Schaltgeräte

Auf ihrem Weg vom Erzeuger zum Verbraucher gelangt die elektrische Energie über eine große Anzahl von Schaltgeräten, die in den Knotenpunkten der Übertragungs- und Verteilungsnetze angeordnet sind. Von deren ein wandfreier Funktion hängt die Zuverlässigkeit unserer Energieversorgung entscheidend ab. Bei der weitaus größten Anzahl von Schaltgeräten handelt es sich um Schalter mit mechanisch betätigten, metallischen Kontaktstellen und Licht bogenlöschsystemen zur Löschung der beim Ausschalten entstehenden Licht bögen. Trotz der enormen Fortschritte in der Leistungselektronik ist dieses an sich alte Prinzip, das sich auszeichnet durch geringe Verluste, Störunanfällig keit, hohe Überlastbarkeit und vergleichsweise niedrige Kosten, auch in absehbarer Zukunft für die meisten Anwendungsfälle konkurrenzlos im Vergleich zu anderen Schaltprinzipien. Voraussetzung hierfür war und ist die stetige Optimierung und Weiterent wicklung dieser Technik mit Hilfe moderner Forschungs-und Entwicklungs methoden. Die dabei zu behandelnden Probleme liegen in einem weiten, fächerübergreifenden Bereich, wobei besonders die Disziplinen Elektrotech nik, Physik, Mechanik, Werkstofftechnik und Chemie zu nennen sind. Ziel des vorliegenden Buches ist es, einen Überblick über Funktionsweise und Einsatz der großen Vielfalt an Schaltgeräten der Energietechnik zu geben. Zunächst werden die wesentlichen physikalischen Vorgänge sowie ihre theoretische Deutung und mathematische Behandlung exemplarisch darge stellt. Die Beanspruchungen der Schaltgeräte bei ihrem Einsatz in Netzen schließen sich an. Schließlich werden Prinzipien und konstruktiver Aufbau der vielen Schaltgerätearten für unterschiedliche Aufgaben anhand zahlrei cher Konstruktionsbeispiele erläutert.

0 Einführung.- 1 Physikalische Grundlagen.- 1.1 Der elektrische Lichtbogen.- 1.2 Kontaktphysik.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Beanspruchung und Anforderungen.- 2.1 Schaltvorgänge.- 2.2 Stromtragfähigkeit und Erwärmung.- 2.3 Zuverlässigkeit, Fehlerraten.- 2.4 Zusammenstellung von VDE-Bestimmungen für Schaltgeräte.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Niederspannungsschaltgeräte.- 3.1 Allgemeines.- 3.2 Aufbau und Wirkungsweise ausgewählter Niederspannungsschaltgeräte.- Literatur, Bestimmungen und Normen zu Kapitel 3.- 4 Hochspannungsschaltgeräte.- 4.1 Dielektrische Beanspruchungen (G. F. Luxa).- 4.2 Gestaltung der Hochspannungsschaltgeräte (R. Prätsch).- Literatur zu Kapitel 4.