Was ist eine Mittelspannungsschaltanlage?

Da der Bedarf an Hochspannungssystemen in verschiedenen Branchen wächst, erfreuen sich Mittelspannungsschaltanlagen immer größerer Beliebtheit und wecken bei Planern immer mehr Interesse. Daher möchten viele Menschen ein tieferes Verständnis für dieses Produkt erlangen. Um Klarheit über Mittelspannungsschaltanlagen zu schaffen, haben wir einen umfassenden Artikel zusammengestellt, in dem ihre Definition, Funktionen und Typen erläutert werden.

1. Die Definition für die Mittelspannungsschaltanlage

What is Mittelspannungsschaltanlage? Laut Industrienormen bezieht sich eine mittlere Schaltanlage auf elektrische Geräte, die mit Spannungen im Bereich von 1 kV bis 52 kV betrieben werden. Diese Kategorie deckt einen erheblichen Teil des Energieverteilungsbereichs ab und trägt zum breiten Spektrum der verfügbaren Mittelspannungsschaltanlagen bei.

Der typische Spannungsbereich elektrischer Systeme, die diese Art von Schaltanlagen verwenden, überschreitet selten 52 kV, was zu einer häufigen Änderung der Definition von Mittelspannungsschaltanlagen führt, um Schaltanlagen zu umfassen, die Spannungen bis zu 36 kV verarbeiten können. Wie dem auch sei, die Spannungsbelastbarkeit jeder MS-Schaltanlage ist auf das spezifische System zugeschnitten, das sie versorgt, und somit bestimmt ihre Anwendung ihre Spannungsgrenze. Lassen Sie uns nun untersuchen, wie der Betrieb von Mittelspannungsschaltanlagen zum reibungslosen Funktionieren von Stromverteilungsnetzen beiträgt.

2. Die Funktion für die Mittelspannungsschaltanlage

Der Hauptzweck von Mittelspannungsschaltanlagen besteht wie bei allen anderen Arten von Geräten darin, elektrische Geräte und Stromkreise zu schützen. Dies wird erreicht, indem bei Problemen wie elektrischen Fehlern bestimmte Komponenten automatisch von der Stromquelle isoliert werden.

Zu diesen Funktionen gehören:

* Trennen Sie die Stromversorgung, um die Sicherheit von Elektrikern bei Arbeiten an einem Stromkreis zu gewährleisten

* Regulierung der durch ein System fließenden Energiemenge

* Schaltkreise isolieren, um zu verhindern, dass Arbeiten an einem Schaltkreis Auswirkungen auf andere haben.

3.Komponenten in der Mittelspannungsschaltanlage

Mittelspannungsschaltanlagedient der Absicherung elektrischer Anlagen und Geräte durch den Einbau verschiedener Schalt- und Sicherheitseinrichtungen. Abhängig von der spezifischen Anwendung können Mittelspannungsschaltanlagen geschlossen oder offen sein. Werfen wir einen genaueren Blick auf die Hauptkomponenten, aus denen Mittelspannungsschaltanlagen bestehen.

Leistungsschalter

Die Schaltanlage verwendet einen Leistungsschalter, um Geräte von der Stromquelle zu trennen. Die beiden wichtigsten Arten von Leistungsschaltern, die in Mittelspannungsschaltanlagen verwendet werden, sind Luft-, Öl- und Vakuum-Leistungsschalter, die entweder manuell oder automatisch aktiviert werden können.

Sicherungen

Eine Sicherung in einer Schaltanlage dient als Sicherheitsmechanismus zum Schutz vor Überlastung, indem sie einen Metallstreifen enthält, der schmilzt, wenn übermäßiger Strom durch ihn fließt. Dadurch wird der Strompfad unterbrochen und der Stromfluss gestoppt, um Schäden zu vermeiden.

Schaltanlage

Das Schaltanlagensystem ist mit Schaltern ausgestattet, die den Stromfluss unter normalen Betriebsbedingungen regulieren sollen. Diese Schalter können die angegebenen Strom- und Spannungswerte verarbeiten und sind auch so konstruiert, dass sie unter ungewöhnlichen Bedingungen wie Kurzschlüssen oder Überlasten zuverlässig funktionieren.

Relais

Ein Schaltrelais ist ein elektrischer Schalter. Wenn ein elektrischer Fehler auftritt, schließen die Kontakte des Relais und senden ein Signal an den Leistungsschalter. Dieses Signal veranlasst den Leistungsschalter, die Stromübertragung zum betroffenen Stromkreis oder zur betroffenen Last zu unterbrechen, was ihn zu einer wesentlichen Komponente beim Schutz vor elektrischen Gefahren macht. Daher wird es allgemein als Schutzrelais bezeichnet.ErdungsschalterErdungsschalter dienen dazu, angesammelte statische Elektrizität von Geräten sicher abzuleiten, indem sie eine Verbindung zur Erde herstellen. Diese Schalter werden normalerweise manuell betätigt, sodass Sie die elektrische Ladung gezielt vom Gerät weg und in den Boden leiten und so effektiv neutralisieren können. IsolatorenIsolatoren sind Geräte in Schaltanlagen, die einen Stromkreis verbinden oder trennen können. Sie werden verwendet, um einen fehlerhaften Stromkreis vom Betriebsstromkreis zu trennen oder um einen Stromkreis aus Wartungsgründen zu isolieren. ÜberspannungsableiterÜberspannungsableiter dienen dazu, elektrische Geräte vor sogenannten Spannungsspitzen zu schützen, die Schäden verursachen können. Diese Geräte funktionieren, indem sie überschüssige Spannung vom Boden ableiten.

