Hochspannungs-Trennschalter – Klassifizierung, Nutzungsregeln und Technik zur Durchführung von Arbeiten

Trennschalter sind Schaltgeräte mit sichtbarem Auslösepunkt, die über keinen Freiauslösemechanismus verfügen. Sie dienen zum Ein- und Ausschalten spannungsführender Teile eines Stromkreises (Hochspannung) bei fehlendem Laststrom oder zum Ändern des Anschlussschemas.

Zweck von Trennschaltern

Trennschalter dienen dazu, einen sichtbaren Spalt zwischen nicht in Betrieb befindlichen Geräten und spannungsführenden Teilen zu schaffen. Dies ist beispielsweise bei der Anzeige von Geräten zur Reparatur erforderlich, um Arbeiten sicher durchführen zu können.

Trennschalter verfügen über keine Lichtbogenvorrichtungen und sind daher hauptsächlich dafür ausgelegt, Stromkreise ein- und auszuschalten, wenn kein Laststrom vorhanden ist und sie unter Spannung stehen oder sogar ausgeschaltet werden.

Lesen Sie hier mehr über die verschiedenen Trennschalterausführungen: Wie Hochspannungstrennschalter funktionieren und angeordnet sind

Wenn im Stromkreis in 6-10-kV-Elektroinstallationen kein Schalter vorhanden ist, ist das Ein- und Ausschalten kleiner Ströme, die weit unter den Nennströmen des Geräts liegen, durch Trennschalter zulässig, wie unten erläutert.

Anforderungen an Trennschalter

Die Anforderungen an Trennschalter im Hinblick auf deren Wartung durch das Servicepersonal sind wie folgt:

• Trennschalter müssen einen deutlich sichtbaren offenen Stromkreis entsprechend der Spannungsklasse der Anlage erzeugen;

• Trennschalterantriebe müssen über Vorrichtungen zur starren Fixierung der Messer in jeder der beiden Betriebspositionen verfügen: Ein und Aus. Darüber hinaus müssen sie über zuverlässige Anschläge verfügen, die die Drehung der Messer auf einen größeren als den vorgegebenen Winkel begrenzen.

• Trennschalter müssen unter den schlimmsten Umgebungsbedingungen (z. B. Vereisung) ein- und ausgeschaltet werden;

• Stützisolatoren und Isolierstäbe müssen den betriebsbedingten mechanischen Belastungen standhalten;

• Die Hauptkontakte der Trennschalter müssen mit den Kontakten der Erdungseinrichtung verbunden sein, was ein gleichzeitiges Einschalten beider Geräte ausschließt.

Klassifizierung und Anordnung von Trennschaltern

Die einzelnen Trennschaltertypen 6 – 10 kV unterscheiden sich voneinander:

• nach Installationsart (Trennschalter für Innen- und Außeninstallation);
• nach der Anzahl der Pole (einpolige und dreipolige Trennschalter);
• durch die Art der Bewegung des Messers (Trennschalter vom vertikal rotierenden und schwingenden Typ).
• Dreipolige Trennschalter werden durch einen Hebelantrieb betätigt, einpolige Trennschalter durch eine Betätigungsisolierstange.

Der Unterschied in der Konstruktion von Trennschaltern für Innen- und Außenanlagen erklärt sich aus den Betriebsbedingungen. Externe Trennschalter müssen über Vorrichtungen verfügen, die die bei der Vereisung gebildete Eiskruste aufbrechen. Darüber hinaus dienen sie zum Abschalten kleiner Lastströme und ihre Kontakte sind mit Hupen ausgestattet, um den zwischen divergierenden Kontakten entstehenden Lichtbogen zu löschen.

Einsatz von Trennschaltern zum Abschalten von Ausgleichsströmen und kleinen Lastströmen

Die Fähigkeit von Trennschaltern, die Ladeströme von Kabel- und Freileitungen, Magnetisierungsströme von Leistungstransformatoren und Ausgleichsströme (dies ist der Strom, der zwischen zwei Punkten eines elektrisch verbundenen geschlossenen Netzwerks fließt und aufgrund der Spannungsdifferenz und Umverteilung fließt) ein- und auszuschalten der Last beim Trennen oder Einschalten des elektrischen Anschlusses) und kleine Lastströme, die durch zahlreiche in Stromnetzen durchgeführte Tests bestätigt wurden. Dies spiegelt sich in einer Reihe von Richtlinien wider, die ihre Verwendung regeln.

In geschlossenen Schaltanlagen ermöglichen 6-10-kV-Trennschalter das Ein- und Ausschalten von Magnetisierungsströmen von Leistungstransformatoren, Ladeströmen von Leitungen sowie Erdschlussströmen, die die folgenden Werte nicht überschreiten:

• Bei einer Spannung von 6 kV: Magnetisierungsstrom – 3,5 A. Ladestrom – 2,5 A. Erdschlussstrom – 4,0 A.

