Der allgemeine Öffnungstag im Monat November:
Dienstag, der 26. November 2024,
Öffnungszeit von 14 bis 17 Uhr (begonnene Führungen bis 18 Uhr),
Im Mittelpunkt stehen in diesem Monat die Vakuumschalter.
Ausschnitt Komplex Schalterhalle
| Elektrotechnische SammlungVakuumschalter
Ein Vakuumschalter ist in der elektrischen Energietechnik eine Bauform eines Leistungsschalters, bei der sich die Kontakte zur Reduzierung des unerwünschten Schaltlichtbogens unter Vakuum befinden. Diese Schalter werden bevorzugt bei Mittelspannungsschaltanlagen mit Spannungen bis zu ca. 40 kV eingesetzt. Mittlerweile sind auch Vakuumschalter bis 145 kV verfügbar [1].
Vakuumschalter weisen eine sehr große Schaltzyklenzahl bei weitestgehender Wartungsfreiheit über einige Jahrzehnte auf und können, je nach Typ verschieden, Kurzschlussströme über 60 kA [2] und [3] schalten.
Die sich im Vakuum befindenden Schaltkontakte werden elektromagnetisch oder über ein mechanisches Gestänge angetrieben. Der Kontaktabstand beträgt im geöffneten Zustand nur einige wenige Millimeter.
Da im Kontaktbereich kein Gas vorhanden ist, welches bei dem Schaltvorgang ionisiert werden könnte, kommt es bei Kontaktöffnung nur zu einem vergleichsweise kleinen Metalldampflichtbogen, welcher aus verdampftem Oberflächenmaterial der Kontakte gespeist wird. Zur Löschung des Metalldampflichtbogens kommen bei diesem Schaltertypen zwei Verfahren zu Anwendung:
Vakuum-Schaltröhre
| Elektrotechnische Sammlung• Die stempelförmig in Form eines breiten Zylinders ausgeführten und aus massivem Metall bestehenden Kontakte stellen eine gute Wärmesenke dar, welche dem Metalldampflichtbogen Wärme entzieht und den Metalldampf durch Abkühlung auf den Kontaktoberflächen kondensieren lässt. Diese „Materialwiederverwendung“ im Kontaktbereich ist primärer Grund der hohen Standzeiten und Wartungsfreiheit.
• Zur Vermeidung von sehr heißen Stromeinschnürungen, und um eine flächenmäßig möglichst gleichmäßige Verteilung in Teillichtbögen über die gesamte Kontaktfläche zu erzielen, was zusätzlich die Kühlung unterstützt, sind in den zylinderförmigen Kontakten rund um den Kreisumfang schräge Schlitze eingefräst. Diese erzeugen bei hohen Strömen zufolge der magnetischen Wirkung auf den Lichtbogen eine Kraft, welche den Lichtbogen um die Kontaktachse rotieren lässt und so räumlich über die Kontaktfläche verteilt.
Im Mittelpunkt steht in diesem Monat die im Bild dargestellte Vakuum-Schaltröhre im eingebauten Zustand in einer 24 kV Mittelspanunungs-Schaltanlage der AEG mit In = 630 A. Die Anlage wurde 1998 gebaut.
Literatur:
[1] Siemens Energy Blue - High-Voltage Products. Siemens Energy | Transmission, August 2020
[2] Vakuum-Schalttechnik und Geräte für die Mittelspannung. Siemens AG, 2016
[3] Vakuumschaltkammern mit Axialmagnetfeldkontakten für Mittelspannungsschalter. ABB, 01/2020
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