Presseinformation

Pantografenfahrspannung ohne Hilfsenergie einschalten

Innovativer AC Vakuumschalter von Schaltbau

München (September 2006). Für E-Loks und elektrische Triebzüge, die mit Wechselstrom betrieben werden, präsentiert Schaltbau eine Innovation der besonderen Art. Es ist dies der AC Vakuumschalter, der zum sicheren Einschalten der Fahrdrahtspannung praktisch keine Hilfsenergien benötigt: Die zu seiner Funktion benötigte Energie ist in einer Sprungfeder gespeichert. Zur Auslösung des Startvorgangs genügt eine minimale elektrische Energie, um mittels Magnetspule die mechanische Verriegelung zu lösen – und die auch von einer nahezu leeren Fahrzeugbatterie noch geliefert werden kann.
Vakuumschalter der Baureihe CVB (Circuit Vacuum Breaker) werden als Hauptschalter und Schutzeinrichtung für Wechselstrombahnfahrzeuge eingesetzt. Meist werden sie dazu auf dem Dach zwischen Stromabnehmer und Haupttransformator montiert. Die neue Baureihe CVB ist ausgelegt, um Betriebsströme, Überströme und Kurzschlussströme abzuschalten. Bevorzugten Einsatz findet die Schaltbau-Innovation bei neuen Lokomotiven. Aber auch beim Ersetzen vorhandener Leistungs- und Lasttrennschalter muss der Dachaufbau nicht geändert werden. Zum Dacherdungsschalter (Typ BTE) ist der „Vacuum Breaker“ ebenfalls kompatibel.
Das Hauptmerkmal des CVB ist sein mit einem Federspeicher versehenen Antriebssystem, das die zur Aktivierung des Hauptkontaktes benötigte Energie speichert. Die Feder wird (während des Betriebs, bei eingeschalteter Fahrspannung) von einem Elektromotor in weniger als 10 Sekunden gespannt und mechanisch verriegelt. Um die Hauptkontakte zu schließen, bedarf es daher nur der geringen elektrischen Energie, um per Elektromagnet diese mechanische Sperre zu entriegeln und damit die Feder zu aktivieren. 
Sind die Hauptkontakte geschlossen, wird ihre Position durch eine elektromagnetische Schaltklinke gehalten. Wird hingegen das EIN-Regelungssignal deaktiviert oder die Stromzufuhr des Vakuumschalters unterbrochen, so wird diese Sperre aufgehoben und spezielle Rückstellfedern öffnen die Hauptkontakte (Ausfallsicherheitsprinzip). 
Die Steuerung aller Abläufe erfolgt in einer elektronischen Steuereinheit. Diese überwacht die Funktion der Hauptkontakte, steuert den Elektromotor für das Spannen der Feder und sorgt für sicheren Betrieb auch in Notsituationen. Eine Schnittstelle zum Kontrollschaltkreis des Schienenfahrzeugs ist vorhanden.
Der für die Betriebsspannungen 15 kV (16? Hz) und 25 kV (50 und 60 Hz) entwickelte Vakuumschalter entspricht den Normen EN 60077-4, EN 50124-1, EN 60694, EN 50155 sowie EN 50121-3-2 und zeichnet sich durch folgende Highlights aus:
·	Aktivierung auch bei niedrigem Batterieladestand möglich.
·	Keine Probleme mit fehlender oder schwacher Druckluftzufuhr.
·	Keine Probleme mit niedrigen oder plötzlich wechselnden Temperaturen.
·	Ausfallsicherheitsprinzip: Aussetzen der Versorgungs- oder Steuerspannung bewirkt Öffnen der Hauptkontakte.
·	Redundantes Rückstellfedersystem.
·	Leichtgewichtige Epoxydharzisolatoren.
·	Echtzeitüberwachung und -speicherung von Betriebsdaten.
·	Robuste, zuverlässige Bauart für lange Lebensdauer und geringe Lebenszykluskosten.
Das Schaltelement ist eine Vakuumröhre von langer Lebensdauer. Der sie umschließende Isolator kapselt sie hermetisch von allen Umwelteinflüssen ab. Die Verbindung zum Stromabnehmer und zum Haupttransformator erfolgt über zwei Anschlüsse M 12. Für den Anschluss der Messerkontakte des Erdungsschalters sind zwei Federzugklemmen vorhanden. Konstruktiv ist wartungs- und nachjustierfreier Betrieb mit gleichbleibend hohem Kontaktdruck über die gesamte Lebensdauer sicher gestellt.
Das Antriebs- und Steuersystem, das auch mehrfaches Einschalten protokolliert und dagegen einen Kurzschlussschutz bietet, hat vereinfacht dargestellt folgende grundsätzlichen Funktionsabläufe: Die von einem Elektromotor gespannte Hauptfeder hält die zum Einschalten benötigte Energie bereit. Der Spannvorgang startet mit der Zufuhr der Versorgungsspannung. Die Federspannung wird durch eine Verriegelung gehalten, ohne dass es dazu weiterer Energiezufuhr bedarf. Sobald die Hauptfeder gespannt ist (< 10 s), ist der CVB bereit zum Einschalten, wozu wie beschrieben, ein elektrischer Impuls ausreicht.
Der Mechanismus zum Schließen und Halten wandelt die Federenergie in eine kontrollierte Schließbewegung (hohe Beschleunigung, rasche Dämpfung) für die Hauptkontakte der Vakuumröhre um. Bei angelegter Betriebsspannung ist ein Haltemagnet aktiviert und die Hauptkontakte sind geschlossen. Wird die Betriebs- oder Versorgungsspannung abgeschaltet, wird der Haltemagnet deaktiviert und über einen Satz Rückstellfedern werden die Hauptkontakte in kontrollierter Bewegung geöffnet.