Transformatoren für die Instrumentierung

In diese Kategorie fallen Strom- und Spannungswandler, die für den sicheren und effizienten Betrieb von Schaltanlagen eine entscheidende Rolle spielen. Diese Transformatoren können als Messgeräte und Schutzgeräte dienen und ermöglichen es der Schaltanlage, ihre vorgesehene Funktion zu erfüllen. Stromwandler reduzieren den Strom, während Spannungswandler, auch Potenzialwandler genannt, die Spannung senken.

Automatische Wiedereinschaltung und Sektionalisierung

In Mittelspannungsschaltanlagen kann eine Wiedereinschaltautomatik eine Stromverbindung oder einen Stromkreis automatisch wiederherstellen, nachdem ein elektrischer Fehler behoben wurde. Umgekehrt dient ein Trennschalter dazu, einen bestimmten Teil eines Stromkreises zu isolieren, sodass Reparaturen durchgeführt werden können, ohne den Rest des Stromkreises zu beeinträchtigen.

4. Arten von Mittelspannungsschaltanlagen

Verschiedene Sorten vonMittelspannungsschaltanlageEs gibt auf dem Markt verschiedene Modelle, die sich durch ihr Design und ihre Merkmale auszeichnen, wie z. B. die Art des verwendeten Isoliermediums und das Vorhandensein eines Gehäuses. Dadurch steht eine große Auswahl an Mittelspannungs-Schaltanlagentypen zur Verfügung. Nachfolgend finden Sie einige der beliebtesten Optionen.

Gasisolierte Schaltanlage(GIS)

Gasisolierte Schaltanlagen(GIS)ist mit einer Gasisolierung ausgestattet, die typischerweise SF6 oder eine Mischung aus SF6 und anderen Gasen verwendet. GIS-Geräte sind vollständig geschlossen und nutzen Gas als Isoliermittel. Der Einsatz von Gasisolierung ermöglicht einen geringeren Abstand zwischen den Leistungsschaltern, was zu kompakteren Mittelspannungsschaltanlagen führt, die auf engstem Raum installiert werden können.

Luftisolierte Schaltanlage (AIS)

Luft Luftisolierte Schaltanlagen (AIS) nutzen Luft als Isoliermedium, weshalb sie manchmal auch „Air-Break“-Schaltanlagen genannt werden. Im Vergleich zu gasisolierten Schaltanlagen ist AIS kostengünstiger. Da Luft jedoch kein so wirksamer Isolator ist wie Gas, muss der Spalt des Leistungsschalters größer sein. Daher werden AIS-Geräte typischerweise im Freien installiert.

Solide dielektrische Schaltanlage

Feste dielektrische Schaltanlagen sind mit festen Materialien wie Porzellan oder Glas isoliert, was ihre Haltbarkeit im Vergleich zu anderen Mittelspannungsschaltanlagentypen erhöht. Es ist äußerst widerstandsfähig gegenüber verschiedenen Wetter- und Umweltfaktoren. Allerdings ist sie aufgrund der Verwendung solider Materialien teurer und weniger anpassungsfähig als alternative Schaltanlagenoptionen.

Ölisolierte Schaltanlage

Mittelspannungsschaltanlagen, die Öl als Isoliermedium verwenden, werden als ölisolierte Schaltanlagen bezeichnet. Obwohl Öl ein wirksamer Isolator ist und im Vergleich zu anderen Materialien geringere Kosten verursacht, haben seine Entflammbarkeit und mögliche Umweltschäden dazu geführt, dass es in der heutigen Zeit weniger verwendet wird.

Metallgekapselte Schaltanlage

Diese Mittelspannungsschaltanlage verfügt über ein äußeres Metallgehäuse, das einen zusätzlichen mechanischen Schutz bietet und die internen Komponenten vor Beschädigungen schützt. Dadurch bietet es eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen und Manipulationen und ist somit ideal für industrielle und gewerbliche Anwendungen.

Metallverkleidete Schaltanlage

Metallgekapselte Schaltanlagen weisen Ähnlichkeiten mit metallgekapselten Schaltanlagen auf, die internen Komponenten sind jedoch in separaten Metallgehäusen untergebracht, was eine zusätzliche Schutzschicht bietet. Diese Gehäuse sind außerdem geerdet und so konzipiert, dass sie leicht herausgenommen werden können, ähnlich wie Schubladen in einem Schrank.

