Der Innenraum-Hochspannungs-Vakuum-Lasttrennschalter FZN16A-12D und die Lasttrennschalter-Sicherungskombination FZRN16A-12D sind dreipolige Schaltgeräte für 6- bis 12-kV-Verteilnetze bei 50 Hz. Sie steuern und schützen Transformatoren, Kabel und Leitungsabschnitte und werden in Schaltstationen, Verteilerräumen sowie industriellen und gewerblichen Umspannwerken eingesetzt.
Der Lasttrennschalter schaltet Betriebsströme ein und aus. Bei der Kombinationseinheit wird der Stromkreis durch Sicherungen als Back-up ergänzt, sodass der Schalter Betriebs- und Überlastströme schaltet, während die Sicherung Kurzschlussströme abschaltet. Die Kombinationseinheit schützt den Transformator zudem vor Überlast und verhindert den zweipoligen Betrieb nach dem Durchbrennen einer Sicherung.
Das Gerät eignet sich für Anlagen, die einen ölfreien Schalter, wartungsfreien Betrieb zwischen den Inspektionen und häufige Schaltvorgänge erfordern. Es kann über einen CS6-1-Antrieb oder direkt am Schaltgeräterahmen ohne zusätzlichen Antrieb betätigt werden. Die Version FZN16A-12-J bietet einen Motorantrieb mit manueller Notbetätigung für die Fernsteuerung.
Typenbezeichnung
Es werden zwei Bezeichnungen verwendet, eine für den Schalter und eine für die Kombinationseinheit:
Lasttrennschalter — FZN16A-12D/630
- FZN: Innenraum-Vakuum-Lasttrennschalter
- 16: Baureihennummer
- A: Varianten-Code
- 12: Bemessungsspannung in kV (das Gerät dient 6- bis 12-kV-Verteilnetzen)
- D: Erdungsschalter mit Einschaltvermögen
- 630: Bemessungsstrom in A
- J: Motorantrieb mit manueller Notbetätigung
- S: Handantrieb, in der Regel ohne Kennzeichnung
Lasttrennschalter-Sicherungskombination — FZRN16A-12D/125-31.5
- FZRN: Innenraum-Vakuum-Lasttrennschalter kombiniert mit Sicherung
- 125: maximaler Bemessungsstrom der Sicherung in A
- 31.5: Bemessungs-Kurzschlussausschaltstrom in kA
Die übrigen Codes haben dieselbe Bedeutung wie in der Schalterbezeichnung. Die erste 16 ist die Baureihennummer und die 12 dahinter ist die Bemessungsspannung in kV.
Aufbau und Konstruktion
Die Vakuum-Löschkammern der drei Pole stehen aufrecht auf einem gemeinsamen Stahlrahmen, der auf isolierenden Stützisolatoren gelagert ist. Dies hält das Gerät kompakt und verleiht ihm eine hohe dynamische und thermische Stabilität. Isolierende Zugstangen und Schieber übertragen die Bewegung des Antriebs auf die Kontakte, sodass jeder Schließ- oder Öffnungsvorgang in einem Hub abgeschlossen wird und die Kontaktgeschwindigkeit unabhängig vom Bediener ist.
Der Schalter hat eine sichtbare Trennstrecke, und der Erdungsschalter mit Einschaltvermögen erdet die spannungsfreie Seite vor Wartungsarbeiten. Mechanische Verriegelungen zwischen Lasttrennschalter, Erdungsschalter und Sicherungskammer erfüllen die Anforderungen der fünffachen Sicherheitsverriegelung für Schaltanlagen.
Antriebsmechanismus und Steuerung
Der Federantrieb wird zum Schließen gespannt, ein Dämpfungspuffer absorbiert den Aufprall beim Öffnen, und ein Hilfsschalter bedient die Steuer- und Signalkreise. Die Vakuumkammer hält ihre Kontakte über eine lange elektrische Lebensdauer, sodass das Gerät für Netze mit häufigen Schaltvorgängen und für Schaltfelder angeboten wird, die zwischen den Wartungen nicht geöffnet werden.
Ein Motorantrieb mit Elektromotor und Auslöseeinrichtung ist verfügbar, was die Teilnahme des Geräts an der Fernsteuerung und das Auslösen auf ein Schutzrelaissignal hin ermöglicht. Der Sicherungsraum der Kombinationseinheit ist so verriegelt, dass eine Sicherung bei unter Spannung stehendem Stromkreis nicht erreicht werden kann.
