Produktübersicht
Der ZWJLSZ-12 vorausbezahlte Hochspannungsmesskasten ist ein integriertes Außeneinsatz-Messgerät, das den ZW8-12 Wechselstrom-Vakuum-Leistungsschalter mit eingebauten Spannungs- und Stromwandlern sowie einem Steuer- und Messgehäuse kombiniert. Dieses Gerät bietet vorausbezahlte Energiemessung, Leitungsschutz und Fernsteuerungsfunktionen für Mittelspannungs-Stromverteilungssysteme mit einer Nennfrequenz von 50 Hz und einer Nennspannung von 6–10 kV.
Wichtigste Nennwerte
| Parameter | Spezifikation (gemäß Bestellung / Typenschild) |
|---|---|
| Systemspannungsklasse | 12-kV-Klasse (für Freiluftverteileranlagen) |
| Nennfrequenz | 50 Hz |
| Nennlast | 5000 kVA |
| Leistungsschaltertyp | ZW8-12 Freiluft-Wechselstrom-Vakuum-Leistungsschalter |
| Nennschließstoßstrom (Spitzenwert) | 50 kA |
| Nennkurzzeitstromtragfähigkeit | 20 kA (Dauer: 4 s) |
| Nennstoßstromtragfähigkeit | 50 kA |
| Steuerkreisspannung | AC 220 V ± 10 % |
| Betätigungsmechanismus | Federmechanismus (manueller/elektrischer Betrieb) |
| Schaltgeschwindigkeit | Öffnen ≤60 ms, Schließen ≤60 ms |
| Gehäusematerial | Zylindrische Edelstahlkonstruktion |
| Messfunktion | Vorausbezahlte Energiemessung mit Fernsteuerungsfähigkeit |
| Anwendbare Normen | IEC 61869-1/2, IEC 62271, GB/T 20840, GB 3906 |
Produktansichten
Hauptansicht des ZWJLSZ-12 Vorausbezahlten Messkastens mit zylindrischem Edelstahlgehäuse
Innenstruktur des ZWJLSZ-12 mit Leistungsschalter und Messwandlern
Seitenansicht des ZWJLSZ-12 mit Vakuum-Leistungsschalter und Wandlerbaugruppe
Funktionsprinzip
Der ZWJLSZ-12 arbeitet durch die Integration dreier Hauptsubsysteme: Der Vakuum-Leistungsschalter übernimmt die Unterbrechung und den Schutz der Leitung, die kombinierten Messwandler (Strom-/Spannungswandler) erfassen elektrische Parameter zur Messung und zum Schutz, und die Vorausbezahlungs-Steuerung verwaltet den Energieverbrauch basierend auf dem Guthabenstand. Der Vakuum-Leistungsschalter nutzt einen Federmechanismus für schnelles Schalten mit Öffnungs- und Schließzeiten unter 60 ms. Stromwandler mit Epoxidharz-Vakuum-Integralguss ermöglichen präzise Strommessung bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen von 10/5₁:5 bis 300/150₁:5, während Spannungswandler eine Transformation von 10₂ 0,1:0,22 kV für Genauigkeitsklasse 0,2 (Messung) und Schutzklasse 3 bereitstellen.
Anwendungsposition im System
- Vorausbezahlte Stromverteilung: Wohn-, Gewerbe- und Industrieanlagen mit vorausbezahlter Messung
- Mittelspannungsabgänge: 6–10-kV-Verteilnetze mit Lastmanagement-Anforderungen
- Zweigleitungs-Schutz: Spezielle Transformatorschutz- und Messanwendungen
- Fernüberwachung: Smart-Grid-Integration mit Fernsteuerungs- und Datenerfassungsfähigkeit
Konstruktionsübersicht
Die zylindrische Edelstahlgehäusekonstruktion bietet hervorragenden Korrosionsschutz für Außeninstallationen. Das integrierte Design vereint Vakuum-Leistungsschalter, Epoxidharz-gussgeformte Messwandler und Steuer-/Messelektronik in einem einzigen wetterfesten Gehäuse. Der Federmechanismus ermöglicht sowohl manuellen als auch elektrischen Betrieb mit Energiespeicherfunktion für den Betrieb bei Stromausfällen.
