Lasttrennschalter: Zweck, Aufbau, Besonderheiten bei Auswahl und Montage

Um ein unter Spannung stehendes Teilstück des Stromnetzes zu reparieren oder Geräte auszutauschen, muss die Stromzufuhr unterbrochen werden. Dabei hilft ein Lastschalter. Er trennt den stromführenden Stromkreis korrekt und löscht dank der Lichtbogenlöscheinrichtung den beim Öffnen der Kontakte entstehenden elektrischen Lichtbogen.

In dem vorliegenden Artikel werden die Arten und Funktionsprinzipien der Geräte, die die Sicherheit der Anlagen und die Sicherheit der nachfolgenden Arbeiten gewährleisten, detailliert beschrieben. Es werden die technischen Eigenschaften der im Haushalt gefragten Modelle aufgeführt. Es werden Empfehlungen zur Auswahl und Nutzung der Schutzvorrichtung gegeben.

Detaillierte Beschreibung des Geräts

Ein Lastschalter ist ein fortschrittliches Schaltgerät, das mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung und einem Antrieb zur automatischen oder manuellen Steuerung ausgestattet ist.

Er dient zum mechanischen Öffnen/Schließen einer Gruppe von Kontakten in einem unter Last stehenden Abschnitt eines Wechselstromkreises. Geeignet zum Schalten von Nieder- und Hochspannungskreisen unter Betriebslast.

Die Ausschaltgeräte verfügen über einen verlängerten Griff. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen –40 – +50 °C. Die Rillen an den Kontaktklemmen reduzieren Wärmeverluste und erhöhen die mechanische Stabilität der Verbindung.

Wird bei Kurzschluss nicht verwendet, da es zum Löschen von Lichtbögen geringer Leistung und zum Abschalten der Nennlast entwickelt wurde.

In Produktionshallen und Betrieben mit großer Fläche werden in der Regel Eigenlöschgas-Lastschalter installiert. Diese Elemente sind einfach zu bedienen und können auch von Personal mit geringer Qualifikation leicht repariert werden.

Gehört zur Klasse der Hochspannungsgeräte und wird in der Regel in elektrischen Anlagen installiert, die unter Spannungen von 6-10 Kilovolt betrieben werden und nicht über ein automatisches System zum Schutz vor Kurzschluss verfügen.

Das Gerät ist mit verstärkten Kontakten ausgestattet, die eine verlängerte Lebensdauer haben, die deutlich über die Betriebsdauer von Kontaktverbindungen bei einfachen Schaltern hinausgeht. Dies ermöglicht, die unter Last stehende Leitung absolut sicher stromlos zu schalten und alle notwendigen Maßnahmen durchzuführen.

Einzelne fortschrittliche Lastabschaltmodule sind mit einem speziellen Sichtfenster ausgestattet. Durch dieses kann deutlich erkannt werden, in welchem Zustand – geschlossen oder geöffnet – sich die Kontakte des Trennschalters zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden.

Die Vorrichtung zum Abschalten der Last besteht aus einem stabilen Schweißrahmen, der mit einer speziellen Welle versehen ist. Auf diesem sind 6 Stützisolatoren angebracht.

An den drei unteren Teilen werden die Kontaktmesser gelenkig befestigt, während an den oberen Elementen die Haupt- und Lichtbogenlöschkontakte gehalten werden. Isolierstangen übertragen die Bewegung von den Wellenhebelelementen korrekt direkt auf die Kontaktmesser.

Das Aggregat ist mit Ausschaltfedern ausgestattet, die an den Wellenenden angeschweißt sind. Diese ermöglichen es, den Schalter mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu deaktivieren, nachdem der Mechanismus der freien Auslösung des Leiters freigegeben wurde.

Die für die Lichtbogenlöschung zuständigen Kontakte öffnen sich in speziellen Lichtbogenlöschkammern aus Phenolharz. Dieses Material weist eine hohe mechanische und Korrosionsbeständigkeit auf, zeigt eine außergewöhnliche Festigkeit und verfügt über beispiellos hohe elektrische Isoliereigenschaften.

Die in den Kammern befindlichen Inneneinsätze bestehen aus glasfaserverstärktem Polyamid, das sich durch eine dichte Struktur und Schlagfestigkeit auszeichnet. Die bogenförmige Gestalt der Kammern und Einsätze ermöglicht es den beweglichen Lichtbogenlöschkontakten, leicht und ohne Widerstand einzudringen.

