Warum werden wir benötigt und was sind Leistungsschaltgeräte?

Das Schaltgerät übernimmt die Hauptfunktion der Steuerung des Stromkreises: das Ein- und Ausschalten. Zu dieser Art von Geräten gehören: Messerschalter, Schalter, Trennschalter.

Schalter dienen dazu, Stromkreise „unter Spannung“ ein- und auszuschalten, das heißt, während ein elektrischer Strom durch den Stromkreis fließt.

Alle elektrischen Geräte mit beweglichen Teilen können in automatische und nichtautomatische Geräte unterteilt werden. Automatisch – Dies sind Geräte, die von einem bestimmten Stromkreismodus oder von Maschinen aus in Aktion treten, und nichtautomatische, deren Aktion nur vom Willen des Bedieners abhängt.

Leistungsschalter gibt es für Niederspannung (verfügbar für Spannungen bis 1000 V) und Hochspannung (für Spannungen über 1000 V).

Der einfachste nichtautomatische Niederspannungsschalter – schaltenbestehend im Wesentlichen aus einer beweglichen Klinge, einem festen Kontakt und einem Griff.

Der Bediener schaltet den Schalter manuell ein oder aus, indem er die Klinge in eine vertikale oder horizontale Position dreht. Die Kontakte des Leistungsschalters befinden sich ausschließlich in der Luft.

Ein einfacher einpoliger Rubelschalter

700 Rubel in einem historischen Wasserkraftwerk in Deutschland

Sicherungen in Innenschaltanlagen in China

Mit der Erhöhung der Betriebsspannung und -leistung kann ein solches Gerät den Arbeitsanforderungen nicht mehr gerecht werden, und nach und nach erscheinen immer fortschrittlichere Schaltertypen.

In Elektroinstallationen für Spannungen bis 1000 V werden sie am häufigsten eingesetzt Luftbrecher in verschiedenen Ausführungen.

Siemens Niederspannungs-Leistungsschalter für Strom 16A

Schneider Electric 125 A Niederspannungs-Leistungsschalter

Haushaltsschutzschalter im Elektroraum (zwischen ihnen liegt eine Lücke von 30 Jahren)

Bei stromlosem Stromkreis zwischen den Ablenkkontakten des Schalters es entsteht ein Lichtbogen bezahlt werden. Zur besseren Lichtbogenlöschung werden in den Maschinen spezielle Geräte eingesetzt, die den Lichtbogenlöschvorgang verbessern, die sogenannten Lichtbogenlöschkammern verschiedene Designs.

Geschlossene Schalttafel der Schaltanlage

Bei Hochspannungsstromkreisen kann ein einfacher Leistungsschalter die betrieblichen Anforderungen nicht mehr erfüllen. Das erste, was zur Verbesserung des Schalterdesigns unternommen wurde, bestand darin, die Kontakte abzusenken in Transformatorenöl, was zum sogenannten Ölwechsel führt. Derzeit ist der Ölbrecher bereits ein sehr komplexes Gerät, das für seine Arbeit viele Errungenschaften von Wissenschaft und Technik nutzt.

Hochspannungs-Ölschalter für Umspannwerke

Der Betrieb des Ölschalters während des Abschaltens wird auf Folgendes reduziert: Durch die Einwirkung der hohen Temperatur des Lichtbogens zerfällt das Öl in Gase, deren Hauptbestandteil Wasserstoff ist.Wenn also der Lichtbogen in einem Gasmedium brennt, das sich in einem dynamischen Zustand befindet, kommt es zu einer heftigen Vermischung von ionisierten und nichtionisierten Partikeln, kalten und heißen Gaspartikeln und in einem der Momente, in denen der Strom durch Null geht, aufgrund Durch die Periodizität erlischt der Lichtbogen.

Die Gasbildung ist sehr stark, im Schalter baut sich ein erheblicher Druck auf und wenn der Schalter nicht richtig ausgelegt ist, kann er explodieren.

