Seminar

Schaltkontakte in der elektrischen Energietechnik

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Kontaktwerkstoffe - Schaltgerätekonstruktion - Verbindungstechnik - Prüfung - Fehleranalyse

Elektrische Kontakte sind die wichtigsten Bauteile in Schaltgeräten, um Stromkreise zu schließen, den Strom zu führen und ihn zu unterbrechen. Die Kontaktstücke bestehen bei den meisten Anwendungen aus Edelmetall-Legierungen oder aus Verbundwerkstoffen mit hohem Edelmetallanteil.

Die konstruktive Gestaltung von Kontaktstücken und Lichtbogen-Löscheinrichtungen sowie die optimale Werkstoff-Auswahl sind nicht nur für die Funktion und Zuverlässigkeit der Schaltgeräte von Bedeutung sondern auch für die Konzeption kostenoptimierter, wirtschaftlicher Lösungen.

Das Seminar behandelt insbesondere Kontaktwerkstoffe und ihre Anwendungen in Schaltgeräten der Energietechnik, die damit verbundenen Konstruktionsprinzipien sowie relevante Schaltgeräte-Bauteile. Es werden Anwendungen im Bereich der Niederspannungs-, der Mittel- und Hochspannungsschalter sowie für Gleichstromanwendungen ( z. B. bei KFZ-Bordnetzen, PV-Anlagen) vorgestellt.

Neben der spezifischen Anwendungstechnik werden die Grundlagen zur Kontakt- und Schaltgeräte-Technik behandelt, sodass auch Teilnehmern, die neu in diesem Fachgebiet sind, der Einstieg gelingt. Sie lernen die Grundprinzipien zur konstruktiven Gestaltung von Kontakt- und Lichtbogenlösch-Systemen kennen und erfahren, wie Sie vorgehen müssen, um für Ihre Anwendung eine optimale technische Lösung zu finden. Bei der Werkstoff-Auswahl und -Verarbeitung werden Maßnahmen zur Einsparung von Edelmetallen vorgestellt. Neue Entwicklungen und Trends im Schaltgerätesektor (z.B. Automotive HV Relais, Hybridschalter, DC Schalter…) werden diskutiert.

Inhalt

Grundlagen Elektrischer Kontakte

Unterteilung elektrischer Kontaktstellen, Aufgaben von Schaltgeräten, Schalten in der Energietechnik
Schalten unter Lichtbogeneinwirkung, Einschalten - Stromführung - Ausschalten
Anforderungen an Kontaktwerkstoffe, Arten von Kontaktwerkstoffen, Schalterarten

Der Schaltlichtbogen

Entstehung des Lichtbogens, Lichtbogenmodi, schematischer Aufbau des Schaltlichtbogens,
Lichtbogenlöschung bei Kfz-Anwendungen, Selbstlöschprinzip, Gleichstrom-Löschprinzip,
Konstruktive Maßnahmen zur Erhöhung der Lichtbogenspannung: Lichtbogenablenkung, Deion-Löschprinzip, Löschung in Löschkammern
Schalten in Kfz-Relais bei unterschiedlichen Bordnetzspannungen (13,5V, 48V, 800V),
Kontaktwerkstoffe für die Niederspannungs-Energietechnik,
Lichtbogenlöschung bei Spannungen >1000V, Löschmedien N2, SF6 Vakuumschalter

Kontaktwerkstoffe für die Niederspannungs-Energietechnik

Reine Metalle, Legierungen, Verbundwerkstoffe
Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe
Herstellverfahren, Kontakt- und Schalteigenschaften
Kriterien der Werkstoffauswahl für die unterschiedlichen Anwendungen

Kontaktwerkstoffe für die Mittel- und Hochspannungs-Energietechnik

Werkstoffe für Vakuumschalttechnik und GIS(gasisolierter Schalter)
Herstellverfahren, Kontakt- und Schalteigenschaften

Konstruktion von Schaltgeräten

Definition der Schaltgeräte
Vorstellung der Anforderungen und Konstruktionen von Schaltgeräten am Beispiel von Schützen, Motorschutzschaltern, Leistungsschaltern
Entwicklungstendenzen im Schaltgerätesektor

Design mit Hilfe von Computer-Simulationen

Einordnung von Computersimulationen in dem Entwicklungsprozess von Schaltgeräten
Grenzen und Vorteile der Computersimulationen
ausgewählte Beispiele bei Magnetfeld-, Kinematik- und Dynamikberechnungen
Verifikation der Rechenergebnisse

Verbindungstechnik für elektrische Kontakte der Energietechnik

Aufbringung des Kontaktwerkstoffes auf den Kontaktstückträger
massive und plattierte Niete
plattierte Halbzeuge
Löten von Einzelkontakten
Schweißen von Einzelkontakten
Prüfung von Löt- und Schweißstellen

Prüfung von Kontaktwerkstoffen und Schaltgeräten

Kontakt- und Schalteigenschaften als Systemgröße
Messtechnische Grundlagen und statistische Auswerteverfahren
Prüfungen in Modellschaltern und in serienmäßigen Schaltgeräten sowie Relais für Kraftfahrzeuge
Analyse der Ein- und Ausschaltvorgänge
Ermittlung des Kontaktmaterialverhaltens innerhalb des Schaltgerätes bei verschiedenen Beanspruchungskategorien (AC-3, AC-4, Kurzschluss)
Spezialmesstechnik, Hochstromprüfungen

Analyseverfahren zur Ursachenklärung von Kontaktausfällen

Rasterelektronen-Mikroskopie (REM)
Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EMA mit EDX und WDX)
Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES)
Röntgen-Fluoreszenz-Analyse (RFA)
Weitere Verfahren

Ihr Nutzen

Grundlagen und Spezialwissen zu elektrischen Kontakten - dieses sind die wichtigsten Bauteile in Schaltgeräten, um Stromkreise zu schließen, den Strom zu führen und ihn zu unterbrechen.

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Weiterführende Informationen

Teilnehmerkreis

Ingenieure, Konstrukteure, Physiker, Techniker aus Fertigung, Qualitätswesen, Forschung und Entwicklung sowie Anwendungstechnik bei Herstellern und Anwendern von elektrischen Kontakten und Schaltgeräten im Bereich der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik.

Adressiert werden u.a. die Industriebereiche elektrische Energietechnik, Kraftfahrzeugtechnik, Bahntechnik und Maschinenbau

Art der Präsentation

Vortrag, Diskussion, Praxisbeispiel, Film, Seminarunterlagen

Referenten

Dr.-Ing. Timo Mützel (Leitung), Doduco Contacts and Refining GmbH, Pforzheim
Technischer Leiter, über 20 Jahre Erfahrung in der Prüfung und Anwendung von Schaltgeräten sowie Kontaktwerkstoffen der Energietechnik
Dr. rer. nat. Volker Behrens, Bretten
über 30 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Kontaktwerkstoffentwicklung und Anwendungsberatung für elektrische Kontakte
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Berger,
Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Elektrische Geräte und Anlagen. Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Niederspannungsschaltgeräte sowie der Kontakt- und Lichtbogenphysik

Termindetails

Findet in der Zeit von 9:15 - 16:45 Uhr statt.

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30.06.2025 - 01.07.2025

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