Innenschaltgerät: Bedienung und Wartung

Überspannungsschutz

Vakuumschaltkreise weisen eine ausgezeichnete Stromunterbrechungsleistung auf. Bei der Unterbrechung induktiver Lasten kann jedoch die schnelle Änderung des Stroms hohe Überspannungen über der Induktivität erzeugen, was Beachtung verdient.

Bei der Schaltung von Motoren mit kleiner Kapazität sind die Anlaufströme relativ hoch; Maßnahmen sollten ergriffen werden, um den Einschaltstrom zu reduzieren.

Für Transformatoren variiert der Schutzbedarf je nach Ausführung. Ölgetränkte Transformatoren haben eine hohe Impulsspannungsfestigkeit und eine große Streukapazität und benötigen in der Regel keine zusätzlichen Schutzeinrichtungen. Für Trockentransformatoren mit geringerer Impulsspannungsfestigkeit oder für Ofentransformatoren, die häufig geschaltet und durch verzögerte Ströme belastet werden, wird empfohlen, Schutzeinrichtungen wie Metalloxid-Überspannungsbegrenzer, verteilte Kabelkapazitäten oder zusätzliche Parallelkondensatoren einzusetzen.

Für Vakuumschaltkreise, die in der Speiserschutzanlage eingesetzt werden, bietet die lange Leitungslänge ausreichende Streukapazität, und mehrere angeschlossene Geräte helfen, hohe Restriktionsüberspannungen zu unterdrücken. Daher sind besondere Schutzmaßnahmen in der Regel nicht erforderlich.

Für Kondensatorenbänke zeigen Feldversuche, dass die Überspannungen während der Schließvorgänge im Allgemeinen das doppelte Systemspannungsniveau nicht überschreiten. In China werden Shunt-Kondensatoren in der Regel bei Spannungen unter 60 kV eingesetzt, wobei die Isolationsstufen der Ausrüstung ausreichen, um solche Überspannungen ohne Schaden zu überstehen. Vakuumschaltkreise mit schlechter mechanischer Leistung können jedoch während des Betriebs lang andauernde Kontaktschwingungen aufweisen, was zu hohen Überspannungen führt – ein Phänomen, das sowohl in chinesischen als auch internationalen Tests beobachtet wurde und daher Beachtung verdient.

Strenge Kontrolle der Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten

Wenn die Schließgeschwindigkeit eines Vakuumschaltkreises zu niedrig ist, erhöht sich die Vorflammszeit, was die Kontaktverschleiß beschleunigt. Darüber hinaus verwenden Vakuumschaltkreise in der Regel Kupferlöten und Hochtemperatur-Entgasungsprozesse, sodass ihre mechanische Festigkeit relativ gering und sie sensibel gegenüber Vibrationen sind. Zu hohe Schließgeschwindigkeiten können zu erheblichen mechanischen Stößen führen, die starke Kräfte auf die Faltenbalg ausüben und deren Lebensdauer verringern. Die Schließgeschwindigkeit von Vakuumschaltkreisen liegt in der Regel zwischen 0,6 und 2 m/s, wobei der optimale Wert von der spezifischen Ausführung abhängt.

Während der Unterbrechung ist die Bogenzeit sehr kurz – in der Regel weniger als 1,5 Netzfrequenzhalbwellen. Um eine ausreichende dielektrische Festigkeit beim ersten Stromnullpunkt sicherzustellen, wird im Allgemeinen verlangt, dass die Kontaktabstand innerhalb der ersten Halbwelle 50%–80% des Gesamtstrokes erreicht. Daher muss die Öffnungsgeschwindigkeit streng kontrolliert werden.

Darüber hinaus sollten Dämpfer sowohl für das Öffnen als auch für das Schließen gute Leistungsmerkmale aufweisen, um den mechanischen Einfluss während des Betriebs zu minimieren und damit die Lebensdauer des Vakuumschaltkreises zu verlängern.

Strenge Kontrolle des Kontaktabstands

Es ist falsch anzunehmen, dass ein größerer Kontaktabstand dem Bogenlöschen zugutekommt und den Kontaktabstand willkürlich zu erhöhen. Vakuumschaltkreise haben relativ kurze Kontaktstöße. Für Nennspannungen von 10–15 kV beträgt der typische Kontaktabstand nur 8–12 mm, wobei der Überhub 2–3 mm beträgt. Eine zu starke Erhöhung des Kontaktabstands kann nach dem Schließen zu einem unverhältnismäßig hohen Druck auf den Faltenbalg führen, was zu dessen Beschädigung und zum Verlust des Vakuums im Schaltkreis führen kann.

