Welche Kriterien sind für die Auswahl eines elektrischen Schalters maßgeblich

Kriterien für die Auswahl von elektrischen Schaltgeräten

Die Wahl des richtigen elektrischen Schaltgeräts ist entscheidend, um die sichere und zuverlässige Betriebsführung von Stromsystemen sicherzustellen. Bei der Auswahl eines Schaltgeräts müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass seine Leistung den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Einsatzes entspricht. Im Folgenden finden Sie die Hauptkriterien für die Auswahl eines elektrischen Schaltgeräts:

1. Nennspannung

• Definition: Die Nennspannung eines Schaltgeräts ist die maximale Spannung, bei der es sicher betrieben werden kann. Diese wird in Regel in niedrige Spannung (LV), mittlere Spannung (MV) und hohe Spannung (HV) eingeteilt.

• Auswahlüberlegung: Die Nennspannung des Schaltgeräts muss gleich oder höher als die Nennspannung des Systems sein. Wenn die Nennspannung des Schaltgeräts niedriger ist als die Systemspannung, kann dies zu Isolierungsfehlern führen und das Risiko von Störungen erhöhen.

2. Nennstrom (In)

• Definition: Der Nennstrom ist der maximale Strom, den ein Schaltgerät unter normalen Betriebsbedingungen kontinuierlich übertragen kann.

• Auswahlüberlegung: Der Nennstrom des Schaltgeräts sollte auf der maximalen kontinuierlichen Arbeitsstromstärke des Systems basieren. In der Regel sollte der Nennstrom des Schaltgeräts leicht höher als der maximale Laststrom des Systems sein, um einen Sicherheitspuffer zu bieten und Überlastungen zu vermeiden.

3. Kurzschlussunterbrechungsleistung (Icn)

• Definition: Die Kurzschlussunterbrechungsleistung ist der maximale Strom, den ein Schaltgerät während eines Kurzschlusses sicher unterbrechen kann. Dies ist eine kritische Maßzahl für den Schutzfunktion des Geräts.

• Auswahlüberlegung: Die Kurzschlussunterbrechungsleistung des Schaltgeräts muss größer oder gleich dem erwarteten maximalen Kurzschlussstrom im System sein. Der Kurzschlussstrom des Systems kann durch Kurzschlusserrechnungen oder mit Hilfe von Kurzschlussanalyse-Software bestimmt werden.

4. Übergangswiederherstellungs-Spannung (TRV)

• Definition: Die Übergangswiederherstellungs-Spannung bezieht sich auf die Spannung, die über den Kontakten des Schaltgeräts liegt, nachdem es einen Fehlerstrom unterbrochen hat. Die Steigerungsrate und der Spitzenwert der TRV beeinflussen signifikant die Wiederherstellungsfähigkeit der Isolation des Schaltgeräts.

• Auswahlüberlegung: Das Schaltgerät muss in der Lage sein, die maximale Übergangswiederherstellungs-Spannung im System zu überstehen. Für Anwendungen mit hoher TRV, wie z.B. die Schaltung induktiver Lasten, sollte ein Schaltgerät mit schneller Wiederherstellungsfähigkeit, wie ein Vakuumschaltgerät, gewählt werden.

5. Betriebshäufigkeit

• Definition: Die Betriebshäufigkeit bezieht sich auf die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge, die ein Schaltgerät unter normalen Betriebsbedingungen ausführen kann. Häufige Operationen können den Verschleiß beschleunigen und die Lebensdauer des Geräts beeinträchtigen.

• Auswahlüberlegung: Für Anwendungen, die häufige Operationen erfordern (wie zum Beispiel das Starten von Motoren oder das Schalten von Kondensatorbänken), sollte ein Schaltgerät mit einer höheren Betriebshäufigkeit ausgewählt werden. Zusätzliche Geräte wie Vorwiderstände oder Dämpfungsschaltungen können auch verwendet werden, um den Betriebsstress zu reduzieren.

6. Umgebungsbedingungen

• Temperatur: Der Temperaturbereich, in dem das Schaltgerät betrieben werden kann, muss mit den Klimabedingungen am Installationsort kompatibel sein. Extreme Temperaturen können die Leistung und die Lebensdauer des Schaltgeräts beeinträchtigen.

• Feuchtigkeit und korrosive Gase: In feuchten oder korrosiven Umgebungen sollte ein Schaltgerät mit Feuchtigkeits- und Korrosionsschutz gewählt oder zusätzliche Schutzmaßnahmen implementiert werden.

