IEC- vs. GB-Normen für Vakuumschütze: Der ultimative technische Leitfaden (Ausgabe 2025)

Einleitung: Die “unsichtbare” Spezifikation, die die Zuverlässigkeit bestimmt

In unserer zehnjährigen Erfahrung bei XBRELE, Wir haben erlebt, dass vollkommen intakte Schaltanlagen aus einem einfachen Grund ausgefallen sind: der falsche Standard am falschen Ort.

Es handelt sich nicht nur um “Kleingedrucktes”, sondern um Physik. Wir sagen unseren Kunden oft: Bringen Sie keinen Kontaktgeber für Meereshöhe in eine tibetische Mine mit. Ein Vakuumschütz, der für die stabilen Stromnetze Westeuropas (IEC-Ausführung) entwickelt wurde, kann bei Einsatz in der dünnen, staubigen Luft der Bergbauplateaus Westchinas (GB-Ausführung) sofort zu einem dielektrischen Ausfall kommen.

Während Normen wie IEC und GB auf dem Datenblatt ähnlich aussehen, ist die Realität vor Ort gnadenlos. Ob Sie nun ein EPC-Auftragnehmer sind, der nach einem Hersteller von Vakuumschützen oder ein Facility Manager, der eine Schalttafel nachrüstet, Das Ingenieurteam von XBRELE hat diesen Leitfaden verfasst, um Ihnen dabei zu helfen, diese unsichtbaren Fallstricke zu umgehen und sicherzustellen, dass Ihr nächstes Projekt – sei es in Frankfurt oder Qinghai – online bleibt.

Warum Normen der genetische Code der elektrischen Sicherheit sind

Normen geben nicht nur Abmessungen vor, sondern definieren auch die Physik des Versagens. Sie erfüllen drei wichtige Funktionen in der Elektrotechnik:

1. Definition von Sicherheitsmargen

Normen legen genau fest, wie viel Belastung ein Gerät aushalten muss, bevor es für Personal oder Infrastruktur gefährlich wird.

• Thermische Belastungsgrenzen: Um wie viel Kelvin kann die Temperatur der Sammelschiene steigen, bevor die Isolierung beschädigt wird? Die Norm IEC 62271 begrenzt den Temperaturanstieg streng (z. B. max. 65 K für versilberte Kontakte), um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.
• Dielektrische Elastizität: Kann der Vakuumunterbrecher einen 60-kV-Blitzschlag (1,2/50 µs Welle) ohne internen Überschlag? Diese “Grundisolationsstufe” (BIL) ist die primäre Schutzmaßnahme gegen Netzschaltstöße.
• Mechanische Ermüdung: Wird der Metallbalg im Inneren der Vakuumflasche nach 300.000 Zyklen reißen oder ist er für 1.000.000 Zyklen garantiert? Normen definieren die statistische Wahrscheinlichkeit eines mechanischen Versagens.

2. Steuerung der Interoperabilität (Koordination vom Typ 2)

In einem Fehlerfall arbeitet Ihr Schutzsystem als Team. Standards gewährleisten Typ-2-Koordination, Das bedeutet, dass nach der Beseitigung eines Kurzschlusses durch eine Sicherung (SCP) das Schütz funktionsfähig und sicher in der Anwendung bleibt. Ohne die strikte Einhaltung einer einheitlichen Norm kann eine Sicherung zwar den Fehler beheben, aber die Kontakte des Schützes könnten verschweißen, was zu längeren Ausfallzeiten und teuren Ersatzteilen führen würde.

3. Risikominderung und Compliance

Die Verwendung nicht konformer Geräte ist ein Albtraum für jeden Haftpflichtversicherer. Im Falle eines elektrischen Brandes oder eines Arbeitsunfalls überprüfen Versicherungsermittler zunächst, ob die Geräte den vorgeschriebenen Standards der örtlichen Gerichtsbarkeit entsprachen.

• In China: GB-Konformität ist für den Netzzugang unverzichtbar. Geräte ohne GB-Typprüfbericht werden von der State Grid Corporation of China (SGCC) abgelehnt.
• Weltweiter Export: Die Einhaltung der IEC-Normen ist die Grundvoraussetzung für die Gültigkeit von Versicherungen (z. B. FM Global, AXA). Die Installation von nicht IEC-konformen Geräten in einem EU-Projekt kann zum Erlöschen von Feuerversicherungen führen.