Strenge Kontrolle des Laststroms

Vakuumschaltkreise haben eine begrenzte Überlastfähigkeit. Da das Vakuum zwischen den Kontakten und der Gehäusewand als Wärmedämmstoff wirkt, wird die Wärme von den Kontakten und den Leiterstäben hauptsächlich durch Leitung entlang der Stäbe abgeführt. Um sicherzustellen, dass die Betriebstemperatur innerhalb zulässiger Grenzen bleibt, muss der Arbeitsstrom streng kontrolliert und unter dem Nennwert gehalten werden.

Sorgfältige Abnahmeprüfung bei der Inbetriebnahme

Obwohl Vakuumschaltkreise vor der Fabrikauslieferung gründlich getestet werden, müssen nach dem Transport und der Ortseinbau wichtige Parameter neu gemessen und überprüft werden, um mögliche Veränderungen aufgrund des Handlings oder Fehlausrichtungen zwischen dem Schaltkreis und dem Betriebsmechanismus festzustellen. Zu überprüfende Schlüsselparameter umfassen:

• Schließruck

• Öffnungssynchronisation

• Kontaktabstand (Öffnungsabstand)

• Kompressionsweg

• Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten

• Schließ- und Öffnungszeiten

• Gleichstromkontaktwiderstand

• Isolierungsstufe des Unterbrechers

• Mechanische Betriebstests

Alle Ergebnisse müssen den technischen Spezifikationen des Herstellers entsprechen, bevor der Schaltkreis in Betrieb genommen wird.

Wartungsintervalle für Vakuumschaltkreise

Wartungsintervalle sollten den etablierten Vorschriften folgen und anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst werden. Es ist ein Irrglaube, dass Vakuumschaltkreise keine Wartung erfordern. Konkrete Richtlinien umfassen:

• Führen Sie während saisonaler oder jährlicher präventiver Wartungen Netzfrequenz-Festigkeitsprüfungen an den Unterbrecherpolen durch, um die VakuuminTEGRITÄT zu bewerten.

• Nach 2.000 normalen Betriebszyklen (Anlegen/Unterbrechen von Laststrom) oder 10 Unterbrechungen des Nennkurzschlussstroms sollten alle Schrauben auf Lockerung geprüft werden. Die Wartung sollte den Herstelleranweisungen folgen. Wenn alle Parameter innerhalb zulässiger Grenzen bleiben, kann der Schaltkreis weiterhin in Betrieb bleiben.

• Wenn ein Vakuumschaltkreis 20 Jahre außer Betrieb oder in Lagerung war, sollte sein Vakuumniveau mit der vorgesehenen Methode für Vakuumschalter geprüft werden. Wenn das Vakuum den Anforderungen nicht entspricht, muss der Unterbrecher ersetzt werden.

Vakuumschalter

Der Vakuumschalter ist das Kernkomponenten eines Vakuumschaltkreises. Er verwendet Glas- oder Keramikhüllen für strukturelle Unterstützung und luftdichte Abdichtung, enthält bewegliche und feste Kontakte sowie einen Schild. Das Innere befindet sich unter hohem Vakuum, typischerweise 1,33 × 10⁻⁵ bis 1 Pa, was eine zuverlässige Bogenunterbrechung und Isolierleistung gewährleistet.

Wenn das Vakuumniveau nachlässt, verschlechtert sich die Unterbrechungsfähigkeit erheblich. Daher muss der Vakuumschalter vor äußeren Einflüssen geschützt werden – kein Klopfen, Tapping oder Anwenden von Kraft während des Handlings oder der Wartung. Legen Sie niemals Gegenstände auf den Schaltkreis, um unbeabsichtigte Erschütterungen zu vermeiden.

Hersteller führen strenge Parallelitätsprüfungen und präzise Montage durch, bevor sie ausgeliefert werden. Während der Wartung müssen alle Montageschrauben gleichmäßig festgezogen werden, um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu gewährleisten und Schäden zu vermeiden.