Wartung von Hochspannungs-Öl- und Vakuum-Leistungsschaltern
Zweck von Schaltern für Hochspannung
Schalter dienen zum Schalten von Stromkreisen in allen Betriebsarten: einschließlich Abschaltung von Lastströmen, Kurzschlussströmen, Magnetisierungsströmen von Transformatoren, Ladeströmen von Leitungen und Bussen.
Die schwerste Aufgabe eines Leistungsschalters ist das Unterbrechen von Kurzschlussströmen. Beim Fließen von Kurzschlussströmen ist der Leistungsschalter erheblichen elektrodynamischen Kräften und hohen Temperaturen ausgesetzt. Darüber hinaus ist jedes automatische oder manuelle Wiedereinschalten eines irreversiblen Kurzschlusses mit der Zerstörung des Spalts zwischen den zusammenlaufenden Kontakten und dem Durchgang des Stoßstroms bei niedrigem Druck im Kontakt verbunden, was zu deren vorzeitigem Verschleiß führt. Zur Erhöhung der Lebensdauer sind die Kontakte aus Metallkeramik gefertigt.
Der Aufbau von Leistungsschaltern basiert auf unterschiedlichen Prinzipien. Lichtbogenlöschung.
Die Hauptanforderungen an Schalter in allen Betriebsarten sind:
a) Zuverlässige Abschaltung aller Ströme innerhalb der Nennwerte.
b) Abschaltgeschwindigkeit, d.h. Löschung des Lichtbogens in kürzester Zeit.
(c) automatische Wiedereinschaltmöglichkeit.
d) Explosions- und Brandschutz.
e) Wartungsfreundlichkeit.
In Stationen und Umspannwerken werden derzeit Leistungsschalter unterschiedlicher Art und Bauart eingesetzt. Vorwiegend eingesetzt werden Öltankschalter mit großem Ölvolumen, Ölmangelschalter mit kleinem Ölvolumen und Vakuumschalter.
Betätigung von Ölschaltern
In großvolumigen Tankleistungsschaltern wird Öl sowohl zum Löschen des Lichtbogens als auch zum Isolieren leitender Teile von geerdeten Strukturen verwendet.
Die Lichtbogenlöschung in Öl-Leistungsschaltern erfolgt durch die Einwirkung eines Lichtbogenmediums – Öl – auf den Lichtbogen. Der Prozess geht mit starker Erhitzung, Ölzersetzung und Gasbildung einher. Das Gasgemisch enthält bis zu 70 % Wasserstoff, was die hohe Fähigkeit des Öls zur Lichtbogenunterdrückung bestimmt.
Je höher der Wert des abzuschaltenden Stroms ist, desto intensiver ist die Gasbildung und desto erfolgreicher ist die Löschung des Lichtbogens.
Auch die Geschwindigkeit der Kontakte im Schalter spielt eine wichtige Rolle. Bei einer hohen Geschwindigkeit der Kontaktbewegung erreicht der Lichtbogen schnell seine kritische Länge, bei der die Erholungsspannung nicht ausreicht, um die Lücke zwischen den Kontakten zu unterbrechen.
Die Viskosität des Öls im Schalter wirkt sich negativ auf die Kontaktgeschwindigkeit aus. Die Viskosität nimmt mit sinkender Temperatur zu.Die Verdickung und Verunreinigung des Schmiermittels der Reibteile der Übertragungsmechanismen und Antriebe spiegelt sich weitgehend in den Geschwindigkeitseigenschaften der Schalter wider. Es kommt vor, dass die Bewegung der Kontakte langsamer wird oder ganz stoppt und die Kontakte einfrieren. Daher ist es bei der Reparatur notwendig, das alte Fett in den Reibeinheiten auszutauschen und durch neues Frostschutzfett CIATIM-201, CIATIM-221, GOI-54 zu ersetzen.
Betrieb von Vakuumbrechern
Die Hauptvorteile von Vakuum-Leistungsschaltern sind die einfache Konstruktion, die hohe Zuverlässigkeit und die geringen Wartungskosten. Sie finden Anwendung in Elektroinstallationen mit einer Spannung von 10 kV und mehr.
Der Hauptteil des Vakuumbrechers ist die Vakuumkammer. Der zylindrische Körper der Kammer besteht aus zwei Abschnitten hohler Keramikisolatoren, die durch eine Metalldichtung verbunden und an den Enden mit Flanschen verschlossen sind. Im Inneren der Kammer befinden sich ein Kontaktsystem und elektrostatische Abschirmungen, die die Isolierflächen vor Metallisierung durch Kontakterosionsprodukte schützen und zur Potentialverteilung innerhalb der Kammer beitragen. Der Festkontakt ist fest mit dem unteren Flansch der Kammer verbunden. Der bewegliche Kontakt verläuft durch den oberen Flansch der Kammer und ist über eine Edelstahlhülse mit diesem verbunden, wodurch eine hermetisch dichte bewegliche Verbindung entsteht. Die Polkammern des Leistungsschalters sind auf einem Metallrahmen mit Stützisolatoren montiert.
Die beweglichen Kontakte der Kameras werden von einem gemeinsamen Antrieb über Isolierstäbe gesteuert und bewegen sich beim Auslösen um 12 mm, wodurch hohe Auslösegeschwindigkeiten (1,7 … 2,3 ms) erreicht werden können.
Aus den Kammern wird Luft in ein Hochvakuum gesaugt, das während ihrer gesamten Lebensdauer bestehen bleibt. Somit erfolgt das Löschen eines Lichtbogens in einem Vakuum-Leistungsschalter unter Bedingungen, in denen praktisch kein Medium vorhanden ist, das einen elektrischen Strom leitet, wodurch die Isolierung des Elektrodenspalts sehr schnell wiederhergestellt wird und der Lichtbogen beim Durchgang des Stroms gelöscht wird zum ersten Mal den Wert Null. Daher ist die Erosion der Kontakte unter Einwirkung des Lichtbogens vernachlässigbar. Die Anleitung lässt einen Kontaktverschleiß von 4 mm zu. Überprüfen Sie bei der Wartung der Vakuumschalter, ob die Isolatoren keine Mängel (Späne, Risse) und keine Verunreinigungen an ihren Oberflächen aufweisen und keine Spuren von Koronaentladungen vorhanden sind.