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Vertikaler Knie-Trennschalter (Vertikaler Knie-Trennisolator)

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Vertikaler Knie-Trennmechanismus

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Der vertikale Knie-Trennschalter (Vertical Knee Break Isolator) ist ein Hochspannungs-Trennschalter, der in Freiluft-Umspannwerken eingesetzt wird, um eine sichtbare elektrische Trennung der Anlagen zu gewährleisten, nachdem der zugehörige Leistungsschalter den Strom unterbrochen hat. Er verfügt über ein schwenkbares „Knie“-Gelenk, das sich im Betrieb nach oben oder unten klappen lässt, wodurch er sich für Umspannwerke eignet, in denen der Platz in der Horizontalen begrenzt ist.

Funktionsprinzip
Der vertikale Knie-Trennschalter besteht aus zwei leitenden Armen, die durch ein schwenkbares Kniegelenk verbunden sind.

·Geschlossene Stellung: Die Arme sind in einer Linie ausgerichtet und bilden einen durchgehenden Strompfad zwischen den Anschlüssen.
·Geöffnete Stellung: Der Betätigungsmechanismus biegt das Kniegelenk, wodurch sich der obere Arm nach oben (oder je nach Ausführung nach unten) bewegt und ein sichtbarer Luftspalt zur Trennung entsteht.

Wie alle Trennschalter ist er nicht dafür ausgelegt, Last- oder Fehlerstrom zu unterbrechen. Der zugehörige Leistungsschalter muss den Stromkreis zunächst spannungsfrei schalten.

Normale Betriebsabfolge
1. Den Leistungsschalter öffnen.
2. Überprüfen, ob der Stromkreis spannungsfrei ist.
3. Den vertikalen Knie-Trennschalter öffnen.
4. Den Erdungsschalter schließen, falls Wartungsarbeiten durchgeführt werden sollen.

Hauptkomponenten
·Festkontakte
·Oberer und unterer Leitarm
·Gelenkiges Kniegelenk
·Stützisolatoren
·Betätigungsgestänge
·Motorbetätigter oder manueller Betätigungsmechanismus
·Grundrahmen
·Stellungsanzeige
·Hilfsschalter

Merkmale
·Der klappbare Kniegelenkmechanismus sorgt für eine kompakte Betätigungsbewegung.
·Der sichtbare Isolationsabstand erhöht die Sicherheit bei Wartungsarbeiten.
·Geeignet für Umspannwerke mit begrenztem horizontalen Freiraum.
·Hohe mechanische Zuverlässigkeit.
·Erhältlich mit manueller oder motorischer Betätigung.
·Konzipiert für den Außeneinsatz in luftisolierten Umspannwerken (AIS).

Typische Nennspannungen
·72,5 kV Verteilung und Unterübertragung
·110 kV Übertragungsumspannwerke
·132 kV Versorgungsübertragung
·145 kV Hochspannungs-Schaltanlagen
·220 kV Übertragungsnetze
·330 kV Höchstspannungs-Schaltanlagen
·400 kV Höchstspannungs-Übertragung

Vorteile
·Kompakte Bauweise, die weniger horizontalen Platz benötigt.
·Deutlich sichtbare Isolierung für die Sicherheit des Bedienpersonals.
·Zuverlässige mechanische Funktion.
·Gut geeignet für beengte Umspannwerkslayouts.
·Lange Lebensdauer bei relativ geringem Wartungsaufwand.

Einschränkungen
·Kann weder Last- noch Fehlerstrom unterbrechen.
·Darf erst betätigt werden, nachdem der Leistungsschalter ausgelöst hat.
·Mechanisch komplexer als einige herkömmliche Trennschalterkonstruktionen.

Anwendungen
Vertikale Knie-Trennschalter werden häufig eingesetzt für:
·Luftisolierte Schaltanlagen (AIS)
·Trennung von Übertragungsleitungen
·Trennung von Transformatoren
·Trennung von Leistungsschaltern
·Segmentierung von Sammelschienen
·Industrie- und Versorgungsschaltanlagen
·Anlagen mit begrenztem horizontalen Platzbedarf

Typische Anwendungen nach Spannung
·72,5–145 kV: Verteil- und Unterübertragungsstationen mit begrenztem Platzangebot.
·220–400 kV: Hochspannungs-Übertragungsstationen, bei denen kompakte Anordnungen erforderlich sind.
Industrielle Stromversorgungssysteme: Trennung von Transformatoren, Leistungsschaltern und Sammelschienen.

Der vertikale Knie-Trennschalter kombiniert eine zuverlässige sichtbare Trennung mit einem kompakten Betätigungsmechanismus und ist damit eine effektive Wahl für luftisolierte Umspannwerke, in denen herkömmliche Trennschalter mit horizontaler Öffnung aufgrund von Platzmangel weniger geeignet sind.