Was ist ein Vakuum-Leistungsschalter?
Vakuum-Leistungsschalter, auch VCBs (Vacuum Circuit Breakers) genannt, sind Geräte, die Stromkreise unterbrechen, wenn ein Fehler in Geräten oder Stromsystemen auftritt.
Vakuum-Leistungsschalter gehören zu den leistungsfähigsten Leistungsschaltern und zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, alle Ströme zu unterbrechen, einschließlich Kurzschlussströme, Lastströme und Überströme. Daher können sie Lichtbögen löschen und Stromkreise auch dann unterbrechen, wenn große Ströme von Tausenden oder Zehntausenden von Ampere plötzlich auftreten, z. B. aufgrund von Unfallströmen. Vakuum-Leistungsschalter werden häufig in großen Hochspannungs-Empfangsstationen eingesetzt und sind eine Art von Hochspannungs-Leistungsschaltern.
Anwendungen von Vakuum-Leistungsschaltern
Vakuum-Leistungsschalter werden zum Schutz von Stromkreisen gegen zufällige Ströme und zur Unterbrechung von Stromkreisen bei abnormalen Strömen eingesetzt. Es gibt viele andere Arten von Leistungsschaltern, aber Vakuum-Leistungsschalter werden häufig für hohe Ströme verwendet. Da sie nicht teuer sind, werden Vakuum-Leistungsschalter in den Schalttafeln der meisten Hochspannungs-Empfangsstationen installiert. Zu den besonderen Einbauorten gehören Umspannwerke, große Fabrikgebäude und Geschäftsräume.
Da ein Vakuum-Leistungsschalter allein keine anormalen Ströme erkennen kann, wird er in der Regel in Verbindung mit einem Überstromrelais oder einem ähnlichen Gerät eingesetzt, das Signale empfängt und den Strom automatisch unterbricht.
Funktionsweise von Vakuum-Leistungsschaltern
Vakuum-Leistungsschalter haben im Inneren eine Vakuumventilstruktur. Sein Vakuum ist recht hoch und reicht von 10-3 Pa bis 10-5 Pa. Im Inneren des Ventils sind zwei feste und zwei bewegliche Elektroden miteinander verbunden, um eine Kontaktstelle zu bilden, die getrennt wird, wenn sie ein Signal empfängt, dass eine Anomalie vorliegt.
Um den Strom zu unterbrechen, ist es lediglich erforderlich, die Kontakte im Stromkreis zu lösen, wobei jedoch ein Lichtbogen entsteht, wenn die Kontakte gelöst werden. Die Lichtbogenentladung, die durch den hohen Strom erzeugt wird, erzeugt Wärme, die heiß wird, und Funken können die Ummantelung schmelzen oder sie entzünden und die Umgebung beschädigen. Vakuum-Leistungsschalter nutzen daher ein Vakuum, um Lichtbögen zu verhindern. In einem Vakuum wird der Lichtbogen zerstreut und gelöscht. Vakuum-Leistungsschalter lassen die Elektroden im Vakuumventil los, wodurch der Lichtbogen spontan erlischt.
Vakuum-Leistungsschalter erfordern eine regelmäßige Wartung des Vakuumventilmechanismus, um sicherzustellen, dass er im Notfall nicht ausfällt. Während Sicherungen nach einmaligem Gebrauch ausgetauscht werden müssen, können Vakuum-Leistungsschalter wiederholt eingesetzt werden. Sie zeichnen sich außerdem durch einen niedrigen Geräuschpegel beim Abschalten aus.
Arten von Vakuum-Leistungsschaltern
Es gibt zwei Arten von Vakuum-Leistungsschaltern: feste und ausziehbare, je nachdem, wie sie montiert werden. Außerdem gibt es manuelle und motorisierte federbelastete Typen.
Unterschiede in der Montageart
Der feste Typ wird durch Befestigung an der Schalttafel verwendet. Je nach Einbaurichtung gibt es die N-, R- und P-Methode. Feste Typen sind kompakt, erfordern aber einen höheren Arbeitsaufwand, da sowohl die Primär- als auch die Sekundärseite zur Wartung oder im Falle einer Panne abgeschaltet werden müssen. Die ausziehbaren Typen sind mit Rädern ausgestattet, die es ermöglichen, den Teil des Vakuum-Leistungsschalters herauszuziehen, was den Anschluss an den Hauptstromkreis und die Trennung von diesem erleichtert. Der ausziehbare Typ hat also den Vorteil, dass nur die Sekundärseite abgetrennt werden muss, was die Wartung erleichtert. Sie sind jedoch teurer als feststehende Typen.
Unterschiede zwischen federbelasteten Typen
Vakuum-Leistungsschalter nutzen die Federkraft, um die Kontakte physisch zu schließen. Beim manuellen Federtyp wird die Hauptfeder durch Drehen des Griffs betätigt, um die Kraft zu speichern. Die Feder befindet sich in einem Kraftzustand. Im Gegensatz dazu wird bei der elektrischen Feder ein Motor verwendet, um die Feder elektrisch zu belasten. Elektrische Federsysteme sind oft teurer. Bei beiden Systemen bleiben die Kontakte nach dem Auslösen des Vakuum-Leistungsschalters offen und müssen durch Federspannung wiederhergestellt werden.
Sonstiges
Es gibt auch Vakuum-Leistungsschalter in Tankbauweise, bei denen ein Teil des Gasleistungsschalters ein Vakuum ist, die in noch größeren Umspannwerken eingesetzt werden.
Auswahl eines geeigneten Vakuum-Leistungsschalters
Obwohl Vakuum-Leistungsschalter sehr leistungsfähig sind, müssen der Bemessungs-Ausschaltstrom und das Bemessungs-Ausschaltvermögen, die durch das Gerät bestimmt werden, überprüft und ein Leistungsschalter so ausgewählt werden, dass der Kurzschluss-Ausschaltstrom des Stromkreises nicht überschritten wird. Ein zu hoher Kurzschlussausschaltstrom des Stromkreises kann einen Unfall verursachen. Der Kurzschlussausschaltstrom kann vom Energieversorgungsunternehmen angegeben werden oder Sie können ihn unter Berücksichtigung der Leitungsimpedanz selbst berechnen.
Sie müssen ein Modell wählen, das der Form der Schalttafel entspricht.