Zähleraustausch. Unter Spannung stehende Platine. Der Techniker baute das Messgerät aus, löste die Stromwandlerleitungen am Klemmenblock, klebte sie mit Klebeband beiseite und hinterließ eine Notiz, dass die Arbeiten nächste Woche fertiggestellt werden sollten. Sieben Tage lang lief die Platine mit zwei frei schwingenden Sekundärwicklungen der Stromwandler, während die Primärwicklungen voll belastet blieben. Niemand hörte etwas, sah etwas oder maß etwas, und der Schaden wurde erst später entdeckt, als die Zählerstände keinen Sinn mehr ergaben.
So entstehen offene CT-Sekundärprozesse. Niemand beschließt bewusst, gegen eine Regel zu verstoßen. Jemand erledigt auf dem Weg zu einem größeren Auftrag eine kleine Aufgabe, und schon kommt einem eine Woche kurz vor.
Zunächst die Regel, da sie kurz ist: Solange Strom in der Primärseite fließt, muss die Sekundärseite geschlossen sein, entweder über ihre Last oder über eine Kurzschlussbrücke. Im Folgenden geht es um Niederspannungs-Stromwandler für Mess- und Schutzzwecke in Schaltanlagen, Verteilertafeln und Motorsteuerungszentren bei 0,66 kV und darunter. Mittelspannungs-Messwandler sind eine ganz andere Sache, und die Genehmigungs- und Trennverfahren an Ihrem Standort haben Vorrang vor allem, was hier geschrieben steht. ACXION stellt die als Beispiel herangezogene ACH-Baureihe her, daher stammen die angegebenen Zahlen aus unserem eigenen Katalog und unseren Zeichnungen.
Was eine offene Sekundärverteidigung eigentlich bewirkt
Ein Transformator bleibt im Gleichgewicht, weil sein Sekundärstrom der magnetomotorischen Kraft des Primärstroms entgegenwirkt. Im Normalbetrieb heben sich die beiden Kräfte nahezu auf, der Magnetfluss im Kern bleibt gering, und die Sekundärseite liefert ein oder zwei Volt für die Last. Das ist alles.
Entfernt man den Sekundärkreis, hört die Kompensation auf. Nun wird der gesamte Primärstrom zum Magnetisierungsstrom. Der Kern wird gesättigt. An den Anschlüssen entsteht eine Spannung, die nichts mit dem auf dem Typenschild angegebenen Übersetzungsverhältnis zu tun hat. Bei einem üblichen Messverhältnis sind das mehrere hundert Volt. Die Wellenform ist kein Sinus. Es handelt sich um eine Folge von Spitzen, da der Kern zweimal pro Zyklus in Sättigung geht und wieder aus der Sättigung herauskommt.
Daraus ergeben sich drei Folgen. Die Anschlüsse stellen an einer Stelle, an der niemand damit rechnet, eine Stromschlaggefahr dar. Die Isolierung der Wicklung und aller noch angeschlossenen Teile wird weit über ihre Nennbelastung hinaus beansprucht. Und dann ist da noch der Rest: der Restmagnetismus im Kern, der von außen nicht zu erkennen ist.
Der dritte Punkt wird oft unterschätzt. Ein CT, der unter Last offen gelaufen ist, funktioniert möglicherweise noch. Es handelt sich dann jedoch nicht mehr um das von Ihnen spezifizierte Gerät, und solange Sie kein Referenzgerät zum Vergleich haben, werden Sie nie erfahren, wie weit es sich verschoben hat.
Wo die Regel tatsächlich gebrochen wird
Kaum jemand öffnet absichtlich einen Sekundärkreis. Meistens handelt es sich um Messarbeiten an einer Schalttafel, die nicht abgeschaltet werden kann. Messgerät abgezogen, Messleitungen entfernt, Stromkreis offen – solange die Arbeiten dauern. Andere Vorgehensweisen führen zum gleichen Ergebnis. Ein Schutzrelais, das aus seinem Gehäuse entnommen wurde, ohne dass die Kurzschlusskontakte geschlossen sind. Ein Prüfblock, der in der Prüfposition belassen wurde. Klemmenabdeckungen, die für eine Isolationsprüfung abgenommen wurden. Ein Stromwandler, der während einer Abschaltung montiert und vor der Wiederherstellung der Versorgung nie verkabelt wurde.
Uns wurden zwei Schalttafeln gezeigt, bei denen nach dem Austausch der Zähler die Anschlüsse mit einem Zettel „später fertigstellen“ abgeklebt worden waren; beide waren wochenlang in diesem Zustand in Betrieb. Beim dritten Auftrag lief es anders. Nach der Inbetriebnahme waren Kurzschlussbrücken zurückgelassen worden, der Zählerstand lag bei Null, und im Bericht wurde ein defekter Zähler statt eines aktiven Kurzschlusses angegeben.
Eine Gewohnheit beugt einer ganzen Reihe von Fehlern vor: Schließen Sie die Sekundärseite kurz, bevor Sie die Verbindung trennen, und vergewissern Sie sich, dass der Kurzschluss beseitigt ist, nachdem Sie die Verbindung wiederhergestellt haben. Es gibt Kurzschluss-Klemmenblöcke und Prüfblöcke, sodass dies ohne Schraubendreher in der Nähe einer unter Spannung stehenden Wicklung durchgeführt werden kann.