Deep Dive: IEC-Normen (Der globale Pass)

Das Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) stellt den Konsens der weltweit besten Praktiken im Ingenieurwesen dar. Es ist der vorherrschende Standard in Europa, Südamerika, Südostasien und dem Nahen Osten.

Wichtigste regulatorische Rahmenbedingungen

• IEC 62271-106: Die “Bibel” für Hochspannungs-Wechselstromschütze (>1 kV). Diese Norm befasst sich speziell mit den besonderen physikalischen Eigenschaften der Vakuumschaltung.
• IEC 60947-4-1: Regelung von elektromechanischen Niederspannungs-Schützen und Motorstartern.
• IEC 60071: Grundlagen der Isolationskoordination, Definition des Verhältnisses zwischen Spannung und Entfernung.

Die IEC-Philosophie: Vorhersehbarkeit und universelle Leistung

Die IEC-Normen zielen darauf ab, ein “universelles Produkt” zu schaffen, das in Standardumgebungen eine gleichbleibende Leistung erbringt.

1. Strenge Verwendungszwecke: Die IEC klassifiziert Lasten präzise. Zum Beispiel:, AC-3 deckt den Start von Käfigläufermotoren ab und schaltet erst aus, nachdem der Motor seine Drehzahl erreicht hat, während AC-4 Deckel, Inching und Plugging. Ein Schütz muss nachweisen, dass er die spezifische Lichtbogenenergie dieser Lasten für eine definierte Anzahl von Zyklen bewältigen kann.
2. Hohe Impulsfestigkeit: IEC-Netze sind häufig miteinander verbunden und anfällig für Schaltvorgänge. Daher, Grundisolationsniveau (BIL) Die Anforderungen sind hoch (z. B. 60 kV Spitze für 7,2-kV-Geräte), um die Netzstabilität zu gewährleisten.
3. Personensicherheit: Strenge Grenzwerte für “zugängliche Teiltemperaturen” gewährleisten, dass Bediener bei Wartungsarbeiten vor Verbrennungen geschützt sind.

Vertiefung: GB-Standards (Der Umweltexperte)

Chinas GB (Guobiao) Normen sind in der Volksrepublik verbindliche Gesetze. Während etwa 80% mit der IEC harmonisiert sind, sind die verbleibenden 20% – die “chinesischen Abweichungen” – für das Überleben in Chinas rauer Industriegeografie von entscheidender Bedeutung. Hier kommen unsere Spezialserien wie die LCZ-Hochspannungs-Vakuumschütze, wirklich glänzen.

Wichtigste regulatorische Rahmenbedingungen

• GB/T 14808: Die direkte chinesische Entsprechung zu IEC 62271-106 für Hochspannungs-Wechselstromschütze.
• GB 311.1: Isolationskoordination für Hochspannungsübertragungs- und -verteilungsanlagen.
• GB 50150: Norm für die Übergabeprüfung von Elektroinstallationen.

Die GB-Philosophie: Härten für die Realität

Die GB-Normen sind pragmatisch. Sie berücksichtigen, dass China einige der weltweit höchsten Betriebshöhen (Tibet, Qinghai) und die größte industrielle Umweltverschmutzung aufweist.

1. Die “Plateau”-Anforderung: Im Gegensatz zur IEC (die <1000 m als Standard voraussetzt) definiert GB ausdrücklich “Produkte für große Höhen” für 2000 m, 3000 m und 4000 m. Unser LCZ-Serie wurde speziell mit erhöhter Freigabe (Luftspalt) zur Bekämpfung Paschensches Gesetz, wonach die Durchbruchspannung von Luft mit sinkendem Druck abnimmt.
2. Vibration und Transport: Angesichts der schwierigen Logistikbedingungen in abgelegenen Bergbaugebieten sehen die GB-Normen häufig strengere mechanische Vibrationstests vor, um sicherzustellen, dass sich der Verriegelungsmechanismus während des Transports auf unbefestigten Straßen nicht löst.
3. Frequenzgenauigkeit: Streng optimiert für 50 Hz, was hocheffiziente Spulenkonstruktionen ermöglicht. Diese Optimierung bedeutet, dass eine GB-Spule aufgrund von Impedanzunterschieden überhitzen kann, wenn sie an ein 60-Hz-Netz angeschlossen wird (z. B. auf den Philippinen oder in Amerika).