Mit Öl-Leistungsschaltern mit Lichtbogenlöschkammern erfolgt die Lichtbogenlöschung schmerzloser und schneller. Dabei wird die Energie des Lichtbogens genutzt, um einen Druck zu erzeugen, der die Gasbewegung um den Lichtbogen stark verstärkt und so zur Löschung des Lichtbogens beiträgt.

Es gibt viele Kameradesigns und die Funktionsprinzipien sind recht unterschiedlich, aber alle dienen hauptsächlich einem von zwei Zwecken:

• oder eine Bewegung von Öl und Gas relativ zum Lichtbogen erzeugen;
• oder der Lichtbogen wird relativ zum Öl und den Wänden spezieller Kammern bewegt.

Bei solchen Schaltern stellt der Antrieb keine bauliche Einheit mehr mit dem Schalter dar: In den meisten Fällen ist der Antrieb baulich getrennt vom Schalter ausgeführt und über spezielle Mechanismen mit diesem verbunden.

Es gibt auch so viele andere Arten von Hochspannungs-Leistungsschaltern, die die Massen-Öl-Leistungsschalter längst ersetzt haben. Dies ist zum Beispiel Ölschalter mit kleinem Volumen, bei denen Porzellantanks verwendet werden und daher keine besondere Isolierung der Kontaktteile des Tanks erforderlich ist und die darin enthaltene Ölmenge viel geringer ist.

Ölsäulenschalter für Spannung 10 kV

Als nächstes sind „Druckluftunterbrecher“ zu nennen, bei denen der Lichtbogen mit einem Druckluftstrahl gelöscht wird. Diese Schalter haben eine Reihe von Vorteilen und ersetzen zunehmend Ölschalter. Der Antrieb erfolgt ebenfalls über Druckluft, die Antriebssteuerung erfolgt jedoch elektrisch.

Offener Leistungsschalter für Spannung 110 kV

Auch moderne Vakuum- und SF6-Leistungsschalter kommen zum Einsatz.

Vakuumbrecher

Leistungsschalter SF6

Das Design moderner Schlüssel ist sehr vielfältig und mehr darüber können Sie hier lesen:Vergleichende Eigenschaften von Hochspannungs-Öl-, SF6- und Vakuum-Leistungsschaltern

Trennschalter sind ebenfalls Hochspannungsschaltgeräte, sie sind jedoch nicht für das Ein- und Ausschalten unter Spannung ausgelegt (außer beim Schalten sehr geringer Ströme, was für jeden Trennschaltertyp speziell angegeben ist).

HochspannungstrennschalterIn der Regel handelt es sich um einen Luftaufbau, also mit Kontakten, die einfach in der Luft liegen, da eine der Hauptanforderungen an einen Trennschalter darin besteht, dass seine Kontakte direkt sichtbar sind, damit genau festgestellt werden kann, ob der Trennschalter vorhanden ist an oder aus.

Trennschalter

Im Wesentlichen ist ein Trennschalter ein elektrisches Gerät, das dazu dient, zwei Metallabschnitte eines Stromkreises miteinander zu verbinden (oder zu trennen), wenn kein Strom durch diese Abschnitte fließen kann.

Der Aufbau des Trennschalters ist dem Aufbau des Messerschalters sehr ähnlich, nur sind seine Abmessungen, entsprechend seiner hohen Betriebsspannung, deutlich größer und das Antriebssystem ist wesentlich komplexer als das des Messerschalters.

Eine Reihe anderer Geräte, die Ein- und Ausschaltvorgänge durchführen, können beispielsweise Leistungsschaltgeräten zugeordnet werden Lasttrennschalter, Separatoren und Kurzschlüsse, aber die in diesem Artikel aufgeführten Geräte sind die prominentesten Vertreter der Schaltgeräte.

Siehe auch: Was sind das, wie sind Niederspannungsschaltanlagen angeordnet und wie funktionieren sie?