• Bei einer Spannung von 10 kV: Magnetisierungsstrom – 3,0 A. Ladestrom – 2,0 A. Erdschlussstrom – 3,0 A.

Durch die Installation von Isolationsbarrieren zwischen den Polen kann der Ein- und Ausschaltstrom um das 1,5-fache erhöht werden.

6-10-kV-Trennschalter ermöglichen das Ein- und Ausschalten von Ausgleichsströmen bis 70 A sowie Netzlastströmen bis 15 A, sofern die Arbeiten mit dreipoligen Freiluft-Trennschaltern mit mechanischem Antrieb durchgeführt werden.

Trennschalter sind häufig mit stationären Erdungsvorrichtungen ausgestattet, was es ermöglicht, bei zur Reparatur entnommenen Geräten nicht auf die Installation einer tragbaren Erdung zurückzugreifen und somit Verstöße gegen Sicherheitsvorschriften im Zusammenhang mit der Installation einer tragbaren Erdung zu vermeiden.

Schalter für Trennschalter

Die Vielfalt der Elektroinstallationen führt zu einer unbegrenzten Kombination von Schaltanlagengrößen und -konfigurationen. Aufgrund ausländischer Erfahrungen in Umspannwerken wird empfohlen, Trennschalter und Schalter durch Geräte der neuen Generation – Lasttrennschalter – zu ersetzen.

Der Lasttrennschalter vereint Trenn- und Trennfunktionen in einem Gerät, wodurch die Fläche des Umspannwerks reduziert und die Verfügbarkeit erhöht werden kann.

Der Einsatz von Lasttrennschaltern reduziert den Wartungsaufwand und bietet folgende Vorteile:

• Nahezu kontinuierliche Stromversorgung der Benutzer (abhängig von der Entwicklung des Umspannwerks oder des Netzwerks kann es aufgrund von Wartungsarbeiten zu einer Unterbrechung der Stromversorgung einiger Benutzer kommen).
• Reduzierung des Risikos von Systemausfällen, da das Risiko von Ausfällen in Primärkreisen während der Wartung (d. h. wenn sich Personen im Umspannwerk aufhalten) höher ist als im Normalbetrieb, da während der Wartung nicht alle Geräte in Betrieb sind und keine Möglichkeit einer Redundanz besteht.
• Reduzierte Betriebskosten aufgrund geringer Auslastung der Schaltanlagen durch Wartungsarbeiten.
• Verbesserung der Sicherheit des Personals und Verringerung des Risikos von Unfällen, Stromausfällen in Umspannwerken und Arbeitsfehlern, da bei allen Arbeiten in Umspannwerken die Gefahr von Stromschlägen, Stürzen aus der Höhe usw. besteht. Die beschleunigte Demontage der Kontaktvorrichtung ermöglicht ein schnelles Trennen des Lasttrennschalters. Während der ausgelöste Lasttrennschalter betätigt wird, können somit andere Geräte der Umspannstation mit Strom versorgt werden.

Technik zur Durchführung von Arbeiten mit Trennschaltern

In Schaltanlagen müssen die Vorgänge zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern einer Verbindung, in deren Stromkreis sich ein Schalter befindet, nach Überprüfung der Aus-Position des Schalters am Installationsort durchgeführt werden.

Vor dem Trennen oder Anschließen von Trennschaltern ist eine Kontrolle von außen erforderlich. Trennschalter, Betätiger und Absperrvorrichtungen dürfen keine Beschädigungen aufweisen, die den Betrieb verhindern würden. Besonderes Augenmerk sollte auf das Fehlen von Bypass-Jumpern gelegt werden. Bei festgestellten Mängeln müssen Arbeiten mit spannungsführenden Trennschaltern sehr sorgfältig und nur mit Genehmigung des Auftraggebers durchgeführt werden. Bei Rissen in den Isolatoren ist das Arbeiten mit Trennschaltern unter Spannung verboten.

Das manuelle Schalten der Trennschalter sollte schnell und entschlossen erfolgen, jedoch ohne Erschütterungen am Ende des Hubs.Wenn zwischen den Kontakten ein Lichtbogen entsteht, sollten die Messer der Trennschalter nicht zurückgezogen werden, denn wenn die Kontakte auseinanderlaufen, kann sich der Lichtbogen ausdehnen, die Lücke zwischen den Phasen schließen und einen Kurzschluss verursachen. Der Einschlussvorgang muss in jedem Fall abgeschlossen sein. Bei Berührung der Kontakte erlischt der Lichtbogen, ohne dass es zu Schäden am Gerät kommt.