Technische Daten
Einsatzbedingungen
- Umgebungstemperatur: +40℃ oberer, -25℃ unterer Grenzwert
- Aufstellungshöhe: Nicht mehr als 1000 m
- Relative Luftfeuchtigkeit: Tagesdurchschnitt nicht mehr als 95 %, Monatsdurchschnitt nicht mehr als 90 %
- Erdbebenintensität: Nicht mehr als 8 Grad
- Standortbedingungen: Keine Brand- oder Explosionsgefahr, keine chemische Korrosion oder starke Vibrationen
- Verschmutzungsgrad: II
Technische Daten
| Nr. | Position | Einheit | Wert |
|---|---|---|---|
| 1 | Bemessungsspannung / höchste Betriebsspannung | kV | 12 |
| 2 | Bemessungsfrequenz | Hz | 50 |
| 3 | Bemessungsstrom | A | 630 |
| 4 | Bemessungs-Ausschaltstrom bei Wirklast | A | 630 |
| 5 | Bemessungs-Schleifenausschaltstrom | A | 630 |
| 6 | Bemessungs-Ausschaltstrom bei 5 % Wirklast | A | 31.5 |
| 7 | Bemessungs-Ausschaltstrom für Kabelladeströme | A | 10 |
| 8 | Bemessungs-Ausschaltstrom für kapazitive Ströme | A | 400 |
| 9 | Bemessungs-Ausschaltstrom für Transformator-Leerlaufströme | A | Leerlaufstrom eines 1600 kVA Transformators |
| 10 | 1-min-Netzfrequenz-Stehspannung (Effektivwert), gegen Erde und zwischen den Polen / über die Trennstrecke | kV | 42/48 |
| 11 | Blitzstoßspannungsfestigkeit, Vollwelle (Scheitelwert), gegen Erde und zwischen den Polen / über die Trennstrecke | kV | 75/85 |
| 12 | Bemessungs-Kurzzeitstrom (thermische Kurzschlussfestigkeit) | kA/S | 20/3 |
| 13 | Bemessungs-Spitzenstrom (dynamische Kurzschlussfestigkeit) | kA | 50 |
| 14 | Bemessungs-Kurzschluss-Machstrom | kA | 50 |
| 15 | Anzahl der Ausschaltvorgänge bei Bemessungsstrom | mal | 10000 |
| 16 | Mechanische Lebensdauer | mal | 10000 |
| 17 | Zulässiger kumulativer Kontaktverschleiß | mm | 3 |
| 18 | Betätigungsdrehmoment zum Öffnen und Schließen | N.m/(N) | 120 (240) |
| 19 | Bemessungs-Einschalt-Betriebsspannung / -strom | V/A | ~220/0.5 |
| 20 | Bemessungs-Ausschalt-Betriebsspannung / -strom | V/A | ~220/3 |
Installation und Verdrahtung
Installation und Inbetriebnahme
- Rahmenmontage: Das dreipolige Gerät wird mit 210 mm Abstand zwischen benachbarten Polen auf das Schaltfeldrahmen geschraubt; prüfen Sie die Sammelschienen- und Kabelabstände sowie die Bohrungen gemäß der genehmigten Außenmaßzeichnung, bevor der Rahmen festgezogen wird.
- Betätigungsanordnung: Die Zeichnung zeigt eine Antriebswelle für die Vorderseite-Betätigung und separate Wellen für die Hinterseite-Betätigung des Schalters und des Erdungsschalters; bestätigen Sie vor der Bestellung, welche Anordnung das Schaltfeld benötigt, da die Wellenpositionen abweichen.
- Antriebsprüfungen: Spannen Sie die Schließfeder, bestätigen Sie die Positionen „geschlossen“, „offen“ und „geerdet“ an allen drei Polen, überprüfen Sie den Koppelmechanismus und die Verriegelung zwischen Lasttrennschalter, Erdungsschalter und Sicherungskammer und prüfen Sie die Positionsanzeige und die Hilfsschalterkontakte.
- Sicherungseinbau (Kombinationseinheit): Setzen Sie die spezifizierte Back-up-Sicherung bis 125 A ein, bestätigen Sie, dass der Auslösestift in die Auslöseeinrichtung eingreift, und prüfen Sie den Sicherungsnennstrom gegen die tabellierte Ausschaltfähigkeit von 31,5 kA.
