Die Unterschiede und Anwendungsbereiche von Leistungsschaltern, Lastschaltern und Trennschaltern
Leitungsschutzschalter, Lastschalter und Trennschalter sind unverzichtbare Komponenten elektrischer Anlagen. Obwohl die meisten Elektriker mit diesen Begriffen vertraut sind, kann es hinsichtlich ihrer Unterschiede und Anwendungsbereiche zu Verwirrung kommen. Insbesondere für Einsteiger in die Elektrotechnik können die Unterschiede zwischen diesen Geräten eine Herausforderung darstellen.
Ein Leitungsschutzschalter ist so konstruiert, dass er den Stromkreis unter normalen und abnormalen Bedingungen, einschließlich Kurzschlussbedingungen, innerhalb eines festgelegten Zeitraums schließt, leitet und unterbricht. Er ist ein wichtiges Sicherheitsbauteil, das elektrische Stromkreise vor Schäden durch Überlastung oder Kurzschluss schützt.
Ein Lastschalter befindet sich zwischen dem Leistungsschalter und dem Trennschalter. Er verfügt über eine einfache Lichtbogenlöscheinrichtung, die es ihm ermöglicht, Nennlastströme und bestimmte Überlastströme abzuschalten. Kurzschlussströme kann er jedoch nicht unterbrechen. Lastschalter werden häufig dort eingesetzt, wo ein häufiges Schalten von Lasten erforderlich ist, beispielsweise in Verteilnetzen oder Motorsteuerkreisen.
Ein Trennschalter, auch Trennschalter genannt, dient zum Unterbrechen des Stromkreises im Leerlauf. Seine Hauptaufgabe ist es, eine gut sichtbare Trennstelle zwischen Wartungsgeräten und Stromversorgung zu schaffen und so die Sicherheit des Wartungspersonals zu gewährleisten. Da Trennschalter keine speziellen Lichtbogenlöscheinrichtungen besitzen, können sie nicht zum Unterbrechen von Last- oder Kurzschlussströmen verwendet werden. Daher dürfen sie nur betätigt werden, wenn der Leistungsschalter den Stromkreis bereits getrennt hat.
Was sind also die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen drei Geräten? Leistungsschalter sind dafür ausgelegt, Stromkreise vor Überlastung und Kurzschlüssen zu schützen, Lastschalter werden zum häufigen Schalten von Lasten verwendet, und Trennschalter bieten einen sicheren Trennpunkt für Wartungszwecke.
Hinsichtlich ihrer Anwendungsbereiche werden Leistungsschalter typischerweise in Hauptverteilern oder Unterverteilern zum Schutz einzelner Stromkreise installiert. Lastschalter finden sich in Verteilnetzen, Motorsteuerkreisen oder anderen Anwendungen, in denen häufiges Lastschalten erforderlich ist. Trennschalter werden oft in Schaltanlagen, Umspannwerken oder anderen Orten eingesetzt, an denen Wartungspersonal elektrische Anlagen im Leerlaufbetrieb bearbeiten muss.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis der Unterschiede zwischen Leistungsschaltern, Lastschaltern und Trennschaltern für Elektrofachkräfte unerlässlich ist. Indem Sie sich mit deren spezifischen Eigenschaften und Anwendungsbereichen vertraut machen, können Sie den sicheren und effizienten Betrieb Ihrer elektrischen Anlagen gewährleisten.
▶ 01 Erläuterung der Begriffe Lastschalter, Trennschalter und Leistungsschalter
Lastschalter:
Funktion: Kann unter normalen Betriebsbedingungen verschiedene Ströme abschalten und unterbrechen, wie z. B. Laststrom, Erregerstrom, Ladestrom und Kondensatorbankstrom.
Anwendung: Kann allein in Schaltungen verwendet werden, die aufgrund von Spezifikationsanforderungen offensichtliche Trennpunkte erfordern.
Betriebszustand: Kann unter Last betrieben werden, d. h. es kann im eingeschalteten Zustand ein- und ausgeschaltet werden.
Trennschalter (Trennschalter):
Funktion: Sorgt im geteilten Zustand für einen Isolationsabstand zwischen den Kontakten und dient als deutliche Trennmarkierung. Im geschlossenen Zustand leitet es Strom unter normalen und anormalen Stromkreisbedingungen (z. B. Kurzschluss), ist jedoch nicht zur Unterbrechung von Fehlerströmen ausgelegt.
