Prüfung von luftisolierten Schaltanlagen
Zum Schutz der nachgeschalteten Betriebsmittel müssen Leistungsschalter im Störungsfall den Fehlerstrom möglichst schnell und zuverlässig abschalten. Im geöffneten Zustand müssen sie die Kontakte voneinander isolieren und im geschlossenen Zustand müssen sie den Strom möglichst effektiv leiten. Während in Mitteleuropa und anderen Regionen in erster Linie mit sogenannten Live-Tank-Leistungsschaltern gearbeitet wird, kommen in anderen Regionen, beispielsweise in den USA und in Regionen mit hoher Erdbebentätigkeit, vor allem Dead-Tank-Leistungsschalter zum Einsatz. Es gibt aber auch Regionen, in denen beide Leistungsschaltertypen zu finden sind.
Lösungen
Sichtprüfungen
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Eines der weltweit häufigsten Prüfverfahren ist die Sichtprüfung. Aufgrund des hohen manuellen Aufwands ist diese Prüfungsart in der Regel zeitaufwendig. Um diesen Aufwand zu reduzieren, kann Prüfgerätesoftware mit integrierten Sichtprüfungen eingesetzt werden. Diese bietet flexibel konfigurierbare Prüflisten und die Möglichkeit, den fertigen Prüfprotokollen einfach Bilder anzuhängen.
Schaltzeit des Leistungsschalters (In-Betrieb-Prüfung)
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Während des Betriebs durchgeführte Prüfungen zeigen die in langen Stillstandzeiten akkumulierten Verschleißerscheinungen besser als die in Abschaltzeiten durchgeführten Prüfungen, denn um einen Leistungsschalter für eine Außer-Betrieb-Prüfung vorzubereiten, muss dieser mindestens einmal betätigt worden sein. Für den First-Trip-Test werden Verbindungen mit den Auslösespulen und der Sekundärseite des Leistungsschalters hergestellt. Dieses Prüfverfahren eignet sich sehr gut dazu, eine nachlassende Schmiermittelwirkung, verunreinigte Oberflächen oder korrodierte mechanische Elemente zu erkennen.
Schaltzeit des Leistungsschalters (Außer-Betrieb-Prüfung)
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Zu den häufigsten Prüfungen an Leistungsschaltern gehören Schaltzeitmessungen gemäß IEC 62271‑100. Mit ihnen lassen sich Kennzahlen wie Schaltzeiten, Polabweichung oder das Timing von Einschaltwiderständen bestimmen. Die Schaltzeiten werden bei dieser Prüfung anhand eines Widerstands- oder Spannungsschwellwerts gemessen. Aufgrund der höheren Sicherheit für das Prüfpersonal werden Verfahren bevorzugt, bei denen Prüfungen mit beidseitiger Erdung möglich sind.
Statischer Kontaktwiderstand
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Eine der wichtigsten Prüfungen bei Leistungsschaltern ist die Messung des statischen Kontaktwiderstands (auch Mikroohm-Messung genannt). Bei dieser Prüfung wird ermittelt, ob der Widerstand der stromführenden Kontakte, insbesondere der Muffen, den Fluss des Nennstroms im Rahmen vorgegebener Verluste zulässt. Der Widerstand hängt von den Eigenschaften der Kontaktfläche ab, das heißt von den Verbindungsstellen auf mikroskopischer Ebene, dem Kontaktdruck und der Oberflächenoxidation. Typische Widerstandswerte liegen zwischen 10 und 100 μΩ.
Messung des dynamischen Kontaktwiderstands
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Bei der Messung des dynamischen Kontaktwiderstands werden während des Betriebs des Leistungsschalters die Kontaktwiderstandskurven aufgezeichnet. Diese Kurven liefern Informationen zu verschleißbedingten Problemen mit den Haupt- und den Abbrandkontakten in den Unterbrecherkammern. Wenn gleichzeitig die Kontaktbewegung aufgezeichnet wird, lässt sich die Länge des stromführenden Teils der Abbrandkontakte messen. Getreu ihrem Namen brennen Abbrandkontakte bei jeder Stromunterbrechung etwas ab und werden dadurch kürzer.
Messung und Analyse des Spulenstroms
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Bei der Messung des Spulenstroms wird die charakteristische Stromkurve der Ein- bzw. Ausschaltspule während der Betätigung des Leistungsschalters aufgezeichnet. Abweichungen weisen auf mögliche mechanische und/oder elektrische Probleme in den Bauelementen der Steuerspulen hin und helfen, die Entstehung tatsächlicher Störungen im Voraus zu verhindern sowie Informationen zur Schmierung und des Gestänges zu gewinnen. Diese Messung kann online oder offline durchgeführt werden.
Messung und Analyse des Motorstroms
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Diese Messung kann bei Leistungsschaltern angewendet werden, die mit einem Federspeichersystem und einem Federauslöser ausgestattet sind. Bei der Messung des Motorstroms des Federantriebs wird die charakteristische Stromkurve des Federspannmotors aufgezeichnet. Außerdem gibt die Aufzeichnung auch Aufschluss über Einschaltstrom und Ruhestrom sowie über die Zeit zum Spannen der Feder.
Aufzeichnung und Analyse des Bewegungsablaufs
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Bei der Bewegungsmessung werden der Antrieb und die mechanische Verbindung auf möglichen mechanischen Verschleiß geprüft. Zur Ermittlung des Verhaltens werden die Geschwindigkeit, mit der sich die Hauptkontakte durch die Lichtbogenzone bewegen, und die Dämpfung am Ende der Bewegung analysiert. Weiterhin werden verschiedene Zustandsindikatoren berechnet, wie z. B. der Gesamtweg, das Überschwingen, die Geschwindigkeit und die Rückfederung des Kontaktes.
Messung des Verlustfaktors und der Steuerkondensatorkapazität
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Die Messung des Verlustfaktors (Tan-Delta-Messung) ist ein effektives Verfahren zur Überprüfung des Zustands der Isolierung von Leistungsschalterkomponenten. Diese Überprüfung ist besonders bei Durchführungen von Dead-Tank-Hochspannungsschaltern wichtig, weil sie Auskunft über den Verschleiß in kapazitiven Schichten gibt. Bei Life-Tank-Hochspannungsschaltern dient dieses Messverfahren zur Bewertung der Kapazität von Steuerkondensatoren.
