Het belangrijkste verschil tussen deze twee apparaatfamilies is of de schakelaar geschikt is om stroom te onderbreken onder belasting.Een scheidingsschakelaar (ook wel isolator genoemd) is een apparaat dat de stroomtoevoer onder spanning onderbreekt: het mag alleen worden bediend nadat het circuit door een stroomopwaartse beveiliging spanningsloos is gemaakt. Een lastscheider (LBS) is ontworpen en gedimensioneerd om de normale bedrijfsstroom, en in veel configuraties ook de foutstroom, te onderbreken en in te schakelen terwijl het circuit onder spanning blijft. Het combineren van deze twee functies is geen onduidelijkheid in de specificaties, maar een grens die de veiligheid en de integriteit van de apparatuur waarborgt.
Alle andere verschillen in hardware, onderlinge verbanden en projectspecificaties vloeien voort uit die ene zin.
Een scheidingsschakelaar zorgt ervoor dat zichtbare of verifieerbare isolatie van een spanningsloos gedeelte. De contacten hoeven geen vlamboog te doven bij de nominale spanning en stroomsterkte; ze moeten een betrouwbare open verbinding behouden onder spanningsbelasting nadat de stroom elders al is onderbroken – door een stroomonderbreker, zekering of LBS stroomopwaarts. Normen zoals IEC 62271-102 definiëren scheidingsschakelaars aan de hand van de afwezigheid van een stroomonderbrekende eis onder normale bedrijfsomstandigheden. De belangrijkste prestatieparameters zijn:
Omdat boogonderbreking niet nodig is, is de contactgeometrie eenvoudiger: de opening hoeft alleen maar zichtbaar en mechanisch stabiel te zijn.
A lastscheidingsschakelaar is beoordeeld als Een circuit openen en sluiten dat een normale bedrijfsstroom voert. bij systeemspanning, en om dit herhaaldelijk te doen tijdens bedrijf. IEC 62271-103 regelt het ontwerp van middenspanningsschakelaars en maakt onderscheid tussen het onderbreken van de belastingstroom en het onderbreken van de kortsluitstroom: een LBS is op zichzelf geen kortsluitinrichting. Een schakelaar-zekeringcombinatie of een andere gecoördineerde beveiligingsinrichting kan de vereiste kortsluitfunctie bieden. De belangrijkste prestatieparameters zijn:
De aanwezigheid van een vlamboogdovingsmechanisme — SF₆-gas, vacuümonderbreker, olie of luchtstroom — maakt deze classificaties fysiek mogelijk.
Een scheidingsschakelaar met contactpunten voert continu stroom, maar opent in een spanningsloos circuit. Bij het ontwerp ligt de nadruk op een lage contactweerstand voor optimale thermische prestaties, een robuuste mechanische vergrendeling en een voldoende grote luchtspleet om te voldoen aan de relevante impuls- en netfrequentie-bestendigheidstests. Zowel bladschakelaars, pantograafschakelaars als schakelaars met middenonderbreking bereiken dit zonder gebruik te maken van vlamboogdovende middelen.
Een lastscheider moet een vlamboog doven bij de systeemspanning met een stroomsterkte die enkele honderden ampère kan bedragen. De contactsnelheid, de geometrie van de contactbeweging en het blusmedium zijn daarom ontworpen voor een specifiek vlamboogenergiebereik. Een langzaam, groot contactblad dat is ontworpen voor visuele isolatie zou niet dezelfde vlamboogdovingsprestaties leveren — de vlamboog zou eenvoudigweg opnieuw ontbranden of contacterosie veroorzaken die de nuttige levensduur tenietdoet.
Omdat een scheidingsschakelaar de belastingstroom niet veilig kan onderbreken, schrijven de meeste installatienormen en schakelinstallaties een mechanische of elektrische vergrendeling voor tussen de stroomonderbreker (of LBS) stroomopwaarts en de scheidingsschakelaar stroomafwaarts. De volgorde is: open eerst de stroomonderbreker/LBS, open dan de scheidingsschakelaar; sluit eerst de scheidingsschakelaar, sluit dan de stroomonderbreker/LBS. Het omzeilen van deze vergrendelingsvolgorde – zelfs maar even – brengt het risico met zich mee van een kortsluiting, een gebeurtenis waarvoor de contacten van de scheidingsschakelaar niet zijn ontworpen.
