Unterbrechungszeit

Die Ausschaltverzögerung ist die verstrichene Zeit vom Moment, in dem ein Auslösesignal den Freigabemechanismus des Schutzschalters energetisiert, bis der Lichtbogen zwischen den Hauptkontakten vollständig gelöscht ist. In der Praxis wird dies in Millisekunden gemessen, typischerweise zwischen 20 und 150 Millisekunden, je nach Schutzschaltertyp und Spannungsklasse. Dies ist eine kritische Leistungskennzahl, denn je länger der Lichtbogen brennt, desto mehr Energie gibt er als Wärme ab und desto mehr Schaden richtet er an den Kontaktflächen und der umgebenden Ausrüstung an.

Der Prozess selbst läuft in diskreten Stufen ab. Wenn die Auslösespule energetisiert wird, gibt ein Verriegelungsmechanismus frei und ermöglicht es einem Federsystem oder Energiespeichersystem, den beweglichen Kontaktarm mit hoher Geschwindigkeit zu öffnen. Wenn sich die Kontakte trennen, entsteht ein Lichtbogen über dem Spalt und leitet Strom weiter, bis die Kontakte weit genug auseinander sind oder der Strom natürlicherweise durch Null geht (in AC-Systemen). Der Lichtbogen wird dann gelöscht, normalerweise unterstützt durch Löschkammern, magnetische Blasspulen oder Gasblaserkammern, die die Lichtbogensäule kühlen und deionisieren.

Varianten und Messung

Niederspannungsschalter unterbrechen typischerweise in 50 bis 80 Millisekunden. Mittelspannungsschalter können 100 bis 200 Millisekunden benötigen, da die höhere Spannung den Lichtbogen länger aufrechterhält und aggressivere Löschmethoden erfordert. Mittelspannungsschalter nutzen oft separate Lichtbogenlöschkammern und können Vakuum oder SF6-Gas einsetzen, um einen schnellen Lichtbogenkollaps zu erreichen. Hochspannungsschutzschalter verwenden noch größere Unterbrechungskammern und können mehrere hundert Millisekunden benötigen. Die Ausschaltverzögerung wird immer unter Nennlast oder Fehlerbedingungen gemessen, wie sie in Normen wie ANSI C37.04 oder IEC 60947 angegeben sind.

Verwechseln Sie nicht die Ausschaltverzögerung mit der Öffnungszeit, die die reine mechanische Verzögerung vor Beginn der Kontakttrennung ist, oder mit der Lichtbogenbrennzeit, der Dauer, während der der Lichtbogen tatsächlich brennt. Ein Schutzschalter kann eine kurze Öffnungszeit, aber eine lange Ausschaltverzögerung haben, wenn der Lichtbogen schwer zu löschen ist. Umgekehrt kann ein Schutzschalter, der mit aggressiver Lichtbogenlöschung ausgelegt ist, eine kürzere Ausschaltverzögerung haben, auch wenn seine mechanische Öffnung etwas langsamer ist.

In Kurzschlussschutzschemen ist die Ausschaltverzögerung wichtig, denn sie setzt eine harte Grenze für die Energiemenge, die Kontakte und umgebende Komponenten des Schutzschalters aushalten müssen. Ein Schutzschalter mit einer Nennausschaltverzögerung von 10 kA stoppt erfolgreich einen 10-kA-Fehler in seiner angegebenen Zeit, aber der Versuch, einen viel größeren Strom zu unterbrechen, kann zu Kontaktverschweißung, Ausfällen der Löschkammer oder gewaltsamer Ausdehnung heißen Gases führen. Daher werden Schutzschalter immer nicht nur nach dem Nennstrom, sondern auch nach ihrer Ausschaltverzögerung bei dem erwarteten Fehler auf der Leitung ausgewählt.