• Vibration und Stoß: In Umgebungen mit erheblicher Vibration (wie in Industrieanlagen oder Eisenbahnfahrzeugen) sollte ein Schaltgerät mit anti-vibrationsfähigem Design ausgewählt werden, um Stabilität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

7. Schutzmerkmale

• Ausschaltkurve: Die Ausschaltkurve eines Schaltgeräts bestimmt die Reaktionszeit auf verschiedene Strompegel. Gängige Typen sind thermomagnetisch und elektronisch. Thermomagnetische Ausschaltgeräte eignen sich für Überlast- und Kurzschutz, während elektronische Ausschaltgeräte präzisere Schutzmerkmale bieten.

• Selektiver Schutz: Um sicherzustellen, dass Störungen nur den minimalen Bereich an Ausrüstung betreffen, sollten Schaltgeräte selektive Schutzfunktionen haben. Durch die korrekte Konfiguration der Ausschaltkurven von ober- und untergeordneten Schaltgeräten können Störungen genau lokalisiert und isoliert werden, um weitreichende Ausfälle zu vermeiden.

8. Installationsmethode

• Fest installiert vs. Schubladentyp: Fest installierte Schaltgeräte werden direkt in Schaltanlagen eingebaut, während Schubladentypen über eine Schubladenvorrichtung leicht gewartet und ersetzt werden können. Schubladentypen eignen sich besser für Anwendungen, die häufige Wartung oder Ersatz erfordern.

• Außeninstallation vs. Inneninstallation: Außengebaute Schaltgeräte müssen wasserdicht und staubdicht sein, während innengebaute Schaltgeräte nach spezifischen Umweltanforderungen gestaltet werden können.

9. Kosten und Wartung

• Anschaffungskosten: Verschiedene Arten von Schaltgeräten (wie Vakuum, SF6 und Luft) unterscheiden sich in ihren Preisen. Beim Auswählen eines Schaltgeräts ist es wichtig, zwischen Budgetbeschränkungen und Leistungsanforderungen abzuwägen, um die kosteneffizienteste Option zu wählen.

• Wartungskosten: Einige Schaltgeräte erfordern regelmäßige Wartung (z.B. SF6-Schaltgeräte benötigen Gasnachfüllung), während andere (wie Vakuumschaltgeräte) fast wartungsfrei sind. Wartungskosten sind ein wichtiger Faktor im Auswahlprozess.

10. Zertifizierung und Normen

• Internationale Normen: Schaltgeräte sollten den relevanten internationalen Normen entsprechen, wie IEC 60947 (für Niederspannungsschalt- und Steuergeräte) oder IEC 62271 (für Hochspannungsschalt- und Steuergeräte). Diese Normen garantieren Produktqualität und Sicherheit.

• Nationale oder regionale Normen: Abhängig von lokalen Vorschriften müssen Schaltgeräte auch nationalen oder regionalen Zertifizierungsstandards entsprechen, wie Chinas GB-Standards oder Europas CE-Kennzeichnung.

11. Spezielle Anwendungsanforderungen

• Gleichstromsysteme: Bei Gleichstromsystemen muss bei der Auswahl von Schaltgeräten besondere Aufmerksamkeit darauf gelegt werden, da das Löschen eines Gleichstrombogens schwieriger ist als das eines Wechselstrombogens. Schaltgeräte, die speziell für Gleichstromanwendungen entwickelt wurden, sollten gewählt werden.

• Erneuerbare Energiesysteme: In Solarenergie-, Windenergie- und anderen erneuerbaren Energiesystemen müssen Schaltgeräte sich an fluktuierende Energiequellen anpassen und rasche Reaktion und hohe Zuverlässigkeit bieten.

• Maritime und Luftfahrtanwendungen: In maritimen und luftfahrttechnischen Umgebungen müssen Schaltgeräte speziellen Umweltanforderungen entsprechen, wie Vibrationssicherheit, Stoßfestigkeit und leichte Bauweise.

Zusammenfassung

Die Auswahl des geeigneten elektrischen Schaltgeräts erfordert eine umfassende Bewertung mehrerer Faktoren, einschließlich Nennspannung, Nennstrom, Kurzschlussunterbrechungsleistung, Übergangswiederherstellungs-Spannung, Betriebshäufigkeit, Umgebungsbedingungen, Schutzmerkmale, Installationsmethode, Kosten und Wartung, Zertifizierungsstandards und spezielle Anwendungsanforderungen. Durch eine sorgfältige Bewertung dieser Kriterien können Sie sicherstellen, dass das ausgewählte Schaltgerät nicht nur den aktuellen Anforderungen entspricht, sondern auch langfristig stabile Betriebsführung bietet und die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Stromsystems gewährleistet.