Een lastscheider heeft deze beperking niet met betrekking tot zijn eigen contacten, omdat deze is ontworpen om de stroom te onderbreken die hij opent. Een lastscheider is echter doorgaans nog steeds gekoppeld aan beveiliging stroomopwaarts of stroomafwaarts wanneer foutopruiming op busniveau vereist is.
Scheidingsschakelaars komen vaak voor in schakelinstallaties naast aardingsschakelaars, juist omdat isolatie voor onderhoud hun ontwerpdoel is. Een aardingsschakelaar die via het frame van de scheidingsschakelaar is geaard, zorgt voor een aantoonbaar veilige werksituatie zodra de isolatie is bevestigd. Deze combinatie – scheidingsschakelaar plus aardingsschakelaar plus stroomopwaartse LBS of stroomonderbreker – is een standaardprocedure in middenspanningsdistributiestations.
Voor het schakelbereik achter de werking met belastingsstroom, zie IEC-62271 103De projectspecificatie en het door de fabrikant goedgekeurde gegevensblad blijven de basis voor de beslissing over een bepaald model.
Bij het specificeren of evalueren van een van beide apparaten bepalen de volgende parameters of een scheidingsschakelaar of een lastscheider de juiste keuze is:
Systeemspanning (µm): Beide apparaatfamilies hebben nominale spanningsclassificaties (bijv. 12 kV, 24 kV, 36 kV). Geen van beide kan de andere zomaar vervangen, alleen omdat hun spanningsklassen elkaar overlappen.
Normale stroom (Ir): De nominale continue stroomsterkte. Beide apparaatfamilies voeren normale stroom; de LBS moet deze ook kunnen onderbreken.
Kortstondige bestandstroom (Icw) en piekbestandstroom (Ipk): Beide apparaten moeten de kortsluitstroom gedurende de uitschakeltijd van het stroomopwaartse beveiligingsapparaat kunnen weerstaan. Dit is een thermische en elektromagnetische duurzaamheidsclassificatie, geen onderbrekingsclassificatie, voor beide apparaten.
Stroomsterkte bij het uitschakelen van de belasting: Deze parameter staat vermeld op de datasheets van LBS-systemen; hij staat niet vermeld op de datasheets van scheidingsschakelaars, omdat scheidingsschakelaars deze mogelijkheid niet hebben.
Foutstroom (Ipm): Van toepassing op LBS-ontwerpen die deze classificatie omvatten. Relevant wanneer het inschakelen van de stroom bij een kortsluiting een aannemelijk bedrijfsscenario is.
Bedrijfsmilieu: Binnen versus buiten, vervuilingsniveau, hoogtecorrectie, seismische zone - deze factoren beïnvloeden de isolatiecoördinatie en het mechanisch ontwerp voor beide apparaatfamilies en bepalen op zichzelf niet welke schakelfunctie vereist is.
Schakelfrequentie: De frequentie waarmee de belastingstroom wordt onderbroken tijdens normaal gebruik, bepaalt de selectie van de duurzaamheidsklasse van het LBS-systeem. Een schakelpunt dat zelden wordt gebruikt, stelt heel andere eisen aan de duurzaamheid dan een schakelpunt dat meerdere keren per dag wordt gebruikt.
