Lastschalter

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Lastschalter dienen in der elektrischen Energietechnik zum Einschalten und Ausschalten von Betriebsmitteln und Anlageteilen im ungestörten Zustand.[1] Das Schaltvermögen des Lastschalters wird vom Hersteller vorgegeben und liegt überwiegend in der Höhe seines Nennstromes. Motoren können mit Lastschaltern nicht geschaltet werden, da bei ihnen der Einschaltstrom ein Vielfaches des Nennstromes ist[2] so dass zu diesem Zweck Leistungsschalter verwendet werden.[3] Neben einfachen Lastschaltern gibt auch Lasttrennschalter.[4]

Grundlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Werden Stromkreise unter Last getrennt, entsteht beim Trennen im Schalter ein Lichtbogen. Die Löschung des Lichtbogens ist das Hauptproblem des Lastschalters. Hierzu werden je nach Schaltvermögen entsprechende technische Maßnahmen getroffen. Das Nenn-Einschaltvermögen und Nenn-Ausschaltvermögen liegt bei Lastschaltern etwa beim doppelten Nennstrom.[5]

Lichtbogenlöschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Lichtbogenlöschung verwendet man im Niederspannungsbereich meistens Deionkammern, welche die Trennstellen der Schaltkontakte kaminartig umfassen. Durch diese Maßnahme wird der thermische Auftrieb des Lichtbogens verstärkt. Dadurch wird der Lichtbogen verlängert und sein Spannungsbedarf erhöht, bis er abreißt. In die Lichtbogenkammer sind Löschbleche eingebaut, die den Lichtbogen entionisieren und kühlen, sodass eine Wiederentzündung nach dem Nulldurchgang des Stroms weitgehend vermieden wird. Die bei Mittel- und Hochspannungsschaltern üblichen Löschmethoden mittels Gas, Druckluft oder Flüssigkeiten werden bei Niederspannungsschaltern selten verwendet.[6]

Einsatzbereiche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verschiedene Lastschalter für Niederspannung

Lastschalter werden im Niederspannungs- und Mittelspannungsbereich eingesetzt.

Niederspannung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Klassische Lastschalter für den Niederspannungsbereich sind beispielsweise die üblichen Lichtschalter. Bei Niederspannungsschaltern überwiegt als Antrieb der Handantrieb. Die wichtigsten Kenngrößen für Niederspannungslastschalter sind:

  • Nennspannung
  • Nennstrom
  • Nennausschaltvermögen in kA (Effektivwert) bei einem bestimmten Leistungsfaktor
  • Nenneinschaltvermögen in kA (Scheitelwert)
  • Steuerspannung des Antriebs (falls elektrischer Antrieb vorhanden)[3]

Mittelspannung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Mittelspannungsbereich werden Lastschalter in Anlagen bis 30 kV eingesetzt. Manche Mittelspannungs-Lastschalter (sog. Hartgasschalter) besitzen Löschkammern aus einem Polymer: beim Ausschalten werden nach Öffnen der Hauptkontakte parallel liegende Schaltmesser aus Schaltkontakten in den Löschkammern gezogen, der dabei entstehende Lichtbogen erhitzt das Innere der Löschkammer, verdampft einen kleinen Teil des Materials und die entstandenen Gase löschen den Lichtbogen.

Andere Lastschalter (SF6-Schalter oder Gasdruckschalter, GIS-gas insulated switch) befinden sich in einem hermetisch abgeschlossenen, mit Schwefelhexafluorid gefüllten Kessel, hierbei wird der Lichtbogen durch dieses Gas gelöscht. Der Lichtbogen kann bei Lastschaltern auch mit Druckluft gelöscht werden (Luftdruckschalter, AIS-air insulated switch), z. B. zu finden auf Elektrolokomotiven. AIS sind größer, material- und energieintensiver als GIS.[7]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Réne Flosdorff, Günther Hilgarth: Elektrische Energieverteilung. 4. Auflage. B.G. Teubner, 1982, ISBN 3-519-36411-5, S. 219–227.
  2. Hans-Günter Boy, Klaus Bruckert, Bernard Wessels: Die Meisterprüfung Elektrische Steuerungs und Antriebstechnik. 10. Auflage. Vogel Buchverlag, Würzburg 1995, ISBN 3-8023-1556-1.
  3. a b Theodor Schmelcher: Handbuch der Niederspannung, Projektierungshinweise für Schaltgeräte Schaltanlagen und Verteiler. 1. Auflage. Siemens Aktiengesellschaft, Berlin/ München 1982, ISBN 3-8009-1358-5.
  4. H. Happoldt, D. Oeding: Elektrische Kraftwerke und Netze. 5., völlig neubearbeitete Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1978, ISBN 978-3-662-06963-9, S. 285–286.
  5. Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. 3., neubearbeitete Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 2012, ISBN 978-3-642-21957-3.
  6. Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Elektrische Energieversorgung. 7. Auflage. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-8348-0217-0.
  7. Hans-Günter Boy, Uwe Dunkhase: Die Meisterprüfung Elektro-Installationstechnik. 12. Auflage. Vogel Buchverlag, Oldenburg/ Würzburg 2007, ISBN 978-3-8343-3079-6.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Load switches – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien