstanden. Zu sehen ist der sog. Dreistellungsschalter, der Trenn- und Erdungsschalter vereint. Der technische Aufbau ist einfach und zuverlässig. Mit nur einem Element (Schaltmesserpaar) sind die Stellungen EIN-AUS-GEERDET realisierbar.

 

In diesem Artikel thematisieren wir kurz die Grundlagen der Schaltgeräte.

  • Was sind Schaltgeräte?
  • Was können Schaltgeräte?
  • Welche Bemessungsdaten spielen bei der Auswahl eine Rolle?

Schaltgeräte dienen zum Verbinden (Einschalten) oder Unterbrechen (Ausschalten) von Stromkreisen.

Die nachfolgenden Beanspruchungen können beim Schalten auftreten:

  • Schalten von Betriebsströmen
  • Stromloses Schalten
  • Kurzschlußströme schalten

Nach DIN EN 62271 (VDE0671) in verschiedenen Teilen sind die unterschiedlichen Schaltertypen für Nennspannungen > 1 kV und in DIN EN 60947 (VDE0660) Schaltgeräte bis 1 kV von Bedeutung.

 

Schaltgeräte werden nach ihren Bemessungsdaten sowie nach den Schaltaufgaben ausgewählt; dazu gehört auch die Schalthäufigkeit. Im ersten Schritt beschäftigen wir uns mit den Aufgaben der einzelnen Schaltgeräte.

 

  • Trennschalter (Trenner)
    Strom- oder spannungsloses Ein- und Ausschalten. Aufgabe ist, nachgeschaltete Betriebsmittel "freizuschalten", um an diesen gefahrlos arbeiten zu können.

  • Lastschalter
    Können Ströme bis zu ihrem Bemessungs-Betriebsstrom schalten und auf bestehenden Kurzschuß (bis zum Bemessungskurzschlußeinschaltstrom) einschalten.

  • Lasttrennschalter (Lasttrenner)
    Kombination aus Lastschalter und Trennschalter, also Lastschalter mit Trennstrecke.

  • Leistungsschalter
    Können alle Ströme im Rahmen ihrer Bemessungswerte ein- und ausschalten. Dazu zählen kleine induktive und kapazitäte Lastströme aber auch der volle Kurzschlußstrom unter allen Fehlerbedingungen im Netz (Erdschluß, Phasenopposition, Kurzschluß hinterm Trafo...)

  • Erdungsschalter / Erdungsdraufschalter
    Dienen zum Erden freigeschalteter Stromkreise sowie dem gefahrlosen Erden von unter Spannung stehenden Stromkreise, die versehentlich nicht freigeschaltet wurden.

  • Schütz
    Sind Lastschaltgeräte mit begrenztem Kurzschlußeinschalt- und Ausschaltvermögen, die bei großer Schalthäufigkeit verwendet werden.

  • Sicherung
    Bestehen aus Sicherungsunterteil und Einsatz. Mit dem Sicherungsunterteil kann bei stromlosem Ziehen des Sicherungseinsatzes eine Trennstrecke hergestellt werden. Zum einmaligen Ausschalten eines Kurzschlußstromes dient der Sicherungseinsatz.

 

Nachfolgend sind die Kenngrößen für die Auswahl der Schaltgeräte aufgeführt.

  • Bemessungsspannung (Ur = Rated Voltage)
    Obere Grenze der höchsten Netznennspannung für die das Gerät bemessen / ausgelegt ist. Die Bemessungsspannung bestimmt die dielektrische Beanspruchung des Schaltgeräts durch Einschwingung- und Wiederkehrspannung insbesondere beim Ausschalten. Alle Hochspannungsschaltgeräte sind Nullpunktlöscher (Ausnahme sind einige Sicherungen), demnach ist die Netzspannung das wichtigste Kriterium für die Dimensionierung.

    Das Prinzip der Lichtbogenlöschung (stromabhängig und stromunabhängig) wird in einem separaten Artikel erläutert. In dem Zusammenhang werden auch die unterschiedlichen Bauformen thematisiert.
  • Bemessungs-Isolationspegel (Rated Insulation Level)
    Kennzeichnet das Isolationsvermögen von Leiter gegen Erde, zwischen den Leitern sowie über die geöffnete Schalterstrecke bzw. Trennstrecke. Also die Fähigkeit allen Spannungen von gegebenem zeitlichen Verlauf bis zur Höhe der Stehspannung standzuhalten z.B. betriebsfrequente Überspannungen von Schaltvorgängen. Nachgewiesen wird das Isoliervermögen durch Blitzstoßspannungsprüfung und Wechselspannungsprüfung.
  • Bemessungs-Betriebsstrom (Ir = Rated Normal Current)
    Der Strom, den die Hauptstrombahn unter festgelegten Bedingungen dauerhaft führen kann. Ein Überschreiten von festgelegten Werten z.B. für die Erwärmung von Bauteilen (Kontakten) darf nicht erfolgen.
  • Bemessungs-Stoßstrom (Ip = Rated Peak Withstand Current)
    Maß für die mechanische Belastung eines Betriebsmittels. Der Bemessungs-Storßstrom ist der Scheitelwert der ersten großen Teilschwingung des Kurzschlußstromes während eines Ausgleichsvorgangs nach Stromflußbegin, den das Gerät in geschlossenem Zustand führen kann.
  • Bemessungs-Kurzschlußeinschaltstrom
    Scheitelwert des Einschaltstroms bei einem Kurzschluß an den Anschlüssen des Schaltgerätes.
  • Bemessungs-Ausschaltstrom
    Lastausschaltstrom im Normalbetrieb
  • Bemessungs-Kurzschlußausschaltstrom
    Effektivwert des Ausschaltstroms bei einem Kurzschluß an den Anschlüssen.

 

 

 

Leistungsschild - Ormazabal - Schaltberechtigung - Schaltgerät - Schaltanlage

 

Leistungsschild Ormazabal

 

1) Fabrikationsnummer

2) Technische Daten

3) Angewandte Normen

4) Dokumentennr. der Betriebsanleitung

5) Anlagentyp

6) Herstellungsdatum

Schaltanlage - Leistungsschild - Siemens - Schaltberechtigung - 8DJH - Elektrofachkraft

 

Leistungsschild Siemens

 

Weitere Details zum Thema Schaltgeräte und Schaltanlagen sind in unserem Fachbuch "Schaltberechtigung für Elektrofachkräfte und befähigte Personen" im Kapitel 5.8 (ab Seite 181) beschrieben.