RVR-20/8000; RVRZ-20/8000 Innenraum-Trennschalter (Vertikal-Scher-Typ)

Die Innenraum-Trennschalter RVR-20/8000; RVRZ-20/8000 dienen zum Schalten spannungsführender, jedoch unbelasteter Stromkreise sowie zum Erden abgeschalteter Anlagenteile mittels fest eingebauter Erdschalter.
Konstruktiv sind die vertikal schneidenden Trennschalter einpolig aufgebaut.
RVR-Ausführungen werden ohne Erdschalter geliefert, RVRZ – mit Erdschalter entweder auf der Seite des lösbaren oder des festen Kontakts.
Die RVR/RVRZ-Trennschalter bestehen aus Sockel (Rahmen), Stützisolatoren, Kontaktsystem, Zugisolator und Erdschaltern. Auf dem Rahmen befindet sich eine Antriebswelle mit Hebeln zum Betätigen der Trennmesser. Bei Ausführungen mit Erdschaltern werden zusätzlich eine oder zwei Wellen zur Betätigung dieser Erdschalter sowie eine mechanische Verriegelung vorgesehen, die das Einschalten der Erdschalter bei geschlossenen Hauptmessern und umgekehrt verhindert. Die Isolierung des Trennschalters besteht aus Stütz- und Zugisolatoren. Das Kontaktsystem besteht aus festen Kupferkontakten und beweglichen Kontaktmessern. Zur Verringerung der Ein-/Ausschaltmomente an den Wellen kommt ein Mechanismus zur Entlastung des Kontaktpressdrucks zum Einsatz, bestehend aus Kurven- und Sperrmechanismen. Die Erdschalter bestehen aus einer Kupferschiene, die auf Stahlstützen befestigt ist, welche an die Erdschalterwelle angeschweißt sind. Beim Einschalten des Erdschalters fährt die Schiene in die auf den unteren Flanschen der festen Hauptkontakte montierten Lamellenkontakte ein. Der erforderliche Kontaktdruck in den axialen und trennenden Hauptkontakten sowie in den Lamellenkontakten der Erdschalter wird durch Federn sichergestellt.
Die RVR/RVRZ-Trennschalter werden für den Einsatz in Innenräumen gemäß EN/IEC 60721-3-3 gefertigt, dabei gelten:
– Höhenlage bis 1000 m ü. M.;
– obere zulässige Umgebungstemperatur +40 °C;
– untere zulässige Umgebungstemperatur -45 °C;
– relative Luftfeuchte 80 % bei +20 °C.

Technische Daten

Nennspannung, kV	20
Höchste Betriebsspannung, kV	24
Nennstrom, A	8000
Thermische Kurzzeitstromfestigkeit (3 s), kA	100
Dynamische Stromfestigkeit (1 s), kA	250
Mechanische Lebensdauer des Hauptstromkreises, Schaltspiele EIN–AUS	2000
Klimakategorie und Aufstellort nach EN/IEC 60721-3-3	EN/IEC 60721-3-3

Bestimmung und Einsatzbereich

RVR-20/8000 und RVRZ-20/8000 sind Hochstrom-Trennschalter mit vertikal schneidendem Trennweg für Mittelspannungssysteme 20 kV mit extrem hohem Nennstrom bis 8000 A. Sie dienen zur sicheren Freischaltung und optischen Trennstrecke von Sammelschienen- und Abgangsabschnitten ohne Abschaltung der gesamten Schaltanlage. Typische Anwendungen: Sammelschienen-Sektionierung in metallgekapselten Mittelspannungsschaltanlagen (AIS/GIS), Freischalten von Transformator-Einspeisungen, Bypass- und Wartungsbrücken in Hauptumspannwerken und Schaltstationen, Hochstrom-Eigenbedarfsammelschienen in Kraftwerken und der Metallurgie sowie Sammelschienensysteme in Energiezentren industrieller Betriebe.
Die Trennschalter erlauben das Betätigen unter Spannung ohne Last; in Kombination mit Motorantrieb und Verriegelungen ermöglichen sie das sichere Erden abgeschalteter Anlagenteile vor Arbeiten. Durch die einpolige Bauweise ist eine flexible Vor-Ort-Konfiguration möglich: Reihenschaltung der Pole für dreiphasige Abgänge, Sammelschienen-Sektionierung, Einbindung von Reserve-Bypass-Messern.