| Parameter | Ontkoppel schakelaar | Lastbreukschakelaar |
|---|---|---|
| Onderbreekt de belastingsstroom | Nee, de stroomkring moet eerst worden uitgeschakeld. | Ja — beoordeeld als normale stroom. |
| Onderbreekt de kortsluitstroom. | Nee | Nee (tenzij gecombineerd met een zekering of een extra nominale waarde) |
| Foutmakend vermogen | Geen normale isolatiedienst | Afhankelijk van het model en de projectvereisten; bevestig de opgegeven beoordeling. |
| Boogdovingsmechanisme | Niet vereist voor isolatie zonder belasting. | Modelspecifiek onderbrekingssysteem |
| Primaire ontwerpmissie | Zichtbare isolatie voor onderhoud | Operationeel schakelen onder belasting |
| Typische vereiste voor in elkaar grijpende verbindingen | De stroomopwaartse breker of LBS moet eerst openen. | Zelfvoorzienend voor belastingsstroombedrijf |
| Referentie naar normen | IEC-62271 102 | IEC-62271 103 |
| Gecombineerd met aardingsschakelaar | Veelgestelde | Minder gebruikelijk, afhankelijk van de topologie. |
Nee. Het bedienen van een scheidingsschakelaar op een onder spanning staand circuit – zelfs bij lage belasting – brengt het risico met zich mee van een aanhoudende vlamboog die door de contactgeometrie niet kan worden gedoofd. Dit kan leiden tot contactschade, overslag of letsel. Eerst moet de stroomopwaartse schakelaar worden omgeschakeld.
Nee. Een standaard LBS is ontworpen om de normale bedrijfsstroom te onderbreken, niet de kortsluitstroom. Wanneer het uitschakelen van een kortsluiting vereist is, wordt de LBS gecombineerd met stroombegrenzende zekeringen, een stroomonderbreker of is deze gespecificeerd met een expliciete kortsluitstroomcapaciteit. Om de kortsluitstroomcapaciteit te bevestigen, moet u de werkelijke nominale parameters aflezen en deze niet alleen afleiden uit het label van de LBS.
Over het algemeen niet, tenzij het LBS-ontwerp een onafhankelijk geverifieerde isolatieopening bevat en de relevante lokale veiligheidsvoorschriften deze als isolatiepunt accepteren. Veel isolatieprocedures en -normen vereisen een duidelijk zichtbaar isolatieapparaat, zelfs wanneer er een LBS in dezelfde ruimte aanwezig is.
Icw (kortstondige weerstandsstroom) is de kortsluitstroom die beide apparaten moeten kunnen verdragen zonder schade op te lopen terwijl de stroomopwaartse beveiliging in werking is. De uitschakelstroom is de normale belastingsstroom die een LBS moet kunnen onderbreken. Het zijn afzonderlijke parameters die betrekking hebben op afzonderlijke functies: de ene betreft de duurzaamheid bij een kortsluiting; de andere betreft de operationele onderbreking.
Wanneer contacten onder stroom van elkaar loskomen, ontstaat er een vlamboog. Een LBS (Load Breaker Switch) moet die vlamboog betrouwbaar doven bij de nominale spanning en stroomsterkte binnen een fractie van een cyclus; het blusmedium (SF₆, vacuüm, olie) zorgt voor het diëlektrische herstel en de koeling die nodig zijn om de vlamboog te doven. Een scheidingsschakelaar opent in een spanningsloze ruimte waar geen vlamboog ontstaat, waardoor geen blusmedium nodig is.
Voor het specificeren van een van beide apparaten voor een distributieproject zijn minimaal de volgende gegevens nodig. Door deze gegevens te verzamelen voordat u contact opneemt met een fabrikant, wordt de offertecyclus verkort en worden onduidelijkheden in de specificaties voorkomen.
Voor schakelapparatuur voor middenspanningsdistributie die zowel isolatie- als lastschakelingsfuncties vervult, raadpleegt u de volgende informatie: XIYA POWER scheidingsschakelaarreeks, stroomonderbrekerfamilieen distributie- en schakelapparatuurhub voordat u een projectspecifieke configuratie aanvraagt.
De inhoud is gebaseerd op algemene elektrotechnische praktijken en IEC-normen. Toepassingsspecifieke selectie dient te worden geverifieerd aan de hand van de relevante projectnormen, lokale netvoorschriften en de gepubliceerde technische gegevens van de fabrikant.