Technischer Einblick: Vakuumunterbrecher und Materialwissenschaft

Das Herzstück jedes Vakuumschützes ist der Vakuumunterbrecher (VI) oder “Flasche”. Bei XBRELE passen wir die interne Metallurgie auf der Grundlage der Norm an, um spezifische Betriebsziele zu erreichen.

1. Zusammensetzung des Kontaktmaterials (CuCr)

Sowohl IEC als auch GB bevorzugen im Allgemeinen Kupfer-Chrom-Kontakte (CuCr), aber die spezifische Metallurgie kann je nach der in der Norm definierten Zielanwendung variieren.

• IEC-Präferenz (Low Chop): Für unsere CKG-Serie, Wir verwenden hochreine, vakuumgegossene CuCr-Kontakte. Diese Konstruktion minimiert den “Chopping-Strom” (das Phänomen, bei dem der Strom vor dem natürlichen Nullpunkt abrupt unterbrochen wird). Dadurch werden empfindliche nachgeschaltete Motoren in der Automatisierungsindustrie vor Spannungsspitzen geschützt.
• GB-Präferenz (Anti-Weld): Für unsere bergbaubereiten CKJ-Serie, Wir legen besonderen Wert auf Anti-Schweiß-Eigenschaften. Die GB-Normen für die Schwerindustrie erlauben Sinterverfahren, die die Lichtbogenerosionsbeständigkeit verbessern. Dadurch ist der Schütz robust genug für die brutalen “Jogging”- oder “Inching”-Anwendungen in der Schwerindustrie (Stahl- und Zementwerke).

2. Balg und mechanische Lebensdauer

Der Balg (die flexible Metalldichtung, die eine Bewegung des Kontakts bei gleichbleibendem Vakuum ermöglicht) bestimmt die mechanische Lebensdauer.

• IEC-Protokoll: Wir validieren unsere Faltenbälge, um die strengen Anforderungen der Klasse C2 hinsichtlich der Lebensdauer unter sauberen Bedingungen zu erfüllen. Die Norm IEC 62271 verlangt einen statistischen Nachweis für Angaben von 1 Million Zyklen.
• GB Nuance: Bei GB-Einheiten verstärken wir häufig den Faltenbalgschutz, um Staubansammlungen zu verhindern. Die GB-Normen verlangen eine Überprüfung der Zuverlässigkeit unter staubige und vibrierende Bedingungen, um sicherzustellen, dass die Faltenbälge in einem Kohlebergwerk nicht vorzeitig ausfallen.

Technischer Showdown: Testmethoden erklärt

Um den Unterschied wirklich zu verstehen, müssen wir uns ansehen, wie Wir quälen unsere Geräte in den XBRELE-Labors.

1. Dielektrische Tests (Blitzsimulation)

• IEC-Ansatz: Wendet einen Standard an 1,2/50 µs Blitzimpulswelle. Bei einem 7,2-kV-Schütz beträgt dieser Wert in der Regel 60 kV. Der Schwerpunkt liegt auf der Steilheit der Wellenfront und der Konsistenz der Isolationswiederherstellung.
• GB-Ansatz: Für unsere LCZ-Plateau-Modelle, Wir erhöhen die Prüfspannung (z. B. auf 75 kV auf Meereshöhe), um die Leistung in 3500 m Höhe zu simulieren. Wir müssen nachweisen, dass die Sicherheitsmargen durch die dünne Luft in großen Höhen nicht beeinträchtigt werden.

2. Temperaturanstiegstests

• IEC: Die Tests werden durchgeführt, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist (Temperaturänderung <1 K pro Stunde). Die Umgebungstemperatur wird in der Regel mit maximal 40 °C im Freien angenommen.
• GB: Wir testen unsere GB-Einheiten in geschlossenen Räumen. Schaltanlagenkomponenten (insbesondere die KYN28-Schaltanlage Schrank). Dies spiegelt den realen “Wärmefalleffekt” kompakter chinesischer Schaltanlagen wider und stellt sicher, dass der Schütz nicht überhitzt, wenn er dicht mit anderen Komponenten gepackt ist.