Geräte zum Abschalten der Last in elektrischen Netzen werden verwendet, um die Spannungsversorgung in Umspannwerken zu unterbrechen/wiederaufzunehmen, die für die Verteilung von elektrischer Energie in städtischen und ländlichen Gebieten zuständig sind.

Bei der Aktivierung des Geräts schließen zunächst die Lichtbogenlöschkontakte, und danach schließen die Messer die Hauptkontakte. Im Moment des Ausschaltens geschieht alles umgekehrt: Zuerst öffnen sich die Hauptkontakte und erst danach die Lichtbogenlöschkontakte.

Die Montage einer tragbaren Erdung an die Spannungsabschaltvorrichtung gewährleistet die Netzwerksicherheit und ermöglicht es, ohne Risiko jegliche geplanten oder Reparaturarbeiten an der elektrischen Anlage und der Ausrüstung durchzuführen.

Im inaktiven Zustand erzeugt der bewegliche Lichtbogenlöschkontakt einen deutlich sichtbaren Luftspalt zur Lichtbogenlöschkammer, genau wie bei einem traditionellen Trennschalter. Unmittelbar im Moment des Ausschaltens entsteht ein Lichtbogen zwischen den Lichtbogenlöschkontakten.

Unter Einwirkung der hohen Lichtbogentemperatur setzt eine Einlage aus glasgefülltem Polyamid spezifische Gase frei. Dieser in der Kammer entstehende Strom löscht den Lichtbogen und gewährleistet so die weitere Sicherheit für die Arbeit mit dem Stromkreis und den elektrischen Betriebsmitteln.

Die Elemente, die für das Ein-/Ausschalten der Last verantwortlich sind, unterscheiden sich in folgenden technischen Merkmalen:

• Befestigungsart;
• Nennstromniveau;
• Grundausstattung;
• Vorhandensein und Anzahl der Zusatzfunktionen;
• Konstruktionsmerkmale des Moduls;
• Nennspannung.

Die meisten Haushaltsschalter werden im Gegensatz zu industriellen Geräten manuell bedient und schalten einen Stromfluss von nicht mehr als 100 Ampere aus. Um eine Überhitzung der Kontakte während des Betriebs und bei möglicher Überlast zu vermeiden, wird das Gerät so gewählt, dass sein Nennstrom den Gesamtstrom der Verbraucherlasten unbedingt übersteigt.

Das für die Lastabschaltung bestimmte Gerät trägt die Buchstabenkennzeichnung VN und einen breiteren Betätigungsgriff. Diese Merkmale dienen dem Kunden als Orientierung und verhindern, dass er das Aggregat mit einem anderen äußerlich ähnlichen Gerät – dem Leitungsschutzschalter – verwechselt.

Im Gegensatz zum klassischen Leitungsschutzschalter ist der Lasttrennschalter mit verstärkten Kontakten ausgestattet, die einen Dauerbetrieb aushalten.

Die erhöhte Zuverlässigkeit des Moduls wird durch folgende Punkte gewährleistet:

• automatische Verriegelung des Betätigungsgriffs gegen unbeabsichtigtes Einschalten;
• Vorhandensein von Sichtfenstern, die eine visuelle Überprüfung des Kontakttrennens ermöglichen und eine Kontrolle in allen Betriebsphasen erlauben;
• doppelte Unterbrechung der Kontaktketten, die eine vollständige Abschaltung der Spannungsversorgung gewährleistet und die Sicherheit aller durchgeführten Wartungs- und Reparaturmaßnahmen garantiert.

Alle diese Merkmale machen die Lasttrennschalter sehr nützlich im Einsatz und veranlassen den Kunden, solche Geräte zu kaufen und in das elektrische System zu integrieren, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Klassifikation der Schaltmodule

Die für die Lastabschaltung im Stromnetz verantwortlichen Produkte werden in mehreren verschiedenen Ausführungen hergestellt. Die Klassifizierung erfolgt nach der Methode der Lichtbogenlöschung, die beim Abschalten der Last entsteht, und nach dem Typ der Lichtbogenlöschkammer.

Der Lasttrennschalter vom Autogastyp wird am häufigsten in Schaltanlagen, Serviceräumen und Umspannwerken installiert. Der Betätigungsantrieb im Modul kann manuell oder elektrisch sein.

