Ausschaltvermogen von Trenn- und Erdungsschaltern in alternativen Isoliergasen

摘要

Aktuell ist fur gasisolierte Schaltanlagen (GIS) die SF_6-Schaltanlagentechnologie in der Hochspannungsebene am weitesten verbreitet. Die physikalischen Eigenschaften wie dielektrische Festigkeit, thermische Leitfahigkeit und chemische Stabilitat machen SF_6 zu einem idealen Gas fur die Isolation und Lichtbogenloschung in Schaltanlagen. Ein Nachteil von SF_6 ist sein hohes Treibhauspotential. Durch die steigenden Umweltanforderungen sind Hersteller und Betreiber von elektrischen Betriebsmitteln gezwungen den Einsatz von SF_6 zu reduzieren. Ein moglicher Ansatz ist der Einsatz von alternativen Isoliergasen. Die in dieser Veroffentlichung untersuchten Gase sind synthetische Luft und CO_2 sowie deren Gemische mit Fluornitril (3M Novec4710 Isoliergas). Der Einsatz dieser Gase kann dazu fuhren, dass grundlegende Anderungen in der Anlagenauslegung erforderlich sind. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf dem Ausschaltvermogen von alternativen Isoliergasen in gasisolierten Trenn- und Erdungsschaltern. Dabei gibt es zwei Schaltfalle, die besondere Anforderungen an die Stabilitat des Isoliergases und an das Schalter-Design stellen: - Schalten von Kommutierungsstromen: Hierbei muss ein relativ hoher Strom bei geringer Spannung geschaltet werden - Schalten von induktiv eingekoppelten Stromen: Hierbei muss ein geringer Strom bei hoheren Spannungen geschaltet werden Diese beiden Schaltfalle werden mit zwei unterschiedlichen Prufkreisen fur verschiedene Kontaktsystemen untersucht. In diesem Beitrag wird der Prufkreis, insbesondere die Erzeugung der wiederkehrenden Spannung und die verwendete Messtechnik vorgestellt. Des Weiteren wird die Testprozedur beschrieben und gezeigt, welche Parameter zur Charakterisierung des Ausschaltvermogens geeignet sind. Zuletzt wird gezeigt, welches der untersuchten Gase die gestellten Anforderungen am besten erfullt und wo die Grenzen des Ausschaltvermogens der einzelnen Gase liegen. Ein weiterer Teil der Arbeit beschaftigt sich mit der Analyse der gasformigen und festen Zersetzungsprodukte, die beim Schalten entstehen. Es wird gezeigt, welche Stoffe entstehen und welche Auswirkungen diese Stoffe auf Mensch und Material haben konnen.