Das Trennen der Trennschalter erfolgt hingegen langsam und vorsichtig. Zunächst wird ein Probelauf mit dem Antriebshebel durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Stangen in gutem Zustand sind, keine Vibrationen auftreten und die Isolatoren nicht beschädigt werden. Tritt beim Auseinanderlaufen der Kontakte ein Lichtbogen auf, müssen die Trennschalter sofort eingeschaltet werden und dürfen nicht mit ihnen betrieben werden, bis die Ursache der Lichtbogenbildung geklärt ist.

Arbeiten an einpoligen Trennschaltern mit Betätigungsstangen müssen in der Reihenfolge durchgeführt werden, die die größtmögliche Sicherheit für das Personal gewährleistet. Nehmen wir an, dass Personal unter Last versehentlich die Trennschalter geöffnet hat.

Bei gemischter Belastung ist es am sichersten, den ersten der drei Trennschalter auszuschalten, da dieser selbst dann keinen starken Lichtbogen erzeugt, wenn der Nennstrom durch den Stromkreis fließt. Im Moment der Divergenz der Kontakte zwischen ihnen sind sie nur relativ gering Potenzieller unterschied, weil einerseits der auszulösende Trennschalter von der Stromquelle gespeist wird und andererseits für einige Zeit ungefähr die gleiche EMK wirkt, induziert durch rotierende Synchron- und Asynchronlastmotoren bei Versorgung in zwei Phasen, wie z sowie durch in den Verteilnetzen installierte Kondensatorbänke.

Beim Auslösen des zweiten Trennschalters kommt es unter der Last zu starken Lichtbögen. Beim dritten Trennen wird der Strom überhaupt nicht unterbrochen. Da die Auslösung des zweiten Serientrennschalters die größte Gefahr darstellt, sollte dieser möglichst weit von den Trennschaltern der anderen Phasen entfernt angebracht werden. Daher muss bei jeder Anordnung von Trennschaltern (horizontal oder vertikal) immer zuerst der Zwischenphasen-Trennschalter ausgeschaltet werden, dann werden bei der Anordnung der Trennschalter in einer horizontalen Reihe die Endtrennschalter der Reihe nach und bei der vertikalen Anordnung der Trennschalter abgewechselt ( übereinander), wird der obere Trennschalter als zweiter und der untere als dritter ausgelöst. …

Die Einschaltvorgänge einpoliger Trennschalter erfolgen in umgekehrter Reihenfolge.

In Stromkreisen mit federbetätigten Leistungsschaltern müssen die Trennschalterbetätigungen bei lockeren Federn durchgeführt werden, um ein versehentliches Schließen der Leistungsschalter während der Trennschalterbetätigungen zu vermeiden.

In 6-10-kV-Netzen, die mit kapazitiver Erdschlussstromkompensation betrieben werden, muss vor dem Abschalten des Magnetisierungsstroms des Transformators, in dessen neutralem Teil die Lichtbogenunterdrückungsdrossel angeschlossen ist, zunächst die Lichtbogenunterdrückungsdrossel abgeschaltet werden Vermeiden Sie Überspannungen, die durch das gleichzeitige Öffnen der Kontakte der drei Phasen verursacht werden können.

Persönliche Sicherheit des Personals, das Arbeiten an Trennschaltern ausführt. Bei der Durchführung jeglicher Arbeiten an spannungsführenden Trennschaltern muss die Person, die die Arbeit durchführt (und ihre Handlungen kontrolliert – im Falle des Schaltens durch zwei Personen), zunächst einen solchen Standort auswählen Gerät Gerätum Verletzungen durch mögliche Zerstörung und Herunterfallen der Isolatoren des Geräts und der daran befestigten leitenden Elemente zu vermeiden und sich auch vor der direkten Einwirkung eines auftretenden Lichtbogens zu schützen.

Es wird nicht empfohlen, während des Betriebs auf die Kontaktteile des Geräts zu schauen. Nach Abschluss des Ein- bzw. Ausschaltvorgangs ist jedoch eine Überprüfung der Position der Hauptkontakte der Trennschalter und der Kontaktkontakte der festen Erdungsschalter zwingend erforderlich, da es in der Praxis zu Fällen kommt, in denen die Hauptkontakte nicht abgeschaltet wurden, d. h. Auslösungen von Messern fester Erdungsschalter an einzelnen Phasen, Messer, die an Kontaktbacken vorbeifallen, Zugstangen von Antrieben usw. In diesem Fall muss jede Phase der Trennschalter separat überprüft werden, unabhängig von der tatsächlichen Position der Lamellen anderer Phasen und dem Vorhandensein mechanischer Verbindungen zwischen ihnen.