Die auf dem Markt für elektrische Betriebsmittel tätigen Hersteller bieten Lasttrennschalter der folgenden Typen an:

• Eigen-Gas-Typ – Die Wände der Kammer erwärmen sich unter Einwirkung des Lichtbogens und geben ein spezielles Gas ab, das den Lichtbogen löscht.
• Vakuum- – bei Vakuumschaltern werden die Eigenschaften eines Mediums genutzt, in dem sich kein elektrischer Lichtbogen ausbreitet;
• Elektromagnetische – elektromagnetische Relais wirken mit einem elektromagnetischen Feld auf den Lichtbogen ein und ändern auf diese Weise seine Richtung;
• Autopneumatische – löschen den Lichtbogen durch Kompression der in der Kammer befindlichen Luft mittels eines kräftigen Federelements;
• SF6- – der Innenraum der Löschkammer von SF6-Schaltern ist mit einem elektrotechnischen Gas gefüllt, das aus Schwefelhexafluorid besteht. Dieses farblose, schwere Element ist sechsmal schwerer als Luft und löscht den bei der Trennung des Kontakts entstehenden Lichtbogen sehr schnell.

Autogasanlagen sind heute am weitesten verbreitet und am gefragtesten. Doch die Vakuumaggregate, die von Fachleuten als die vielversprechendsten, fortschrittlichsten, effektivsten und zuverlässigsten Spannungsschalter angesehen werden, sind ihnen dicht auf den Fersen.

Bei Vakuumschaltern sind die Löschkammern mit einer zusätzlichen zuverlässigen Isolierung ausgestattet. Dadurch sind ihre Lebensdauer und Beständigkeit gegen Betriebsverschleiß deutlich höher als bei autogasbetriebenen Analoga.

Die direkte Steuerung der Geräte erfolgt über einen handbetätigten Hebelantrieb, der mit einem eingebauten Elektromagneten ausgestattet ist, der eine Fernabschaltung ermöglicht.

Neben den oben beschriebenen Parametern unterscheiden sich Lastschalter durch die Anzahl der Kontaktpole. Heute werden auf dem Markt ein-, zwei- und dreipolige Module angeboten, die für die korrekte Abschaltung der Last im Stromversorgungssystem ausgelegt sind.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Konstruktion des Stellglieds.

Dieses Bauteil kann sein:

• elektromagnetisch;
• thermisch;
• halbleiterbasiert;
• kombiniert.

Das letzte Merkmal betrifft das Installationsprinzip des Moduls. Es kann ausziehbar, stationär oder feststehend sein. Die Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von der Lage des Stromnetzes und den äußeren Wetterbedingungen am Aufstellungsort.

Technische Eigenschaften des Geräts

Geräte, die die Last durch Unterbrechung des Stromkreises abschalten, verfügen über verschiedene technische Eigenschaften. Alle sind von Bedeutung und werden bei der Auswahl des geeigneten Geräts und dessen anschließender Montage ausschlaggebend.

Der Wert der Nennspannung gibt die Betriebsspannung des elektrotechnischen Geräts an, für die es vom Hersteller ausgelegt ist.

Der maximale Wert der Betriebsspannung gibt die höchstmögliche zulässige Spannung an, bei der der Schalter ohne Beeinträchtigung seiner Funktionsfähigkeit im Normalbetrieb arbeiten kann. Normalerweise übersteigt dieser Wert die Nennspannung um 5-20 %.

Der elektrische Stromfluss, bei dem der Erwärmungsgrad der Isolierbeschichtung und der stromführenden Teile den normalen Betrieb des Systems nicht beeinträchtigt und von allen Komponenten unbegrenzt ausgehalten werden kann, wird als Bemessungsstrom bezeichnet. Sein Wert muss bei der Auswahl und dem Kauf eines Lastschalters unbedingt berücksichtigt werden.

Die Größe des zulässigen Grenzstroms zeigt, welche Menge an Strom, der im Kurzschlussfall durch das Netz fließt, der in der Anlage installierte Lastschalter aushalten kann.

Der Strom der elektrodynamischen Festigkeit spiegelt die Höhe des Kurzschlussstroms wider, der, wenn er während der ersten Perioden auf das Gerät einwirkt, keine negativen Auswirkungen auf es hat und es mechanisch nicht beschädigt.

Der Strom der thermischen Festigkeit bestimmt den Grenzstrom, dessen Erwärmungswirkung über einen bestimmten Zeitraum den Lastschalter nicht außer Betrieb setzt.

