Der Grund für das Aufheizen der Hochspannungsschaltanlage beim Einschalten

Nach einer kurzen Einführung in die Hochspannungsschaltanlage und damit, dass wir uns mit den Gründen für das Aufheizen der Hochspannungsschaltanlage bei Stromdurchfluss befassen, frage ich mich, ob Sie daran interessiert sind? Wir setzen uns dafür ein, Ihnen einen Service von bester Qualität zu bieten – schauen wir einmal genauer hin.

(1) Die Ausdehnungswirkung verschiedener Metalle ist unterschiedlich. Der thermische Ausdehnungskoeffizient von Stahlbolzen ist wesentlich geringer als der von Kupfer- und Aluminiumstromschienen; insbesondere bei bolzenbasierten Anlagengelenken führt die Änderung von Laststrom und Temperatur im Betrieb dazu, dass sich Aluminium oder Kupfer sowie Eisen unterschiedlich ausdehnen und zusammenziehen und dabei kriechen – also langsam plastisch verformen unter Belastung. Dieser Kriechprozess hängt zudem stark mit der Temperatur an den Verbindungsstellen zusammen. Praktisch hat sich gezeigt, dass bei Betriebstemperaturen an den Verbindungsstellen über 80°C das Verbindungsstückmetall aufgrund von Überhitzung expandiert, wodurch sich die Kontaktflächen verschieben, kleine Hohlräume entstehen und Oxidation auftritt. Wenn der Laststrom abnimmt und die Temperatur auf die ursprüngliche Kontaktposition zurückgeht, ist aufgrund des oxidischen Films auf der Kontaktfläche kein direkter metallischer Kontakt mehr möglich, wie er bei der ursprünglichen Montage bestand. Mit jedem Temperaturwechsel erhöht sich der Kontaktwiderstand, was wiederum die Wärmeentwicklung im nächsten Zyklus verstärkt. Die erhöhte Temperatur verschlechtert dann weiter die Betriebsbedingungen des Gelenks und führt so zu einem Teufelskreis.

(2) Die Messdaten der Typprüfung werden normalerweise im Labor durchgeführt und dauern nicht lange, meistens nicht länger als 8 Stunden. Dabei treten keine kumulativen Effekte durch Temperaturanstiege auf und können daher nicht mit dem Langzeitbetrieb und kontinuierlich erwärmten Geräten gleichgesetzt werden.

(3) Unangemessener Anpressdruck der Befestigungsbolzen am Verbindungsteil. Einige Installateure oder Wartungspersonal meinen, je fester die Verbindungsbolzen beim Leiteranschluss angezogen werden, desto besser sei es – doch tatsächlich verhält es sich genau andersherum. Besonders bei Aluminiumstromschienen ist der Elastizitätskoeffizient gering; sobald der Anpressdruck der Mutter einen bestimmten kritischen Wert erreicht, kann bei schlechter Materialfestigkeit eine weiter steigende, unangemessene Kraft zu partieller Verformung und Erhebung der Kontaktfläche führen. Dadurch verringert sich die Kontaktfläche, der Kontaktwiderstand steigt und die Kontaktwirkung des Leiters leidet. Zudem entspricht die Leitfähigkeit der gewählten Leitermaterialien nicht den Anforderungen; meist liegt dies an einer unzureichenden Reinheit der Leiterrohstoffe.

(4) Andere Faktoren vor Ort, wie etwa unsachgemäße Installations- und Wartungsprozesse – beispielsweise bei der Bearbeitung, Verbindung und Installation der Stromschienen – führen dazu, dass die Kontaktfläche der Stromschienen nicht korrekt, ungleichmäßig oder uneben ist und keine spezielle Schmierpaste verwendet wird. Dadurch verringert sich die effektive Kontaktfläche, der Kontaktwiderstand steigt und es kommt zu einer Erwärmung.