Pad-montierte Schaltanlage

Auf Sockeln installierte Schaltanlagen sind metallverkleidete Schaltanlagen, die auf einem Beton oder einem anderen festen Untergrund montiert werden und normalerweise unter der Erde oder im Freien aufgestellt werden. Diese Art von Schaltanlagen wird häufig in industriellen und gewerblichen Umgebungen eingesetzt. 

Lichtbogenbeständige Schaltanlage

Lichtbogenbeständige SchaltanlagenLichtbogenbeständige Schaltanlagen sind speziell für die Begrenzung und Löschung eines Lichtbogenüberschlags konzipiert. Es wird typischerweise in Situationen eingesetzt, in denen die Gefahr eines Lichtbogenüberschlags besteht, insbesondere in Umgebungen mit erhöhten Kurzschlussströmen. Basierend auf den ANSI/IEEE-Normen für Mittelspannungsschaltanlagen wird dieser Schaltanlagentyp typischerweise in vier Typen eingeteilt.

Typ 1 bietet Lichtbogenfestigkeit nur an der Vorderseite.

Typ 2 sorgt für Lichtbogenfestigkeit in der gesamten Schaltanlagenbaugruppe, einschließlich der Vorder-, Seiten- und Rückseite.

Typ 2B gewährleistet eine allseitige Lichtbogensicherheit, auch bei geöffneten Steuerraumtüren.

Typ 2C ist so konzipiert, dass es sowohl am Umfang als auch zwischen den Abteilungen lichtbogenbeständig ist.

5.Installation für die Mittelspannungsschaltanlage

Die Installation vonMittelspannungsschaltanlageerfordert qualifiziertes Fachpersonal, in der Regel ein Team erfahrener Elektriker, um einen ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Viele Hersteller bieten spezielle Schulungsprogramme an, um ihr Personal mit den einzigartigen Eigenschaften von Mittelspannungsschaltanlagen vertraut zu machen und so eine genaue Installation zu gewährleisten und potenzielle Risiken zu minimieren.

Um mit der Installation zu beginnenMittelspannungsschaltanlageDie erste Aufgabe besteht darin, die Spannung und den Strom der Stromquelle zu ermitteln. Diese Daten sind entscheidend für die Auswahl der richtigen Schaltanlagenleistung für den jeweiligen Einsatzzweck. Nach der Auswahl der Mittelspannungsschaltanlage ist es für den Elektriker wichtig, diese Richtlinien während der gesamten Installation einzuhalten.

Es ist darauf zu achten, dass der Aufstellort eben und gut belüftet ist. Stellen Sie sicher, dass alle Zeichnungen und technischen Details korrekt sind. Stellen Sie sicher, dass alle für die Installation der Mittelspannungsschaltanlage erforderlichen Materialien vorhanden sind. Für alle elektrischen Anschlüsse sollten qualifizierte Fachkräfte zuständig sein. Sobald die Installation der Mittelspannungsschaltanlage abgeschlossen ist, sind Tests mit verschiedenen Methoden und Werkzeugen erforderlich. Die Testergebnisse müssen den vom Hersteller festgelegten Kriterien gemäß den spezifischen Anforderungen an Mittelspannungsschaltanlagen entsprechen.

6. Wartung der Mittelspannungsschaltanlage

Mittelspannungsschaltanlagen (MV) erfordern eine regelmäßige Wartung, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Im Rahmen dieser Wartung werden die verschiedenen Komponenten auf Anzeichen von Abnutzung oder Beschädigung untersucht. Die Häufigkeit dieser Inspektionen hängt vom spezifischen Typ der Mittelspannungsschaltanlage und ihrem Verwendungszweck ab.

Wartung von Mittelspannungsschaltanlagen: Ein vorbeugender Ansatz.

◆ Untersuchen von Teilen auf Rost oder Schmutz,

◆ Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der Verriegelungsmechanismen der Schaltanlage,

◆ Auf der Suche nach Anzeichen einer Überhitzung,

◆ Durchführung von Tests an verschiedenen Komponenten,

◆ Die Beurteilung des Widerstands der Schaltanlagenisolierung und ggf. deren Austausch aufgrund von Verschleiß oder Beschädigung sind wichtige Aufgaben bei der Wartung von Mittelspannungsschaltanlagen.

Hersteller bieten in der Regel Anleitungen zur Wartung ihrer Produkte an, es ist jedoch üblich, dass Elektriker, die für Mittelspannungsanlagen verantwortlich sind, eine Checkliste für Wartungszwecke führen.

Zusammenfassung

Heutzutage sind die meisten Energiesysteme stark auf Mittelspannungsschaltanlagen angewiesen, um die Stromverteilung zu regeln und elektrische Geräte und Systeme zu schützen. Es sind verschiedene Arten von MS-Schaltanlagen erhältlich. Um eine ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen, ist es wichtig, bei der Installation oder dem Austausch die Anweisungen des Herstellers zu befolgen.