Auch die technische Ausführung des Antriebs und die physikalischen Parameter der Geräte, die die Gesamtgröße und das Gewicht der Vorrichtung bestimmen, sind sehr wichtig. Anhand dieser kann man erkennen, wo die Apparate am besten platziert werden, damit sie korrekt arbeiten und die gestellten Aufgaben zuverlässig erfüllen.

Zu den unbestrittenen positiven Eigenschaften der Geräte, die für die Abschaltung der Last zuständig sind, gehören die folgenden Punkte:

• Einfachheit und Kostengünstigkeit in der Herstellung;
• elementare Bedienungsweise;
• sehr niedrige Kosten des Endprodukts im Vergleich zu anderen Schalterarten;
• Möglichkeit der komfortablen Aktivierung/Deaktivierung von Bemessungsstrom der Lasten;
• sichtbarer Kontaktabstand, der die vollständige Sicherheit aller Arbeiten an den abgehenden Leitungen gewährleistet (kein Einbau eines zusätzlichen Trennschalters erforderlich);
• günstiger Überstromschutz durch Sicherungen, die in der Regel mit Quarzsand gefüllt sind (Typ PKT, PK, PT).

Zu den Nachteilen aller Schaltertypen wird am häufigsten die Fähigkeit genannt, nur Bemessungsleistungen zu schalten, ohne dabei mit Strömen im Störungsfall zu arbeiten.

Trotz der Kostengünstigkeit in Anschaffung und Wartung gelten Autogas-Module als veraltet und werden bei planmäßiger Wartung oder während der Rekonstruktion von Netzen und Umspannwerken gezielt durch modernere Vakuumelemente ersetzt.

Autogas-Modulen wird in der Regel eine begrenzte Lebensdauer vorgeworfen, die durch allmähliches Ausbrennen der inneren Teile, die die Gasbildung in der Lichtbogenlöschkammer erzeugen, bedingt ist.

Dieser Punkt ist jedoch durchaus lösbar, und zwar mit geringen Mitteln, da die gaserzeugenden Elemente und die für die Lichtbogenlöschung vorgesehenen Gegenkontakte sehr kostengünstig sind und sich leicht austauschen lassen, und zwar nicht nur von Fachleuten, sondern auch von gering qualifizierten Arbeitern.

Was ist bei der Auswahl zu beachten?

Wenn Sie den Kauf eines Lastschalters planen, sollten Sie bedenken, dass das Gerät in erster Linie nicht zum Schutz von Elektrogeräten, sondern zum Schutz der Leitungen vor Überhitzung, Durchbrennen und Überspannung dient.

Damit der Kauf richtig ist und das Gerät die gestellten Aufgaben erfüllt, müssen Sie vorher unbedingt den Querschnitt des in die Wohnungs- oder Hausverteilung eingehenden Kabels und den Stromwert ermitteln, für den es ausgelegt ist.

Vakuummodule werden immer beliebter. Sie haben kleine Außenmaße und eignen sich dadurch gut zum Einbau in verschiedene Arten von Verteilerdosen.

Wenn diese Information vorliegt, wird sie mit den Werksdaten des Lastschalters verglichen. Der Auslösestrom des Geräts sollte etwas niedriger sein als der maximal zulässige Strom für die Leitung.

Vakuum-Lastschalter sind eine fortschrittliche Art von elektrischem Zubehör. Sie erhöhen das grundlegende Sicherheitsniveau des Systems erheblich, erzeugen keine Verbrennungsprodukte und geben diese nicht an die Atmosphäre ab.

Wenn die Kapazität des Kabels wesentlich höher ist als der Laststrom, wird der Kauf eines automatischen Lastmoduls in Betracht gezogen.

Um die erforderlichen Parameter des Geräts zu bestimmen, addieren Sie zunächst die Leistung aller elektrischen Geräte im Wohnraum. Zur erhaltenen Summe werden 5 bis 15 % als Reserve hinzugefügt, und mit der Ohmschen Formel wird der gesamte Gesamtstromverbrauch ermittelt. Anschließend kaufen Sie einen Automaten mit einem etwas höheren Auslösestrom als berechnet.