Betriebsbedingungen

Ausgelegt für Innenräume von elektrischen Anlagen und Umspannwerken ohne leitfähigen Staub, aggressive Gase oder Dämpfe, nicht explosionsgefährdete Umgebung. Klimakategorie gemäß EN/IEC 60721-3-3: Umgebungstemperatur von -45 °C bis +40 °C, relative Feuchte bis 80 % bei +20 °C, Aufstellhöhe bis 1000 m ü. M. Seismische Auslegung auf Projektbasis bei Montage auf geeigneten Fundamenten möglich. Der Schutzgrad offener, stromführender Teile wird durch die Konstruktion der Schaltanlage/Kammer bestimmt; für Antriebe und Verriegelungen wird mindestens IP20/21 eingesetzt. Zulässig ist der Einsatz in KSO-Feldbauweise, in KRU-Schaltanlagen für 6–20 kV sowie in speziellen Abteilen von Hauptumspannwerken mit Zwangsbelüftung. Die hohen Ströme erfordern qualitativ hochwertige Kontakte und Wärmeabfuhr: minimierter Übergangswiderstand, thermische Auslegung der Leiterquerschnitte unter Berücksichtigung natürlicher Konvektion und Wärmeleitung in den Sammelschienenknoten. Für staubige/feuchte Bereiche werden periodische Inspektions-/Wartungsintervalle der Kontaktverbindungen und die Kontrolle der Anzugsmomente gemäß Instandhaltungsplan empfohlen.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Der Trennschalter ist auf einem geschweißten Stahlrahmen mit Korrosionsschutz aufgebaut. Stützisolatoren aus Porzellan oder Verbundwerkstoff besitzen erhöhte mechanische Festigkeit und ausreichende Kriechstrecken gemäß Verschmutzungsgrad. Das bewegliche System – ein vertikal schneidendes Messer aus hochleitfähigem Kupfer mit versilberten Kontaktflächen. Die Messer sind über eine starr gekoppelte Hebel-/Kurven-Kinematik mit der Antriebswelle verbunden, wodurch eine schnelle Trennung und ein stabiles Kontaktpressen in Stellung „EIN“ bei reduzierten Betätigungsmomenten während des Schaltvorgangs sichergestellt wird.

Die festen Kontakte sind als federbelastete Lamellenkontakte (Lamellen aus Kupferlegierung mit Silberbeschichtung) ausgeführt – für den Dauerbetrieb bei 8000 A und kurzzeitige Kurzschlussströme. Anschlüsse an Sammelschienen erfolgen über flache Kupferklemmen mit Bohrungen für Standardbefestigungen; optional Ausgleichselemente aus flexiblen Kupferbändern zur Kompensation thermischer Dehnungen. Zur Verringerung der Erwärmung werden vergrößerte Kontaktflächen, optimierte Geometrien von Messer und Lamellen sowie die Minimierung lösbarer Übergänge in der Strombahn eingesetzt. Der Mechanismus zur Entlastung des Kontaktpressdrucks (Kurve/Sperre) reduziert Verschleiß und Antriebskräfte beim Schalten und hält den erforderlichen Pressdruck in der Betriebsstellung aufrecht.

Der Erdschalter (bei RVRZ) ist auf dem gemeinsamen Grundrahmen angeordnet und über eine separate Welle betätigt. Die Erdschiene fährt in Lamellenkontakte ein, die auf den unteren Flanschen der festen Hauptkontakte montiert sind, und gewährleistet geringen Übergangswiderstand sowie hohe Festigkeit beim Einschalten auf einen Kurzschluss. Die Wellen des Trennschalters und des Erdschalters besitzen Positionsanzeigen „EIN/AUS/GEERDET“ zur lokalen Anzeige und ermöglichen die Montage von Endschaltern zur Signalisierung an die Leit-/SCADA-Technik.

Die Kinematik ist auf eine mechanische Lebensdauer der Hauptstrecke von mindestens 2000 Schaltspielen EIN–AUS bei Beibehaltung des Kontaktpressdrucks und störungsfreiem Betrieb der Federbaugruppen ausgelegt. Alle lösbaren Verbindungen sind gegen Selbstlösen gesichert (Splinte und Sicherungselemente). Korrosionsschutz: Pulverbeschichtung des Rahmens, galvanische Beschichtungen der Stromleiter (Verzinnung/Versilberung) zur Minimierung des Übergangswiderstands und zum Oxidationsschutz.

Sicherheit und Verriegelungen

Zwischen Hauptmesser und Erdschalter ist eine unabhängige mechanische Verriegelung realisiert: Das Einschalten des Erdschalters bei geschlossenem Trennschalter ist ebenso ausgeschlossen wie das Schließen der Hauptmesser bei eingeschaltetem Erdschalter. Die Verriegelung arbeitet über positiv wirkende Kinematik, ermöglicht das Verplomben der Stellungen und die Verwendung von Vorhängeschlössern. Für die Integration in Sicherheitskonzepte vorgesehen sind:

elektrische Verriegelungen (Endschalter mit Wechslerkontakten für Steuerkreise);
Schlüsselschloss-Verriegelungen (projektabhängig) zur Sicherstellung der Schaltreihenfolge;
lokale mechanische Anzeige sowie optionale Zusatzschilder „GEFAHR – SPANNUNG/GEERDET“;
optionale Wegbegrenzer und Dämpfer zur Reduzierung von Stoßbelastungen.

