Kuppelschalter

Ein Kuppelschalter (KS, auch Kupplungsschalter, teilweise auch Netzumschalter) ist in der elektrischen Energietechnik ein zum Zu- und Wegschalten einer systemrelevanten Energieerzeugungs- oder Energieverbrauchsanlage verwendeter, oftmals fernbetätigter, Schalter.^[1]

Prinzipschaltbild eines Kuppelschalters zur Verbindung zweier Sammelschienen in einer Energieversorgungsanlage mit Notversorgung

Funktion

Der Kuppelschalter unterscheidet sich von anderen elektrischen Schaltern dadurch, dass er systemrelevante, besonders wichtige Anlagenteile verbindet. Ist der Kuppelschalter eigensicher ausgeführt, so wird der jeweilige Schaltzustand überwacht; bei besonders wichtigen und verlässlich funktionierenden Trenn- und Zuschaltfunktionen werden auch zwei Kuppelschalter in Reihe hintereinandergeschaltet (redundanter Aufbau).

Jeder Kuppelschalter muss mindestens ein Lastschaltvermögen aufweisen, das der Nennleistung der zu koppelnden oder trennenden elektrischen Anlage entspricht. Dazu können Schütze, Motorschutzschalter oder mechanische Leistungs- oder Lasttrennschalter verwendet werden. Sind besondere Schutzanforderungen mit dem Schalten verbunden, so muss der Kuppelschalter u. U. die Kurzschlussleistung schalten können (z. B. wenn ein Fehler anliegt und hohe Überlast- oder Kurzschlussströme geschaltet werden müssen).

Selbsttätige Kuppelstelle schützt die Anlage in der Regel nicht gegen Überlast und Kurzschluss.^[2] Inwieweit beim Schalten des Kuppelschalters eine mechanische Überlappung zwischen den Schließer- und Öffnerkontakten eintreten soll, bestimmt die jeweilige Anwendung.

Kuppelstelle/Entkuppelstelle

Die Kuppel- bzw. Entkuppelstelle bezeichnet den Punkt im Versorgungsnetz, bei dem die Koppelung / Entkoppelung in das oder vom Netz erfolgt. Diese Stelle kann, muss aber nicht identisch sein mit:

• dem Generatorschalter (GS) oder
• einem Netzleistungsschalter (NS).

Beispiele

Prinzipschaltbild von Kuppelschaltern in einer PV-Anlage größer 30 kW mit NA-Schutz-Relais

Zentraler Netz- und Anlagenschutz

Ein Zentraler Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz, Entkuppelschutz) besteht aus zwei wesentlichen Komponenten:

• Netz- und Anlagenschutzrelais, das das Stromnetz überwacht, und
• ein oder zwei Kuppelschalter.

Es kann sich dabei um eine Eigenkonstruktion handeln oder z. B. nach der VDE 4105 bei Anlagen zur Erzeugung von erneuerbaren Energien^[3] um eine „typgeprüfte Schutzeinrichtung mit Konformitätsnachweis“. Letztere überwacht ständig Spannung und Frequenz des Versorgungsnetzes auf Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen und trennt die Anlage bei einer vorgegebenen Abweichung allpolig vom Versorgungsnetz oder schaltet sie wieder zu.^[4]

ENS

Eine Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen (ENS) arbeitet ähnlich dem NA-Schutz und ist in Deutschland und Österreich für kleine Stromerzeugungsanlagen bis 30 kW Maximalleistung zugelassen.^[5] Dadurch soll eine Inselbildung und dadurch erfolgende Rückspeisungen in das Energieversorgungsnetz verhindert werden, weil dies möglicherweise zu gefährlichen Auswirkungen führen könnte.

Die Fa. KACO hat z. B. mit dem Powador-protect eine Ansteuerung interner Kuppelschalter mehrerer KACO-Wechselrichter und auch externer Kuppelschalter entwickelt, welche die gesamte Abschaltkette NA-Schutz/Kuppelschalter (Entkuppelschutz) kombiniert und einfehlersicher^[6] macht und ein zusätzliches Maß an Sicherheit bietet.