Betriebsbedingungen
Der ZWJLSZ-12 Vorausbezahlte Messkasten ist für den Außeneinsatz unter normalen Betriebsbedingungen in Mittelspannungs-Stromverteilungssystemen ausgelegt.
Installationsumgebungen
- Installationsumgebung: Außeninstallation
- Höhe über NN: Maximal 2000 m
- Umgebungstemperatur: −35 °C bis +40 °C
- Relative Luftfeuchtigkeit: Tagesdurchschnitt ≤ 95 %, Monatsdurchschnitt ≤ 90 %
- Gesättigter Dampfdruck: Tagesdurchschnitt ≤ 2,2 MPa, Monatsdurchschnitt ≤ 1,8 MPa
- Erdbebenfestigkeit: Bis zu Stärke 8
- Verschmutzungsgrad: Verschmutzungsfestigkeitsklasse III
- Umweltbedingungen: Frei von Brand-, Explosionsgefahr, chemischer Korrosion und starken Vibrationen
Konstruktion
Konstruktionsdesign
- Gehäuse: Zylindrisches Edelstahlgehäuse mit wetterfester Ausführung für den Außenbereich
- Leistungsschalter: ZW8-12 Freiluft-Wechselstrom-Vakuum-Leistungsschalter mit Federmechanismus
- Wandler: Epoxidharz-Vakuum-Integralguss (Strom- und Spannungswandler)
- Steuerungssystem: LDOEJ-R Dreiphasen-Hochspannungs-Kostensteuergerät
- Betätigungsmechanismus: Manueller/elektrischer Federmechanismus mit Energiespeicher
- Trennschalter: Mehrkomponentenisoliermaterial mit Hydrophobie und Kondensationshemmung
Komponenten des Leistungsschalters
Der ZW8-12 Vakuum-Leistungsschalter besteht aus Betätigungsmechanismus, leitfähigem Strompfad, Isolationssystem, Dichtungselementen und Gehäusebaugruppe in einer gemeinsamen Dreiphasen-Gehäusekonfiguration. Der leitfähige Strompfad umfasst leitfähige Halterungen, Vakuum-Löschkammer, thermische Isolierplatten, leitfähige Durchführungen mit Verbundisolatoren und Lichtbogenlöschgitter. Der Federmechanismus ermöglicht synchronisiertes Öffnen/Schließen mit mechanischer Verriegelung für Sicherheit.
Wandlerkonfiguration
Strom- und Spannungswandler verwenden Epoxidharz-Vakuum-Integralguss für hervorragende Isolationsleistung und Feuchtigkeitsbeständigkeit im Außenbereich. Mehrere Stromwandler-Übersetzungsverhältnisse von 10/5₁:5 bis 300/150₁:5 stehen mit Genauigkeitsklasse 0,2s für Messanwendungen zur Verfügung. Der Spannungswandler bietet eine Transformation von 10₂ 0,1:0,22 kV mit zwei Genauigkeitsklassen: 0,2 für Messung (20 VA) und 3 für Schutz (50 VA).
