Ausschaltvermögen von Trenn- und Erdungsschaltern in alternativen Isoliergasen

Conference: VDE-Hochspannungstechnik 2018 - ETG-Fachtagung
11/12/2018 - 11/14/2018 at Berlin, Deutschland

Proceedings: ETG-Fb. 157: VDE-Hochspannungstechnik

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Psotta, Torsten; Hinrichsen, Volker (TU Darmstadt/FG Hochspannungstechnik, Darmstadt, Deutschland)
Haupt, Hansgeorg (TU Darmstadt/MPA/IfW Darmstadt, Darmstadt, Deutschland)
Lutz, Bernhard (Siemens AG, High Voltage Products, Berlin, Deutschland)

Abstract:
Aktuell ist für gasisolierte Schaltanlagen (GIS) die SF6-Schaltanlagentechnologie in der Hochspannungsebene am weitesten verbreitet. Die physikalischen Eigenschaften wie dielektrische Festigkeit, thermische Leitfähigkeit und chemische Stabilität machen SF6 zu einem idealen Gas für die Isolation und Lichtbogenlöschung in Schaltanlagen. Ein Nachteil von SF6 ist sein hohes Treibhauspotential. Durch die steigenden Umweltanforderungen sind Hersteller und Betreiber von elektrischen Betriebsmitteln gezwungen den Einsatz von SF6 zu reduzieren. Ein möglicher Ansatz ist der Einsatz von alternativen Isoliergasen. Die in dieser Veröffentlichung untersuchten Gase sind synthetische Luft und CO2 sowie deren Gemische mit Fluornitril (3M(c) Novec4710(c) Isoliergas). Der Einsatz dieser Gase kann dazu führen, dass grundlegende Änderungen in der Anlagenauslegung erforderlich sind. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf dem Ausschaltvermögen von alternativen Isoliergasen in gasisolierten Trenn- und Erdungsschaltern. Dabei gibt es zwei Schaltfälle, die besondere Anforderungen an die Stabilität des Isoliergases und an das Schalter-Design stellen: -Schalten von Kommutierungsströmen: Hierbei muss ein relativ hoher Strom bei geringer Spannung geschaltet werden -Schalten von induktiv eingekoppelten Strömen: Hierbei muss ein geringer Strom bei höheren Spannungen geschaltet werden Diese beiden Schaltfälle werden mit zwei unterschiedlichen Prüfkreisen für verschiedene Kontaktsystemen untersucht. In diesem Beitrag wird der Prüfkreis, insbesondere die Erzeugung der wiederkehrenden Spannung und die verwendete Messtechnik vorgestellt. Des Weiteren wird die Testprozedur beschrieben und gezeigt, welche Parameter zur Charakterisierung des Ausschaltvermögens geeignet sind. Zuletzt wird gezeigt, welches der untersuchten Gase die gestellten Anforderungen am besten erfüllt und wo die Grenzen des Ausschaltvermögens der einzelnen Gase liegen. Ein weiterer Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse der gasförmigen und festen Zersetzungsprodukte, die beim Schalten entstehen. Es wird gezeigt, welche Stoffe entstehen und welche Auswirkungen diese Stoffe auf Mensch und Material haben können.