Was ist ein Lasttrennschalter?
Ein Lasttrennschalter ist ein Gerät, das einen Stromkreis mit einem Laststrom öffnet oder schließt.
Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff auf Produkte, die Hochspannungs-Wechselstrom-Lastströme ein- und ausschalten. Darüber hinaus wird häufig auch ein Lasttrennschalter (LBS) darunter verstanden. Zu den Geräten, die Stromkreise in Hochspannungsleitungen öffnen und schließen, gehören Trennschalter, Leistungsschalter und Lasttrennschalter.
Trennschalter sind Geräte, die den Lasttrennschalter nicht öffnen oder schließen können, und werden zur Sicherheitskontrolle bei Wartungsarbeiten eingesetzt. Leistungsschalter sind Geräte, die im Falle eines Kurzschlusses nicht nur den Laststrom, sondern auch den Fehlerstrom unterbrechen können, und werden häufig im Netz und in der Verteilung von Stromempfangsanlagen eingesetzt.
Lasttrennschalter können Lastströme öffnen und schließen, aber keine Kurzschlussstörströme unterbrechen. Sie werden in der Regel in Kombination mit strombegrenzenden Sicherungen eingesetzt, um die oberen Stromkreise vor Störströmen zu schützen.
Anwendungen von Lasttrennschaltern
Lasttrennschalter werden häufig in Hochspannungsübertragungs- und -verteilungsstromkreisen eingesetzt. Im Folgenden werden Beispiele für den Einsatz von Lasttrennschaltern genannt:
- Induktionsleitungen in Gewerbebetrieben, die Hochspannungsstrom erhalten
- vor Transformatoren, die von Hoch- auf Niederspannung herunterschalten
- vor einem Hochspannungs-Phasenschieberkondensator
- vor einem Hochspannungsmotor
Der erste Typ wird häufig auf Masten installiert, z. B. werden Luftlastschaltgeräte verwendet; der zweite und dritte Typ wird häufig in Schaltschränken installiert, z. B. LBS; der vierte Typ wird im Allgemeinen in Fabriken und Infrastruktureinrichtungen installiert, z. B. werden elektromagnetische Vakuumschaltgeräte verwendet. Ein fünfter Typ im Allgemeinen im Stromversorgungsnetz installiert, z. B. in der Stromversorgung eines Kraftwerks.
Funktionsweise von Lasttrennschaltern
Ein typisches Beispiel für ein Lasttrennschalter ist der LBS, der aus einem Hauptkontakt, einem Betätigungsmechanismus und einer strombegrenzenden Sicherung besteht.
1. Hauptkontakte
Der Hauptkontakt ist ein Metallteil zum Einschalten und Entladen des Stroms. Der Hauptkontakt eines LBS besteht häufig aus einem Messer und einem Messerhalter, der durch Einführen des Messers in den Halter unter Spannung gesetzt wird.
Wenn der Laststrom in einem Hochspannungskreis unterbrochen wird, kommt es zu einem Phänomen, das als Lichtbogen bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um ein Phänomen, bei dem es zu elektrischen Entladungen durch feine, in der Luft schwebende Metallsplitter usw. kommt, die die Luftisolierung zerstören. Wenn dieser Lichtbogen über einen längeren Zeitraum auftritt, führt die entstehende Wärme zum Ausfall von Peripheriegeräten. Daher sind die LBS-Blattsteckdosen häufig mit einem lichtbogenlöschenden Bauteil, dem sogenannten Lichtbogenschacht, ausgestattet.
2. Antriebsmechanismus
Der Betätigungsmechanismus ist das Bauteil für den Öffnungs- und Schließvorgang. Bei der einfachsten Konstruktion ist an der Klinge ein Betätigungsgriff angebracht, der durch eine Betätigungsstange aus Isoliermaterial geöffnet und geschlossen wird. Es gibt auch motorisierte LBS, wenn z. B. eine Verriegelung erforderlich ist.
3. Strombegrenzende Sicherungen
Strombegrenzende Sicherungen sind Bauteile, die eingebaut werden, um den Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses in der nachgeschalteten Leitung zu unterbrechen. Die Sicherung enthält ein Sicherungselement und Quarzsand im Inneren der Sicherung. Im Falle eines Kurzschlusses bricht das Sicherungselement, der Quarzsand löscht den Lichtbogen und erfüllt damit seine Schutzfunktion.
Streng genommen gehören strombegrenzende Sicherungen nicht zu den Lasttrennschaltern, da sie Fehlerströme unterbrechen können, aber in den meisten Fällen werden sie zusammen eingebaut.
Arten von Lasttrennschaltern
Lasttrennschalter werden oft als LBS bezeichnet, aber es gibt verschiedene Arten von Lasttrennschaltern, darunter Luftlastschaltanlagen und Vakuumlastschaltanlagen.
1. Luftlastschalter
Lasttrennschalter sind Schalter zur Lastschaltung von Hochspannungsstromkreisen, auch PAS (Pole Air Switch) genannt. Sie werden häufig am Punkt der Verantwortungsabgrenzung zwischen dem Übertragungs- und Verteilungsunternehmen und dem Kunden installiert.
Da der PAS selbst keinen Überlast- oder Erdschlussschutz bietet, wird er häufig zusammen mit einem SOG (Storage Over Current Ground) installiert.
2. Vakuum-Lasttrennschalter
Vakuumlasttrennschalter sind Lasttrennschalter, die Lichtbögen löschen, indem sie ein Vakuum um die Kontakte herum erzeugen. Sie sind oft mit strombegrenzenden Sicherungen ausgestattet und werden auch als Hochspannungskombigeräte oder VCS (Vacuum Circuit Switch) bezeichnet.
Das Prinzip ist ähnlich wie bei den Vakuum-Leistungsschaltern, und viele Produkte werden durch elektromagnetische Spulen oder Ähnliches angetrieben. Auch wenn der Laststrom häufig ein- und ausgeschaltet wird, treten im Prinzip kaum Lichtbögen auf, und die Schmelzgeschwindigkeit der Sicherungen ist schneller als bei Leistungsschaltern, sodass sie sich für die Steuerung des Betriebs und des Abschaltens von Hochspannungsantriebsmotoren eignen.