Fehlerverhinderungsmerkmale
- Trennschalter kann nicht geöffnet werden, solange Leitungsspannung anliegt
- Trennschalterbetätigung nur möglich, wenn Leistungsschalter geöffnet ist
- Überspannungsschutzfunktion mit Zeitverzögerung zur Vermeidung von Fehlbetätigung bei transienten Vorgängen
- Sichtbare Trennstellen für sichere Wartung bei Stromausfall
Wicklungen & Klemmenbezeichnung
Primärklemmen des Vakuum-Leistungsschalters:
- Eingangsklemmen: P1A, P1B, P1C
- Ausgangsklemmen: P2A, P2B, P2C
Sekundärklemmen des Stromwandlers:
- Stromwandler Phase A: 1S1/1S2
- Stromwandler Phase B: 2S1/2S2
- Stromwandler Phase C: 3S1/3S2
Sekundärklemmen des Spannungswandlers:
- Spannungswandler Messwicklung: 1a/1n
- Spannungswandler Schutzwicklung: 2a/2n
Datenreferenz
Technische Parameter sind gemäß Typenschild und Werksprüfbericht festgelegt. Die angegebenen Werte stellen Standardkonfigurationen dar; Sonderausführungen sind auf Anfrage erhältlich.
Nennwerte des Vakuum-Leistungsschalters
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Nennspannung | 12 kV |
| Nennlast | 5000 kVA |
| Nennschließstoßstrom (Spitzenwert) | 50 kA |
| Nennkurzzeitstromtragfähigkeit | 20 kA |
| Dauer der Nennkurzzeitstromtragfähigkeit | 4 s |
| Nennstoßstromtragfähigkeit | 50 kA |
| Steuerkreisspannung | AC 220 V ± 10 % |
| Mittlere Öffnungsgeschwindigkeit | 1,1 ± 0,2 m/s |
| Mittlere Schließgeschwindigkeit | 0,8 ± 0,2 m/s |
| Schließzeit | ≤60 ms |
| Öffnungszeit | ≤60 ms |
Spezifikationen des Stromwandlers
| Nenn- Übersetzungs- verhältnis |
Nenn- sekundärer Strom |
Genauigkeits- klasse |
Nenn- Belastbarkeit |
|---|---|---|---|
| 300/150₁:5 | 5 A | Klasse 0,2s | 10 VA |
| 200/100₁:5 | |||
| 150/75₁:5 | |||
| 120/60₁:5 | |||
| 100/50₁:5 | |||
| 80/40₁:5 | |||
| 60/30₁:5 | |||
| 50/25₁:5 | |||
| 40/20₁:5 | |||
| 30/15₁:5 | |||
| 20/10₁:5 | |||
| 10/5₁:5 |
Spezifikationen des Spannungswandlers
| Nenn-Übersetzungsverhältnis | Nennleistung und Genauigkeitsklasse |
|---|---|
| 10₂ 0,1:0,22 kV | Messung: 10:0,1 kV, 20 VA, Klasse 0,2 Schutz: 10₂0,22 kV, 50 VA, Klasse 3 |
Normen & normative Referenzen
Der ZWJLSZ-12 Vorausbezahlte Messkasten wird gemäß folgender Normen hergestellt:
- IEC 61869-1: Messwandler – Allgemeine Anforderungen
- IEC 61869-2: Zusätzliche Anforderungen für Stromwandler
- IEC 62271-100: Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen – Wechselstrom-Leistungsschalter
- GB/T 20840.1: Messwandler – Elektronische Messwandler – Teil 1: Allgemeine Anforderungen
- GB/T 20840.2: Messwandler – Teil 2: Zusätzliche Anforderungen für Stromwandler
- GB 3906: 3,6–40,5-kV-Wechselstrom-Hochspannungs-Lasttrennschalter und kombinierte Schaltgeräte
Werksprüfung
Jede ZWJLSZ-12-Einheit durchläuft vor Auslieferung umfassende Werksprüfungen:
- Prüfungen am Vakuum-Leistungsschalter: Mechanische Funktion, Kontaktwiderstand, Isolationswiderstand, Spannungsfestigkeit
- Prüfungen an Messwandlern: Übersetzungsverhältnis, Genauigkeitsklasse, Belastungsprüfung, Isolationswiderstand, Spannungsfestigkeit
- Prüfungen am Steuerungssystem: Vorausbezahlungsfunktion, Fernsteuerung, Schutzkoordination