Anwendung: Wird häufig in Verbindung mit Leitungsschutzschaltern verwendet, um sicherzustellen, dass es einen eindeutigen Trennpunkt im Stromkreis gibt.
Betriebsbedingungen: Kann nicht unter Last betrieben werden; es kann nur geöffnet und geschlossen werden, wenn der Stromkreis nicht eingeschaltet ist.
Schutzschalter:
Funktion: Kann unter normalen und abnormalen Stromkreisbedingungen (einschließlich Kurzschlussbedingungen) innerhalb einer festgelegten Zeit Strom schalten, leiten und unterbrechen. Es dient dem Schutz von Stromkreisen vor Schäden durch Überlastung oder Kurzschluss.
Anwendung: Wird typischerweise im Hauptverteiler oder in Unterverteilern zum Schutz einzelner Stromkreise eingesetzt. Häufig wird er in Verbindung mit Trennschaltern verwendet.
Betriebsbedingungen: Kann sowohl unter normalen als auch unter anormalen Stromkreisbedingungen betrieben werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lastschalter, Trennschalter und Leistungsschalter jeweils spezifische Funktionen und Anwendungsbereiche haben. Der Lastschalter dient zum Schalten von Lasten, der Trennschalter ermöglicht eine sichere Trennung von Stromkreisen, und der Leistungsschalter schützt Stromkreise vor Beschädigung. Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend für den sicheren und effizienten Betrieb elektrischer Anlagen.
▶ 02 Typeneinführung von Lastschaltern, Trennschaltern und Leistungsschaltern
Lastschalter, Trennschalter und Leistungsschalter werden in Hoch- und Niederspannungsschalter unterteilt;
1. Für den Lastschalter:
Es gibt sechs Haupttypen von Hochspannungs-Lastschaltern:
① Hochspannungs-Lastschalter mit Feststoffgaserzeugung: Nutzt die Energie des Lichtbogens selbst, um das gaserzeugende Material in der Lichtbogenkammer zur Gaserzeugung anzuregen und so den Lichtbogen auszublasen. Seine Struktur ist relativ einfach und er eignet sich für Produkte bis 35 kV.
② Pneumatischer Hochspannungs-Lastschalter: Nutzt das Druckgas des Kolbens, um den Lichtbogen während des Schaltvorgangs auszublasen; seine Struktur ist relativ einfach und eignet sich für Produkte mit 35 kV und darunter.
③ Druckluftbetriebener Hochspannungs-Lastschalter: Nutzt Druckluft zum Löschen des Lichtbogens und kann hohe Ströme unterbrechen. Seine Struktur ist relativ komplex, und er eignet sich für Produkte ab 60 kV. ④ SF6-Hochspannungs-Lastschalter: SF6-Gas löscht den Lichtbogen. Sein Abschaltstrom ist hoch, und er bietet ein gutes Abschaltverhalten bei kapazitiven Strömen. Seine Struktur ist jedoch relativ komplex, und er eignet sich für Produkte ab 35 kV.
⑤ Ölgekühlter Hochspannungs-Lastschalter: Nutzt die Energie des Lichtbogens selbst, um das Öl um den Lichtbogen herum zu zersetzen und zu vergasen und es so zu kühlen, dass der Lichtbogen gelöscht wird. Seine Struktur ist relativ einfach, aber er ist schwer und eignet sich für Außenprodukte mit 35 kV und darunter.
⑥ Vakuum-Hochspannungs-Lastschalter: Nutzen ein Vakuummedium zur Lichtbogenlöschung, haben eine lange elektrische Lebensdauer und einen relativ hohen Preis und eignen sich für Produkte mit einer Spannung von 220 kV und darunter.
Der Niederspannungs-Lastschalter wird auch als Sicherungsschalter bezeichnet. Er eignet sich zum seltenen manuellen Ein- und Ausschalten des belasteten Stromkreises im Wechselstromnetz und kann auch zum Schutz der Leitung vor Überlast und Kurzschluss eingesetzt werden. Der Leistungsschalter wird durch den Kontaktstift vervollständigt, der Schutz vor Überlast und Kurzschluss durch die Sicherung.