Ausführungen und Optionen

Die Basisreihe umfasst die Ausführung ohne Erdschalter (RVR) und mit Erdschalter (RVRZ). Die einpolige Konstruktion erlaubt die Konfiguration dreiphasiger Gruppen mittels Kuppelstangen und Synchronwellen. Antriebe – handbetätigt (Drehantrieb) oder elektromotorisch mit Fernbetätigung. Auf Wunsch spiegelverkehrte Anordnung des Erdschalters (links/rechts), Anschluss-Schienen unterschiedlicher Breite und Sätze flexibler Kompensatoren, zusätzliche Hilfskontakte sowie Positionssensoren zur Einbindung in Leit-/SCADA-Systeme.

Ausführungscode	Beschreibung	Einsatz/Anmerkung
RVR-20/8000	Einpoliger Trennschalter ohne Erdschalter	Sammelschienen-Sektionierung, Bypass-Brücken
RVRZ-20/8000-L	Trennschalter mit Erdschalter links in Antriebsrichtung	Arbeits-/Wartungserdungen an Abgängen
RVRZ-20/8000-R	Trennschalter mit Erdschalter rechts in Antriebsrichtung	Optimierung der Feld-/Schrankanordnung
… + MP	Mit Motorantrieb und Fernsteuerung	Integration in Leitlogik/SCADA
… + HK	Zusätzliche Hilfskontakte (EIN/AUS/GEERDET)	Signalisierung, Geräte-Verriegelungen

Werkstoffe und Lebensdauer

Baugruppe	Werkstoff/Beschichtung	Zweck/Merkmale
Bewegliches Messer	Kupfer, Kontaktflächen versilbert	Niedriger Übergangswiderstand bei 8000 A
Fester Kontakt	Lamellen aus Kupferlegierung, Silberbeschichtung	Stabiles Pressen, Kurzschlussfestigkeit
Isolatoren	Porzellan/Verbund, erhöhte Kriechstrecke	Betrieb bei hoher Feuchte/Verschmutzung
Rahmen/Wellen	Stahl mit Pulverbeschichtung/Verzinkung	Korrosionsbeständigkeit, Steifigkeit
Federn	Federstahl	Aufrechterhaltung des Kontaktpressdrucks

Normenkonformität

Konstruktion und Typprüfungen orientieren sich an den in Deutschland/EU geltenden Normen für Schaltgeräte der Mittelspannung:

DIN EN IEC 62271-1 - Allgemeine Festlegungen für Schaltgeräte und Schaltanlagen;
DIN EN IEC 62271-102 - Trennschalter und Erdschalter für Wechselstrom;
DIN EN IEC 62271-200 - Metallgekapselte Schaltanlagen für Wechselstrom 1–52 kV;
EN/IEC 60721-3-3 - Umgebungsbedingungen, stationäre Nutzung an wettergeschützten Orten (Klimakategorie für Innenraum-Einsatz).

Kooperation mit Fertigern und Dienstleistern

Wir sind offen für die Zusammenarbeit mit Maschinenbau- und KRU-Werken, Montage- und Serviceunternehmen. Bereitgestellt werden lizenzierbare Arbeitsunterlagen zur Fertigung der RVR/RVRZ-Trennschalter passend zu Ihren Kapazitäten, einschließlich Materialspezifikationen und typischer Fertigungsabläufe. Unterstützung bei der Fertigung von Baugruppen auf Partnerstandorten (Biegen und Löten von Kupferschienen, Herstellung von Lamellenkontakten, mechanische Bearbeitung, Galvanik) sowie bei Validierung und Qualifikationsprüfungen gemäß Programm und Methoden. Investoren und Entwicklern bieten wir Unterstützung bei Lokalisierung, Lieferantenauswahl, Kalkulation und Modernisierung. Für Leittechnik-Integratoren liefern wir Pakete zu Antrieben, Endschaltern und Signalisierungs-/Steuerschnittstellen.

Bereitgestellte Unterlagen für Planung und Produktion

Auf Anfrage versenden wir ein Paket mit: 3D-Modellen (Parasolid, STEP), Baugruppen- und Bauteilzeichnungen (DWG/DXF), Baugruppenmodelle für AutoCAD/SolidWorks, Stücklisten für Kaufteile und Materialien, Verriegelungs- und Kinematikschemata, Montage- und Wartungsanleitungen, Typenschilder/Technische Daten gemäß Lieferumfang. Projektanpassungen sind möglich (Abmessungen des Feldes, Sammelschienenbreite, Antriebsorientierung) sowie die Begleitung eines Serienanlaufs ohne Prototypen auf Basis erprobter Lösungen und berechneter Nachweise zu Erwärmung und elektrodynamischer Festigkeit.

Ihre Vorteile

– Keine Notwendigkeit eines großen Teams hochqualifizierter Ingenieure – Sie erhalten vollständige Unterlagen, mit denen ein Ingenieur mittlerer Qualifikation arbeiten kann.
– Keine Prototypenfertigung erforderlich – unsere Erfahrung ermöglicht den direkten Serienanlauf.
– Bei Arbeit nach unserer Dokumentation erhalten Ihre Spezialisten Beratung zu allen Details der RVR-20-Fertigung (Layout, Kinematik, Kontrolle des Kontaktpressdrucks, Einstellung der Verriegelungen, Prüfvorbereitung).