- Montageprüfungen: Gesamtisolationsniveau, mechanische Verriegelungsfunktion, Klemmenanschlussprüfung
- Visuelle und Maßprüfung: Kennzeichnungsprüfung, Typenschildgenauigkeit, Übereinstimmung mit Fertigungsqualität
Installation & Abmessungen
- Grundrissmaße und Montagedetails sind in den Maßzeichnungen enthalten
- Das Gerät muss sicher mittels vorgesehener Befestigungshalterungen auf Betonfundament oder Montagerahmen installiert werden
- Primärleiteranschlüsse erfolgen über Freileitungsklemmen oder Kabelschuhe entsprechend örtlicher Anforderungen
- Es ist ausreichender Abstand für Isolationskoordination, Wärmeableitung und Wartungszugang einzuhalten
- Ein- und Ausgänge für Steuer- und Messkabel sind mit wetterfesten Kabelverschraubungen abzudichten
Abmessungen
ZWJLSZ-12 Baugruppenkonfiguration
Anschlussdiagramme
Primärstromkreis-Verdrahtung
Sekundärstromkreis-Verdrahtung (Strom-/Spannungswandler und Steuerung)
Bestellinformationen
Bei der Bestellung ist die erforderliche Konfiguration entsprechend örtlichen Netzanforderungen, geltenden Normen und projektspezifischen technischen Vorgaben anzugeben. Folgende Parameter müssen zur technischen Bestätigung und Freigabe der Produktion klar definiert werden:
- Systemspannungsklasse: 6 kV oder 10 kV (Nennspannung angeben)
- Stromwandler-Übersetzungsverhältnis: Auswahl aus verfügbaren Verhältnissen 10/5₁:5 bis 300/150₁:5
- Spannungswandler-Konfiguration: Standard 10₂ 0,1:0,22 kV oder Sonderausführung
- Nennsekundärstrom: 5 A (1 A auf Anfrage verfügbar)
- Genauigkeitsanforderungen: Messung Klasse 0,2s, Schutz Klasse 3 (andere Genauigkeiten auf Anfrage)
- Betätigungsmechanismus: Manuell, Elektrisch oder Kombination beider
- Steuerungssystem: Vorausbezahlungs-Steuerungskonfiguration und Kommunikationsprotokoll
- Gehäusematerial: Edelstahl (Standard) oder Sonderbeschichtung
- Umweltanforderungen: Betriebstemperaturbereich, Höhenlage, Verschmutzungsgrad
- Dokumentation und Zertifikate: Bevorzugte Sprache, erforderliche Prüfzeugnisse, Konformitätsdokumente
Auswahlprozess:
1. Systemspannung (6 kV oder 10 kV) und Abgangsleistung bestimmen, um die Geräteleistung festzulegen
2. Stromwandler-Verhältnis basierend auf maximalem Laststrom und erforderlichem Messbereich wählen (üblicherweise 120–150 % des normalen Betriebsstroms)
3. Spannungswandler-Konfiguration auf Übereinstimmung mit Mess- und Schutzanforderungen gemäß Netzbetreiber-Normen prüfen
4. Anforderungen an das Vorausbezahlungs-Steuerungssystem einschließlich Kommunikationsschnittstelle und Fernsteuerungsfunktionen klären
5. Betätigungsmechanismus entsprechend Installationsort und Betriebsanforderungen wählen (manuell für einfache Anwendungen, elektrisch für Fernsteuerung)
6. Umweltbedingungen prüfen und sicherstellen, dass Geräteleistungsdaten den Anforderungen am Installationsort entsprechen
Falls örtliche Netzbetreiber- oder Projektanforderungen gelten (z. B. spezielle Isolationspegel, Klemmenanordnungen, Montagekonfigurationen oder Dokumentensprache), sind diese bereits bei der Bestellung anzugeben. Sonderkonfigurationen bedürfen einer technischen Vereinbarung und eines finalen Datenblatts vor Produktionsbeginn.