Außenabmessungen
- Polabstand: 210 mm zwischen benachbarten Polen, in der Vorderansicht zweimal markiert
- Vorderansicht, horizontal: 560 mm und 720 mm, wobei 720 mm die äußerste Kante ist
- Vorderansicht, vertikal: 280 mm, 280 mm und 150 mm in drei Stufen
- Seitenansicht: 490 mm horizontal und 665 mm vertikal
- Markierte Diagonalabmessung: nicht weniger als 150 mm
- Schaltfelddetails: Die Außenmaßzeichnung enthält den vollständigen Maßsatz; fordern Sie die Zeichnung für Schaltfeldausschnitte und Sammelschienenbohrungen an
Komponentenverzeichnis
Die folgenden Positionsnummern entsprechen der Außenmaß- und Installationszeichnung der Baureihe:
- Erdungsschalter
- Unterer Stützrahmen
- Vakuum-Löschkammer
- Stützisolator
- Oberer Stützrahmen
- Isolierende Zugstange
- Schieber
- Federzugstange
- Antriebsfeder
- Isolator
- Elektromotor
- Antriebsmechanismus
- Dämpfungspuffer
- Koppelmechanismus
- Basisrahmen
- Anschlussklemme
- Schließfeder
- Öffnungsfeder
- Hilfsschalter
- Antriebswelle (für Vorderseite-Betätigung)
- Antriebswelle (für Hinterseite-Betätigung)
- Antriebswelle des Erdungsschalters (für Hinterseite-Betätigung)
- Auslöseeinrichtung
Anwendungsbereiche
- Schaltstationen und Verteilerräume von 6 bis 12 kV
- Industrielle und gewerbliche Umspannwerke mit häufigen Schaltvorgängen
- Transformatorspeiser, geschützt durch die Lasttrennschalter-Sicherungskombination
- Ölfreie Geräte, die zwischen den Inspektionen nicht zur Überholung geöffnet werden
Auswahl und FAQs
Auswahlhilfe
- Wählen Sie den Schalter oder die Kombinationseinheit. Der FZN16A-12D/630 führt nur Betriebsströme und verlässt sich auf den vorgelagerten Schutz; für Transformatorspeiser wird normalerweise die Einheit FZRN16A-12D/125-31.5 verwendet, bei der die Back-up-Sicherung den Fehler abschaltet und der Phasenausfall vom Antrieb signalisiert wird.
- Passen Sie die Sicherung an den Transformator an. Die Kombinationseinheit ist mit einer Back-up-Sicherung bis 125 A und einem Bemessungs-Kurzschlussausschaltstrom von 31,5 kA ausgelegt. Die Kammer schaltet den Leerlaufstrom eines 1600-kVA-Transformators, daher prüfen Sie den magnetisierenden Einschaltstrom des Transformators gegen diesen Sicherungsnennstrom.
- Prüfen Sie die Kurzzeitfestigkeit. 20 kA für 3 s mit einem Spitzen-Stoßstrom von 50 kA und einem Kurzschluss-Machstrom von 50 kA bestimmen die Sammelschienen- und vorgelagerte Schutzkoordination; überprüfen Sie diese Werte vor der Bestellung gegen das Netz.
- Bestätigen Sie die erforderlichen Ausschaltbeanspruchungen. Die tabellierte Familie der Ausschaltströme deckt das Schalten von Schleifenströmen, 5 % Wirklast, Kabelladeströme bei 10 A, kapazitive Ströme bei 400 A und Transformator-Leerlaufströme ab. Dies unterscheidet ein für häufiges Schalten gebautes Gerät von einem einfachen Trennschalter.
- Wählen Sie die Betätigungsart und die Schaltfeldanordnung. Handantrieb mit einem CS6-1-Mechanismus oder Direktantrieb sind Standard, die J-Version fügt Motorantrieb für die Fernsteuerung hinzu, und die Zeichnung bietet Vorder- oder Hinterseite-Betätigung für den Schalter und den Erdungsschalter.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Q1: Wofür wird der FZN16A-12D verwendet?
