Sicherer Betrieb einer DC-Schalteinrichtung durch belastungsbezogene Verschleißkontrolle

Abstract:
In Gleichstromkreisen bedeutet das Ausschalten eine hohe Beanspruchung für Schaltgeräte. Dies gilt im Besonderen für Photovoltaik-Gleichstromkreise aufgrund der nichtlinearen Stromquellencharakteristik. Eine speziell für den Einsatz in Photovoltaik-Anlagen entwickelte kompakte DC-Schalteinrichtung arbeitet auf Basis eines verschleißenden Lichtbogenlöschprinzips. Diese Einrichtung dient zum Lastschalten und zum Herstellen einer Trennstrecke, so dass sie in bestimmtem Umfang Sicherheitsfunktionen erfüllen muss. Der in der DC-Schalteinrichtung auftretende Verschleiß wird im Wesentlichen durch das Ausgasen von Kunststoff verursacht. Der in geringem Maße vorhandene Kontaktabbrand wird durch geeignetes Kontaktmaterial und eine angepasste Kontaktgeometrie bzw. -gestaltung beherrscht. Der Abbrand und damit der Verschleiß des Schaltgerätes dürfen zur Gewährleistung der Sicherheitsfunktion gewisse Grenzen nicht übersteigen. Es wird ein einfaches Verfahren zur Erfassung und Bewertung des Verschleißes vorgestellt. Das Verfahren bewertet den Zustand des Schaltgerätes unabhängig von der Schaltanzahl, ausschließlich basierend auf dem aktuellen Verschleiß. Der Zustand des Gerätes wird nach jeder Schalthandlung bewertet. Wird ein einstellbares Sicherheitskriterium erreicht, dann wird die Schalteinrichtung nach Abschluss einer erfolgreichen Abschaltung blockiert, d.h. gegen Wiedereinschalten gesichert. Die sichere Funktionsweise der Blockiereinrichtung wird anhand der Ergebnisse wiederholter Schaltversuche dargestellt.