Lastschalter: Die "leichte Kavallerie" der Verteilnetze

1. Was ist ein Lasttrennschalter?

Ein Lasttrennschalter (LBS) ist ein Mittelspannungsschalter, der funktional zwischen einem Trennschalter und einem Leistungsschalter angesiedelt ist. Er kann Nennlaststrom, normalen Laststrom und spezifizierten Überlaststrom einschalten und unterbrechen, aber er kann keinen Kurzschlussstrom unterbrechen (der Kurzschlussschutz wird normalerweise durch eine Reihensicherung oder einen vorgeschalteten Leistungsschalter gewährleistet).

Einfach ausgedrückt: Ein Trennschalter kann nur im lastfreien Zustand betätigt werden, und ein Leistungsschalter kann Fehlerströme unterbrechen, ist aber sehr kostspielig. Der Lasttrennschalter schließt diese Lücke – er schaltet häufig unter Last, und das zu einem Bruchteil des Preises eines Leistungsschalters.

2. Funktionsweise

Die zentrale Herausforderung besteht darin, den beim Trennen der Kontakte unter Last entstehenden Lichtbogen sicher zu löschen. Egal wie schnell sich die Kontakte öffnen, das Ziehen eines Lichtbogens ist beim Lastschalten unvermeidbar. Die Lichtbogenlöschfähigkeit definiert daher die Leistungsgrenze des Schalters.

Gängige Lichtbogenlöschverfahren:

• Luft: einfach, aber begrenztes Ausschaltvermögen und kurze Lebensdauer;
• Vakuum: starke Unterbrechung in einer Vakuumkammer, gut für häufige Betätigungen geeignet, aber kostspieliger;
• Gas (SF₆ und seine Ersatzstoffe): gasdichter Tank mit hoher dielektrischer Festigkeit und Lichtbogenlöschfähigkeit, der Isolierung und Unterbrechung auf kompakter Grundfläche kombiniert – die heutige Standardlösung für Ringschlusszellen und Kabelabzweigschränke.

3. Haupttypen

Das integrierte Dreipositionsdesign (geschlossen—offen—geerdet) ist heute Standard: Der Erdungsschalter ist in denselben Tank wie der Lastschalter integriert, mit einer mechanischen Verriegelung, die ein "Erden unter Spannung" grundsätzlich verhindert — unerlässlich für kompakte RMUs.

4. Lastschalter vs. Trennschalter vs. Leistungsschalter

Kurz gesagt: überall dort, wo Lastschaltung erforderlich ist, aber keine Kurzschlussunterbrechung, ist ein Lasttrennschalter das richtige Werkzeug.

5. Wichtige Parameter auf einen Blick

Neben Nennspannung, Strom und Frequenz ist Folgendes zu beachten:

• Nennausschaltstrom: Last-/Schleifenstrom, der sicher unterbrochen werden kann;
• Nenn-Kurzzeitstrom (z. B. 25 kA/2 s): thermische Belastbarkeit im Fehlerfall;
• Nenn-Kurzschluss-Einschaltstrom (Scheitelwert): dynamische Belastbarkeit beim Einschalten in einen Fehler;
• Übergabestrom: der Koordinierungspunkt zwischen Lastschalter und Sicherung in einer Lasttrennschalter-Sicherungs-Kombination;
• Mechanische Lebensdauer: z. B. 2.000–5.000 Schaltspiele, welche die Nutzungsdauer und Wartungsintervalle bestimmen.

6. Die Lasttrennschalter-Sicherungs-Kombination

Obwohl ein Lasttrennschalter keinen Kurzschlussstrom unterbrechen kann, bildet er in Kombination mit einer Sicherung eine wirtschaftliche Fehlerschutzeinheit: Der Lastschalter übernimmt das normale Lastschalten, während die Sicherung bei einem Kurzschluss innerhalb von Millisekunden schmilzt und über einen Schlagbolzen den dreipoligen Schalter auslöst, um Phasenausfall zu verhindern. Dieses klassische Schema wird häufig in Ringkabelschaltanlagen, Kabelabzweigschränken und im Transformatorschutz eingesetzt.