Es handelt sich um einen dreipoligen Innenraum-Vakuum-Lasttrennschalter für 6- bis 12-kV-Verteilnetze bei 50 Hz, der zum Ein- und Ausschalten von Betriebsströmen, zum Freischalten des Stromkreises durch eine sichtbare Trennstrecke und zum Erden der spannungsfreien Seite für Wartungsarbeiten dient. Die Kombinationseinheit FZRN16A-12D fügt Back-up-Sicherungen hinzu, sodass derselbe Rahmen auch Kurzschlussströme abschaltet und einen Transformator schützt.
Q2: Wie lese ich FZRN16A-12D/125-31.5?
FZN = Innenraum-Vakuum-Lasttrennschalter, R = kombiniert mit Sicherung, 16 = Baureihennummer, A = Varianten-Code, 12 = Bemessungsspannung in kV, D = Erdungsschalter mit Einschaltvermögen, 125 = maximaler Bemessungsstrom der Sicherung in A und 31,5 = Bemessungs-Kurzschlussausschaltstrom in kA. Der nachfolgende Buchstabe gibt die Betätigungsart an: J für Motorantrieb mit manueller Notbetätigung und S für Handantrieb, der in der Regel nicht gekennzeichnet wird. Ohne das R beschreibt die Bezeichnung FZN16A-12D/630 den reinen Schalter bei 630 A.
Q3: Welche Ströme kann diese Baureihe schalten?
Die Vakuumkammer ist für 630 A Wirklast und 630 A Schleifenausschaltstrom, 31,5 A bei 5 % der bemesseten Wirklast, 10 A Kabelladestrom, 400 A kapazitiven Strom und den Leerlaufstrom eines 1600-kVA-Transformators ausgelegt. Der Kurzschlussstrom wird durch die Back-up-Sicherung der Kombinationseinheit bis zu 31,5 kA abgeschaltet, nicht durch den Schalter allein.
Q4: Wie vergleicht er sich mit dem Vakuum-Lasttrennschalter FZN25-12DG?
Beide sind 12-kV-Innenraum-Vakuumgeräte mit einer Back-up-Sicherungsoption. Der FZN25-12DG ist das neuere Design, ausgelegt auf 25 kA und angeboten bis 1250 A mit einer 200-A-Sicherung als Hauptwahl, und er weist einen angegebenen Übergabestrom von 3150 A auf. Dieser FZN16A-12D ist auf 630 A mit 20 kA für 3 s und einem Spitzen-Stoßstrom von 50 kA ausgelegt, und sein Datenblatt gibt die vollständige Familie der Ausschaltströme an, sodass er sich für Schaltfelder eignet, die auf einem 630-A-Rahmen basieren. Wählen Sie den FZN25-12DG, wenn eine höhere Kurzzeitfestigkeit oder ein größerer Stromrahmen erforderlich ist.
Q5: Wie vergleicht sich das Vakuumdesign mit SF6- und Druckluft-Lasttrennschaltern?
Die drei Medien unterscheiden sich in der Schaltkammer, nicht in der Schaltbeanspruchung. Der FZN16A-12D schaltet in einer versiegelten Vakuumkammer, sodass die Kontakte vor dem Lichtbogen geschützt sind und das Gerät für häufiges Schalten ohne Überholung angeboten wird. Der FLN36-12 kapselt einen dreipoligen SF6-Schalter bei niedrigem Druck für kompakte Schaltfelder, und der FKN12A-12D bläst Luft über den Lichtbogen in einem offenen Rahmen mit statischen Kontaktabdeckungen. Für den Einsatz an Freileitungen im Außenbereich ist der FZW32-12 das mastmontierte Vakuum-Äquivalent.
Q6: Kann das Gerät ferngesteuert werden und wie wird es gewartet?
Ja. Die J-Version fügt einen Elektromotor und eine Auslöseeinrichtung hinzu, sodass der Schalter aus der Steuerstromversorgung geladen und betätigt und durch ein Schutzrelais ausgelöst werden kann, während die manuelle Betätigung am Rahmen oder mit einem CS6-1-Antrieb verfügbar bleibt, falls die Steuerstromversorgung ausfällt. Die Wartung umfasst nur den Antrieb: Halten Sie die Wellen und Verriegelungen sauber und geschmiert, prüfen Sie das Betätigungsdrehmoment gemäß Datenblatt und tauschen Sie die Vakuumkammer aus, wenn der Kontaktverschleiß den tabellierten kumulativen Wert von 3 mm erreicht.