3. Mechanische Belastbarkeit (der “Foltertest”)

• IEC-Klasse M2: Erfordert eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit eines erneuten Einschlags während des Kondensatorschaltens. Der Schwerpunkt liegt auf Präzision und Konsistenz bei über 1.000.000 Betriebsvorgängen.
• GB Bergbau-Qualität: Betont die Robustheit der Hilfskontakte und Verriegelungsmechanismen unter starken Staubbedingungen. Der Test kann Funktionsprüfungen nach der Einwirkung von simuliertem Kohlenstaub umfassen.

Vergleichstabelle: IEC- und GB-Normen auf einen Blick

Wartung und Lebenszyklusmanagement

Der von Ihnen gewählte Standard bestimmt Ihren Wartungsplan und die Gesamtbetriebskosten (TCO).

IEC-Geräte: “Einmal installieren und vergessen”

• Philosophie: Entwickelt für minimalen Eingriff.
• Routine: Jährliche Sichtprüfung. Widerstandskontrollen (Mikro-Ohm) alle 3–5 Jahre. Die Isolierflasche ist oft lebenslang versiegelt.
• Risiko: Bei Installation in einer schmutzigen Umgebung ohne geeignetes Gehäuse mit IP-Schutzklasse können die präzisen Betriebsmechanismen blockieren. IEC-Geräte haben oft engere Toleranzen, die weniger tolerant gegenüber Schmutzpartikeln sind.

GB-Ausrüstung: “Robuste Überwachung”

• Philosophie: “Robust, erfordert jedoch Überwachung.”
• Routine: GB-Protokolle in Industriegebieten schreiben häufig vor, dass vierteljährliche Reinigung von Isolationsbarrieren aufgrund von leitfähiger Staubansammlung.
• Vorteil: Der größere Kriechstrecken auf unserem LCZ-Serie sie sind im Vergleich zu kompakten IEC-Geräten toleranter gegenüber ausgelassenen Reinigungszyklen in schmutzigen Umgebungen.
• Verfügbarkeit von Ersatzteilen: GB-Ersatzteile (Spulen, Hilfsschalter) sind in Asien weit verbreitet und kostengünstig erhältlich.

Beschaffungsleitfaden (Die XBRELE-Methode)

Wir sehen es jeden Tag in Ausschreibungen: vage Anfragen, die Raum für billige, ungeeignete Komponenten lassen. Lassen Sie das nicht zu.

Wenn Sie angeben XBRELE Vakuumschütze, Wir empfehlen Ihnen, dabei gnadenlos konkret zu sein. Wenn Ihr Projekt in einem schmutzigen Industriegebiet liegt, fragen Sie nicht einfach nach “Standard”. Verwenden Sie die unten stehenden Vorlagen, um genau das zu verlangen, was Sie benötigen.

Option A: Die Spezifikation “Global Export” (IEC)

“Vakuumschütze müssen streng typgeprüft sein, um IEC 62271-106. Nennspannung 7,2 kV, BIL 60 kV. Mechanische Lebensdauer Klasse M2 (1.000.000 Schaltvorgänge). Die Geräte müssen über ein Baumusterprüfzertifikat eines ILAC-akkreditierten Labors (z. B. KEMA, CESI) verfügen. Die Kontakte müssen aus einer CuCr-Legierung mit geringem Chop-Wert bestehen, die für häufiges Schalten von Motoren geeignet ist. Empfohlen: XBRELE CKG-/JCZ-Serie.”

Option B: Die Spezifikation “Große Höhe/Bergbau” (GB)

“Vakuumschütze müssen entsprechen GB/T 14808. Die Höhe des Installationsortes beträgt 3.500 m. Der Lieferant muss eine externe Isolierungskorrekturüberprüfung (Plateau-Bericht) vorlegen. Das Produkt muss über eine gültige CQC-Zertifizierung und einen Prüfbericht von XIHARI verfügen. Design-Verschmutzungsgrad IV. Empfohlen: XBRELE LCZ-/CKJ-Serie.”

XBRELE-Projekt im Rampenlicht

Fallstudie 1: Zementwerk in Sichuan (starke Vibrationen)

• Herausforderung: Ein großer Motorstarter für einen Steinbrecher. Starke Vibrationen, leitfähiger Staub, Höhe 1200 m.
• Die XBRELE-Lösung: Wir haben unsere CKJ Niederspannungs-Vakuumschütze.
• Warum: Im Gegensatz zu Standardgeräten zeichnet sich die CKJ-Serie durch folgende Merkmale aus fest eingebettete Pole und schwerere Verriegelungsfedern. Dadurch wurden Fehlauslösungen durch Vibrationen verhindert und die Gefahr von Überschlägen durch Zementstaub beseitigt. Die geringe Höhe (1200 m) wird ebenfalls von GB-Konstruktionen ohne komplexe Leistungsreduzierungsberechnungen nativ bewältigt.