Die Wahl des CT, damit die Arbeit überhaupt möglich ist
Die ACH-Baureihe unterscheidet sich je nach Aussehen des Hauptleiters, da das Fenster alle weiteren Merkmale bestimmt. Gehäuse des Typs I eignen sich für Kabel und kompakte Sammelschienen und sind in sechs Fenstergrößen von 30I bis 100I erhältlich, wobei die größte Ausführung Kabel mit einem Außendurchmesser von bis zu ca. 61 mm oder Sammelschienen mit den Maßen 100 × 10 mm aufnehmen kann. Typ II verfügt über rechteckige Fenster für Flachschienen, deren Breite je nach Gehäuse zwischen 33 mm und 155 mm liegt. Typ III ist die Version mit hohem Fenster für große Sammelschienen und deckt Primärströme von 500 bis 5000 A mit Klemmplattenbefestigung ab.
Die Sekundärstromstärke ist als 1 A oder 5 A erhältlich, wobei die Wahl meist von der Entfernung abhängt. Bei langen Leitungswegen zwischen CT und Messgerät sind die Verluste geringer und die Belastung des Kerns bei 1 A geringer. In einem kompakten Schaltkasten, in dem sich das Messgerät neben dem CT befindet, ist 5 A die übliche und kostengünstigere Lösung.
Genauigkeitsklasse und Last werden gemeinsam ausgewählt, und genau hier gehen Bestellungen am häufigsten schief. Das Sortiment umfasst die Klassen 1, 0,5, 0,2, 0,5S und 0,2S, wobei die Verfügbarkeit vom Übersetzungsverhältnis und der Last abhängt. Die Last selbst lässt sich nicht auf einen praktischen Wert runden. Sie setzt sich aus der Eingangslast des Messgeräts und dem Widerstand des gesamten Sekundärkreises einschließlich Kabel zusammen. Sobald die tatsächliche Last die Nennlast überschreitet, wird die Genauigkeitsklasse schlichtweg nicht mehr eingehalten. Tabellen mit Übersetzungsverhältnissen und Lasten für jedes Gehäuse finden Sie im Katalog unter der Rubrik Download-Seite, und wenn die Rechnung unübersichtlich wird, dann die Kontaktseite erreicht die Menschen, die es täglich betreiben.
Allgemeine Nennwerte für die gesamte Baureihe, als Referenz. Die Nennspannung beträgt 0,66 kV Wechselstrom mit einem Höchstwert von 0,69 kV bei 50 bis 60 Hz und einer Umgebungstemperatur von minus 30 bis plus 70 Grad Celsius. Die Netzfrequenz-Durchschlagfestigkeit beträgt 3000 V für eine Minute bei 50 Hz. Die Isolationsklasse ist E, die Installation ist bis zu einer Höhe von 3.000 Metern an einem korrosionsfreien, kondensationsfreien Standort möglich. Norm: GB/T 20840.2-2014, in Übereinstimmung mit IEC 61869-2.
Nachrüstungsarbeiten – da ist die Versuchung am größten
Geteilte Kerne kommen bei Arbeiten zum Einsatz, bei denen der Hauptstromkreis nicht unterbrochen werden kann. Eine Stromversorgung, die nicht unterbrochen werden darf. Eine Sammelschiene, die nicht getrennt werden darf. Ein Abschaltfenster, das sich in Stunden bemisst. Die K-Serie wird um den Leiter geklemmt und deckt Sammelschienenbreiten ab der Klasse 30 × 10 mm ab.
Was sich bei einem geteilten Kern nicht ändert, ist die Sekundärleitung. Die Sekundärleitung ist nach wie vor eine Wicklung, und wenn man sie unter Last öffnet, entstehen dieselben paar hundert Volt wie überall sonst auch. Bei Nachrüstarbeiten haben wir erlebt, dass Installateure davon ausgehen, dass ein aufsteckbarer Stromwandler bedeutet, die Verkabelung könne später noch ordentlich verlegt werden. Das ist nicht möglich. Schließen Sie zuerst die Sekundärleitung an. Schließen Sie sie über das Messgerät oder eine Überbrückung. Schalten Sie dann die Spannung ein.
Noch ein Wort zu den Montagesätzen, da diese den Kunden zusätzliche Lieferkosten verursachen. Halterungs- und Klemmplattensätze sind nach Gehäusegröße zugeordnet, und die Versionen „D kurz“ und „D lang“ sind nicht untereinander austauschbar. Bei drei Bestellungen im letzten Jahr traf vor Ort ein Satz ein, der zwar zur Gehäusefamilie passte, aber nicht der tatsächlich bestellten Größe entsprach, was für jeden Standort eine zweite Wartezeit auf die Lieferung zur Folge hatte.
Ein abschließender Hinweis zum Thema Verdacht
Nichts hier ersetzt die Isolierungs- und Genehmigungsverfahren Ihrer Anlage, und Arbeiten an einer unter Spannung stehenden Sekundärleitung sollten unter Kurzschluss – sofern die entsprechenden Einrichtungen vorhanden sind – von einer dazu befugten Person durchgeführt werden. Vermuten Sie, dass ein Stromwandler offen gelaufen ist? Seine Genauigkeit ist ungewiss, bis jemand das Gegenteil beweist. Wenn er einen Schutzkreis versorgt, wenden Sie sich mit dieser Frage an den Schutzingenieur. Die Beweislast liegt nicht beim Messgerät. Alle oben genannten Nennwerte stammen aus dem aktuellen Katalog; maßgeblich sind stets die genehmigte Verhältnis- und Belastungs-Tabelle sowie die mit der Bestellung gelieferte Zeichnung.
Der Techniker mit den mit Klebeband befestigten Rückleitungen war nach jedem vernünftigen Maßstab nicht nachlässig. Er hatte viel zu tun, es handelte sich um einen kleinen Auftrag, und die Gefahr zeigte sich erst später. Genau deshalb lohnt es sich, diese spezielle Regel noch einmal zu betonen: Ein offener Sekundärkreis gibt fast keine Warnung, während er auftritt, und er tritt während der Arbeit anderer auf, nicht während der eigenen.