2. Für Trennschalter
Hochspannungstrennschalter lassen sich je nach Installationsmethode in Außen- und Innentrennschalter unterteilen. Außentrennschalter sind witterungsbeständig und eignen sich für die Montage auf Terrassen. Je nach Aufbau ihrer Isoliersäulen unterscheidet man zwischen ein-, zwei- und dreireihigen Trennschaltern.
Der einreihige Messerschalter nutzt den vertikalen Raum direkt zur elektrischen Isolierung der Unterbrechung unter der Freileitungsschiene. Dadurch ergeben sich deutliche Vorteile hinsichtlich Platzersparnis, reduziertem Leitungsaufwand und einer besonders klaren Anzeige des Öffnungs- und Schließzustands. Bei Höchstspannungsübertragungen ist die Flächenersparnis durch den Einsatz des einreihigen Messerschalters im Umspannwerk noch deutlicher.
In Niederspannungsanlagen eignet es sich hauptsächlich für Niederspannungs-Stromverteilungssysteme, beispielsweise in Wohnhäusern und Gebäuden. Hauptfunktionen: Trennen und Verbinden von Leitungen mit Last
Hierbei ist zu beachten, dass bei der Niederspannungs-Stromverteilung der Trennschalter unter Last segmentiert werden kann! In anderen Fällen und unter hoher Belastung ist dies nicht zulässig!
3. Für Leistungsschalter
Hochspannungs-Leistungsschalter sind die wichtigsten Leistungssteuereinrichtungen in Kraftwerken, Umspannwerken und Stromverteilerräumen. Bei einem Systemausfall arbeiten sie mit dem Relaisschutz zusammen, um den Fehlerstrom schnell zu unterbrechen und so eine Ausbreitung des Störfalls zu verhindern.
Daher beeinflusst die Qualität des Hochspannungsschalters unmittelbar den sicheren Betrieb des Stromnetzes. Es gibt viele Arten von Hochspannungsschaltern, die sich je nach Lichtbogenlöschung in verschiedene Kategorien einteilen lassen: Ölschalter (mit hohem und niedrigem Ölanteil), Schwefelhexafluorid-Schalter (SF6-Schalter), Vakuumschalter, Druckluftschalter usw.
Der Niederspannungs-Leistungsschalter, auch automatischer Schalter oder umgangssprachlich „Luftschalter“ genannt, dient der Stromverteilung, dem seltenen Anlauf von Asynchronmotoren, dem Schutz von Stromleitungen und Motoren und schaltet den Stromkreis bei Überlastung, Kurzschluss oder Unterspannung automatisch ab. Seine Funktion entspricht der eines Sicherungsschalters und einer Kombination aus Überhitzungs- und Unterhitzungsschutzrelais. Da nach dem Abschalten des Fehlerstroms in der Regel kein Teileaustausch erforderlich ist, findet er breite Anwendung.
▶ 03 Der Unterschied zwischen Lastschalter, Trennschalter und Leistungsschalter
1. Der Lastschalter kann unter Last unterbrochen werden und verfügt über eine selbstverlöschende Lichtbogenfunktion, jedoch ist sein Abschaltvermögen sehr gering und begrenzt.
2. Im Allgemeinen kann der Trennschalter unter Last nicht unterbrochen werden. In der Konstruktion ist kein Lichtbogenlöscher vorhanden; es gibt zwar auch Trennschalter, die die Last unterbrechen können, deren Aufbau unterscheidet sich jedoch von dem des Lastschalters und ist relativ einfach.
3. Sowohl der Lastschalter als auch der Trennschalter können einen eindeutigen Trennpunkt bilden. Die meisten Leitungsschutzschalter verfügen nicht über eine Trennfunktion, nur wenige hingegen schon.
4. Der Trennschalter besitzt keine Schutzfunktion. Der Lastschalter ist in der Regel durch eine Sicherung geschützt, die lediglich gegen Kurzschluss und Überstrom schützt.
5. Das Abschaltvermögen des Leistungsschalters kann im Herstellungsprozess sehr hoch eingestellt werden. Dies wird hauptsächlich durch den Einsatz von Stromwandlern in Verbindung mit sekundären Schutzeinrichtungen erreicht. Er kann Kurzschluss-, Überlast- und Fehlerstromschutz sowie weitere Funktionen bieten.