Anwendungsbereich der Schalter im Haushalt

Üblicherweise werden in Privathäusern und Wohnungen Sicherungsautomaten verwendet. Mit ihrer Hilfe werden bei Bedarf die Wohnräume stromlos geschaltet und alle notwendigen Montagearbeiten im Zusammenhang mit planmäßiger Wartung oder Reparatur elektrischer Netze durchgeführt.

Diese Geräte sind jedoch keineswegs ein Allheilmittel. Automaten dienen in erster Linie dem Schutz von Stromverbrauchern und elektrischen Leitungen vor den schädlichen Auswirkungen von Überströmen. Die Unterbrechung des Stromkreises gehört zu den sekundären Aufgaben, die diese Geräte erfüllen.

Unternehmen, die Komponenten für elektrische Systeme herstellen, geben in der Begleitdokumentation immer an, dass der Automat nicht für häufiges Schalten ausgelegt ist. Die maximale Ausschalthäufigkeit sollte 6 Mal pro Stunde nicht überschreiten.

Das regelmäßige Abschalten der Energie mit einem Automaten ist keine gute Idee. Insbesondere dann, wenn die Last nicht von der Steckdose getrennt wird. Das Modul verschleißt in diesem Fall viel schneller und verbraucht seine Betriebsressourcen in kürzerer Zeit, als in den Werksangaben vorgesehen.

Wenn das Lasttrennmodul nicht korrekt funktioniert oder ein Defekt am Gerät selbst festgestellt wird, sollten Sie das Gerät nicht zerlegen und versuchen, es zu reparieren. Es ist sinnvoller, ein neues Gerät zu kaufen und es anstelle des alten (defekten) zu installieren.

Im Inneren des Gehäuses brennen die Kontakte allmählich durch und schwärzen sich, und das Produkt selbst verliert seine Nennkapazität, erfüllt seine Aufgaben nicht mehr und fällt dann aus. In dieser Situation müssen die Eigentümer das Gerät umgehend austauschen.

Wenn Sie diesen Punkt ignorieren, wird der nächste Kurzschluss die Verkabelung beschädigen, eine Entzündung des Schutzschalters verursachen und möglicherweise sogar zu schwerwiegenderen Folgen führen.

In Gruppenverteilern wird das Lasttrennschaltgerät häufig als Eingangsschalter verwendet. Über ihn wird das Starkstromkabel, das von der Unterstation oder einem anderen Verteiler kommt, an den Verteiler angeschlossen.

Deshalb empfehlen Fachleute, für häufige Abschaltungen nicht gewöhnliche Automaten, sondern fortschrittliche und zuverlässige Lastschalter zu verwenden.

Diese Elemente erhöhen die Sicherheit von Schalttafeln, gewährleisten eine qualitativ hochwertige, unterbrechungsfreie Stromversorgung jedes Wohnraums und ermöglichen es, bei Bedarf die Kette bequem und schnell zu unterbrechen, Reparatur- und Installationsarbeiten jeder Komplexität durchzuführen und die Wohnung wieder an das allgemeine Energieversorgungssystem anzuschließen.

Die Installation eines Geräts zur Lastfreischaltung am Eingang des Verteilerkastens ermöglicht es, die Spannung am Kasten selbst abzuschalten und defekte Sicherungsautomaten korrekt auszutauschen.

Mit einem solchen Gerät lässt sich jeder Raum zum Zweck der planmäßigen Wartung oder der Durchführung notwendiger Reparaturarbeiten ganz einfach vom zentralen Stromnetz trennen. Das Gerät gewährleistet die vollständige Sicherheit des Technikers und ermöglicht die schnelle Behebung aller festgestellten Störungen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Mehr über Lastschalter – in den folgenden Videos, in denen Fachleute ihre Erfahrungen und die Feinheiten der Montage teilen.

Besonderheiten der Montage eines Lastschalters. Schritt-für-Schritt-Anleitung vom Fachmann.

Eine ausführliche und verständliche Beschreibung, Regeln für die korrekte Verwendung und den direkten Zweck des Geräts von einem professionellen Elektriker.

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Ein praktischer und zuverlässiger Lastschalter trägt zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb des Stromnetzes bei und hilft, den Stromkreis rechtzeitig an der richtigen Stelle zu unterbrechen und die aufgetretene Störung zu beheben oder ein defektes Gerät auszutauschen.

Das Vorhandensein eines Schalters gewährleistet den Schutz der Haus- oder Wohnungsverkabelung, bewahrt sie vor vorzeitigem Verschleiß und verlängert ihre Lebensdauer erheblich.

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