Fallstudie 2: Rechenzentrum in Frankfurt (hohe Zuverlässigkeit)

• Herausforderung: HVAC-Kühlpumpensteuerung. Saubere Umgebung, kritische Tier-4-Betriebszeit, 230 V, 50 Hz.
• Die XBRELE-Lösung: Wir haben unsere JCZ5 Vakuumschütze.
• Warum: Das Projekt erforderte aus Versicherungsgründen die strikte Einhaltung der IEC-Normen. Die Klasse M2-Zertifizierung des JCZ5 garantierte die für häufige Pumpenzyklen erforderlichen 1 Million Betriebsstunden und stellte sicher, dass die Server ohne Unterbrechung gekühlt wurden. Die Verwendung eines GB-Schützes hätte hier zum Scheitern der Versicherungsprüfung der Anlage geführt.

FAQ: Häufig gestellte Fragen

Frage 1: Darf ich einen GB-Schütz in Europa legal verwenden? Im Allgemeinen nein. Es sei denn, der GB-Schütz auch verfügt über eine CE-Kennzeichnung und einen IEC-Typprüfbericht, kann es in der EU nicht legal installiert werden. Die meisten XBRELE-Exportmodelle sind doppelt zertifiziert, um dieses Problem zu lösen.

Frage 2: Warum sind IEC-Schütze oft kleiner als GB-Schütze? IEC-Designs sind auf Kompaktheit optimiert Gasisolierte Schaltanlage (GIS) oder Standardplatten mit fortschrittlichen Isoliermaterialien. GB-Konstruktionen, wie unsere LCZ-Serie, bleiben oft physisch größer, um die Anforderungen an die Höhe über dem Boden auf natürliche Weise zu erfüllen, ohne sich ausschließlich auf Verguss oder Gas zu verlassen.

Frage 3: Was ist “Kriechweg” und warum variiert er? Der Kriechweg ist der kürzeste Weg entlang der Oberfläche des Isoliermaterials zwischen zwei leitenden Teilen. GB-Normen verlangen in der Regel größere Kriechstrecken (z. B. 20 mm/kV gegenüber 16 mm/kV gemäß IEC) zur Berücksichtigung der häufig höheren Verschmutzungsgrade (Staub/Feuchtigkeit) in der chinesischen Industrie.

F4: Wie überprüfe ich ein Zertifikat? Überprüfen Sie immer die Zertifikatsnummer. Bei XBRELE bieten wir auf Anfrage transparenten Zugang zu unseren Typprüfberichten. Akzeptieren Sie niemals ein einfaches PDF ohne Überprüfung.

F5: Sind Spulen zwischen IEC- und GB-Geräten austauschbar? Selten. Die Spannung mag zwar übereinstimmen (z. B. 220 V), aber die physikalischen Abmessungen und Leistungsaufnahmeprofile unterscheiden sich oft. GB-Spulen sind für 50 Hz optimiert und können in 60-Hz-Netzen durchbrennen.

Zusammenfassende Checkliste für Käufer

Bevor Sie Ihre technische Vereinbarung abschließen, kreuzen Sie diese Kästchen an, um Ihre Investition zu schützen:

1. [ ] Standardversion: Ist es die neueste IEC 62271-106?
2. [ ] Höhenkorrektur: Ist BIL für >1000 m angepasst? (Siehe unsere LCZ-Serie)
3. [ ] Steuerspannung: Ist der Spulenbereich ausreichend (85%-110% Un)?
4. [ ] Ersatzteile: Sind Spulen und Flaschen urheberrechtlich geschützt?
5. [ ] Zertifizierung: Haben Sie die Echtheit des Typprüfberichts online überprüft?

Sind Sie bereit, Ihre Sicherheit zu standardisieren? Kontaktieren Sie das XBRELE-Entwicklungsteam Heute. Ob Sie die globale Konformität mit IEC oder die robuste Haltbarkeit von GB benötigen, wir haben den richtigen Schalter für Ihre Anforderungen.