Wird ein Stromkreis, an dem eine hohe Last anliegt, geöffnet, so entsteht besonders bei induktiven Lasten häufig ein Schaltlichtbogen. Das folgende Video zeigt die Abschaltung einer 500 kV Leitung in einem Umspannwerk:


Der Lichtbogen entsteht durch die Ionisierung der Luft zwischen den beweglichen und den feststehenden Kontakten. Durch die Ionisierung wird die Luft leitend und der Lichtbogen entsteht. Dieser Lichtbogen führt zu einem deutlich gesteigerten Verschleiß der Schaltkontakte durch Kontaktabbrand und verursacht ein elektromagnetisches Feld, welches andere in der Umgebung befindliche Betriebsmittel stören kann. Bei Schützen treten aufgrund kleinerer Ströme meist nur Schaltfunken auf. Um den Schaltfunken zu vermeiden, werden verschiedene Strategien verfolgt. Bei den heute gebräuchlichen Luftschützen ist eine sogennante Schaltfunkenlöschkammer vorhanden. Der Schaltlichtbogen wird aufgrund seines Magnetfeldes in diese Kammern gezogen, dort von gegeneinander isolierten Metallplättchen in kleinere Lichtbögen unterteilt und somit gekühlt, bis diese in sich zusammenfallen.

In einer explosionsgefährdeten Umgebung führen die Schaltlichtbögen zu großen Problemen. Um trotzdem große Lasten zuverlässig schalten zu können, ist es nötig, die Kontakte so zu kapseln, dass ein Kontakt mit der Ex-Atmosphäre nicht möglich ist. Für Anlagen, die eine erhöhte Verfügbarkeit aufweisen müssen, werden auch Vakuumschütze verwendet. Bei diesen liegen die Schaltkontakte in einer hoch evakuierten Schaltröhre. Da die Spannung zur Ionisierung der Luftstrecke im Vakuum wesentlich höher ist, als in der normalen Umgebungsluft, entstehen Lichtbögen erst gar nicht oder erlöschen deutlich schneller. Dadurch wird der Kontaktabbrand stark vermindert.

Um Schaltlichtbögen zu vermeiden können sogenannte Entstörglieder eingesetzt werden.

Eine Möglichkeit ist die Kombination aus Widerstand und Kondensator. Diese wird im deutschsprachigen Raum als Boucherot-Glied bezeichnet, während international die Bezeichnung "Snubber" gebräuchlich ist, welche allerdings auch für z.B. die Freilaufdiode benutzt wird. Der Kondensator des Snubbergliedes übernimmt beim Öffnen des Stromkreises den kurzzeitigen Stromfluss, so dass das Schütz ohne Schaltlichtbogen schaltet. Der Widerstand dämpft die entstehenden hochfrequenten Störungen und begrenzt den Ladestrom des Kondensators beim Schließen des Stromkreises. Bei Wechselstrom fließt immer ein Strom durch das Snubberglied, aufgrund des Wechselstromwiderstandsverhaltens des Kondensators. Die Kapazität und Spannungsfestigkeit des Kondensators muss auf die zu schaltenden Induktivität abgestimmt sein. Diese Bauteile bilden beim Öffnen des Schalters einen Schwingkreis, dessen Spitzenspannung unter Umständen ein Vielfaches der Netzspannung erreichen kann!

Zuletzt geändert: Samstag, 9. März 2019, 14:28