7. Der Öko-Trend: Zwei Wege zur SF₆-Freiheit

Warum sofortiges Handeln erforderlich ist

SF₆ bietet eine nahezu perfekte Isolierung und Ausschaltung, gehört jedoch zu den wirksamsten Treibhausgasen – GWP ~23.500× CO₂ und eine atmosphärische Lebensdauer von 3.200 Jahren. Die Regulierung verschärft sich rapide:

• Die EU stellt ab 2026 neue SF₆-Installationen für Mittelspannungsanlagen (≤24 kV) schrittweise ein und weitet dies ab 2032 weiter aus;
• 3M hat Ende 2025 die Produktion von Novec 4710 eingestellt (der Hauptbestandteil von g3-Gas), was g3-abhängige Geräte einem Lieferkettenrisiko aussetzt.

Zwei Hauptwege

Weg 1: Öko-Gas (g3-Typ) – nahtlose Leistung, aber immer noch fluoriert g3 ist ein Gemisch aus Fluornitril (C4-FN) und CO₂, das eine Ausschalt- und Isolationsleistung bietet, die vollständig äquivalent zu SF₆ ist, mit identischem Platzbedarf und identischen Nennwerten – ein echter Drop-in-Ersatz. Es enthält jedoch Fluor und fällt unter PFAS-Substanzen, was sowohl zu regulatorischer Prüfung durch die EU als auch zu Unsicherheiten in der Lieferkette führt.

Weg 2: Fluorfrei (Vakuum + Luft / Stickstoff / CO₂) – der aktuelle Mainstream Ein Vakuumschaltrohr übernimmt die Ausschaltung, während Luft, Stickstoff oder CO₂ rein zur Isolierung verwendet werden. Diese natürlichen Gase haben ein GWP nahe null und enthalten überhaupt keine PFAS. Die Technologie ist auf Mittelspannungsebene ausgereift, mit einem Platzbedarf, der mit SF₆-Anlagen vergleichbar ist, was sie zur ersten Wahl für neue Projekte macht – insbesondere in der EU.

Vergleich der Wege

Rockwells "Dual-Route"-Vorteil

• g3-Route: RLS-Serie Innenraum-g3-Lasttrennschalter (12/24/36kV, 630/800A, Kurzzeitfestigkeit bis 50kA/2s) — nahtlose, platzneutrale Ersatzlösungen für bestehende SF₆-Anlagen und platzbeschränkte Projekte;
• Fluorfreie Route: Reinluft/Stickstoff-isolierte SF₆-freie RMU (24kV) und 12–38,5kV wartungsfreie Luft/Stickstoff-RMU — Vakuumunterbrechung mit GWP≈0 und keine PFAS, direkte Erfüllung der EU- und anderer strenger kohlenstoffarmer Marktanforderungen.

Auswahlberatung: Für EU-Projekte oder strenge CO2-Fußabdruck-Vorschriften bevorzugen Sie die fluorfreie Luft/Stickstoff-Route; für die Nachrüstung bestehender SF₆-Anlagen, bei denen Platzbedarf und Betriebsgewohnheiten unverändert bleiben müssen, eignet sich die g3-Route am besten. Rockwill liefert beide Optionen – sodass Kunden nie auf ein einzelnes politisches Ergebnis festgelegt sind.

8. Typische Anwendungen

• Urbane RMUs / Ringmain-Schaltanlagen: häufiges Lastschalten auf engstem Raum;
• Kabelabzweigschränke, Kompakt-Stationen: kompaktes Dreipositions-Design spart Platz; verriegelte Erdung sorgt für sichere Wartung;
• PV-/Wind-Neue-Energie-Anlagen: verlustarme, kohlenstoffarme Öko-Schalter entsprechen den Netto-Null-Zielen;
• Industieparks, Rechenzentren, große öffentliche Gebäude: hochzuverlässige, wartungsarme Knotenpunkte;
• Hochgebirgs- und Kältegebiete: abgedichteter Tank plus verflüssigungsbeständiges Gasgemisch gewährleistet stabilen Betrieb unter rauen Bedingungen.

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• Web: www.rockwill.com

Bearbeitet von: Dyson