KSO-20 Einseitig bedienbare, metallgekapselte Schaltfelder 20 kV (AIS metal-enclosed)

Zweck und Einsatzbereich

KSO-20 sind modulare einseitig bedienbare, metallgekapselte 20-kV-Schaltfelder (AIS metal-enclosed) zum Aufnehmen, Verteilen und Schalten von dreiphasiger Elektrizität mit 50 Hz. Spannungsebenen gemäß IEC 60038: Nennspannung 20 kV bei höchster Betriebsspannung 24 kV (Series I). Die Lösungen sind für Netze mit isoliertem, kompensiertem oder wirksam geerdetem Sternpunkt in Verteilanlagen und der Industrie ausgelegt: Innenraum-MS-Schaltanlagen (Primär/Sekundär), Eigenbedarfs-Schaltanlagen von Kraftwerken sowie Versorgungsknoten der Infrastruktur für Verkehr, Logistik und kommunale Dienste. Lieferoptionen: für die Montage in Bestandsgebäuden oder zur Integration in ab Werk vorgefertigte Modul-Containerstationen.

Funktional deckt KSO-20 Einspeise- und Abschnittsfelder mit Leistungsschalter, Leitungsabgänge, Transformatorabgänge, Mess-/Zählfelder, Blindleistungskompensation sowie ATS/AR-Sektionen (Automatischer Netzumschalter/Automatisches Wiedereinschalten) ab. Das Konzept der Einseitenbedienung ermöglicht Zugriff auf alle Bedien- und Anzeigeelemente von der Front, erlaubt Reihen entlang der Wände und eine effiziente Nutzung der Schaltanlagefläche. Die vereinheitlichte Sammelschienensystematik und Anschlussschnittstellen erleichtern das Skalieren auf Zuverlässigkeitskategorien I–III.

Betriebsbedingungen

Basis-Klimaausführung — U3 nach GOST 15150; projektspezifisch sind U1/U2/UHL u. a. unter Berücksichtigung von Temperatur, Feuchte, Aufstellungshöhe und Korrosionskategorie verfügbar. Typischer Gehäuseschutzgrad — IP31 nach GOST 14254 (IEC 60529). Bei Bedarf kann der lokale IP einzelner Fächer erhöht werden, unter Beibehaltung der thermischen Verhältnisse und der Lüftung.

Die Spannungsklasse wird gemäß MS-Normen zertifiziert: Ur = 24 kV (höchste Betriebsspannung für 20-kV-Geräte). Isolationsniveaus, Luftstrecken und Kriechstrecken werden projektseitig für Blitz-/Schalthochspannungen und Kurzschlusskräfte verifiziert, einschließlich thermischer/dynamischer Kurzzeitfestigkeit der Hauptstromkreise.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Die Baureihe ist in drei getrennte Fächer unterteilt: Sammelschienen-, Geräte- und Kabelfach. Die Trennung erhöht die Störlichtbogen-Lokalisierung, vereinfacht die Wartung und mindert die Folgen von Störungen. Für 20 kV sind vergrößerte Isolationsabstände und verstärkte Schienenstützen vorgesehen. Das Sammelschienensystem besteht aus in Reihe verbundenen Kupferschienen-Segmenten auf Isolierstützen; Einbauplätze für Schienenbarrieren/Durchführungsisolatoren sind für das sichere Kuppeln von Sektionen und „zweireihige“ Schaltfelder mit Schienenbrücken vorgesehen.

Das Gerätefach ist in ausfahrbarer (Withdrawable/Drawout) Ausführung: 24-kV-Vakuum-Leistungsschalter, Wandler CT/VT, auf Wunsch Sicherungsblock oder Kombimodul. Bedienung bei geschlossener Tür ist möglich; das Ausfahren des Wagens ist nur bei geöffnetem Schalter und nach Freigabe der Betriebsverriegelung zulässig. Das Kabelfach ist primär für unteren Kabeleintritt ausgelegt (oberer Eintritt verfügbar); Stützen und Klemmen für armierte Kabel, Anschlussstellen für Prüfstecker sowie Sensoren für Kabelschuh-Temperatur sind vorgesehen. Das Sekundärfach nimmt mikroprozessorgestützte Schutz-/Automatisierungs-IEDs, ATS/AR, Zähler, Klemmenreihen und Fernwirktechnik auf; die Kabelbündel-Führung erfolgt in Kanälen mit Reserven für spätere Upgrades.

Das Gehäuse ist in zwei Fertigungskonzepten verfügbar: geschweißter Stahlrahmen mit Pulverbeschichtung oder schweißfreies Gehäuse aus warmmetallisch beschichtetem Stahl (Z/ZA/AZ/ZM) nach EN 10346 mit Schraub-/Nietverbindungen. Letzteres bietet hohe Korrosionsbeständigkeit und Maßstabilität in der Serienmontage; die Beschichtung wird nach geforderter Lebensdauer und Standort-Korrosionskategorie gewählt.

Zur Bedienung und Überwachung befinden sich an der Front eine Mimik mit LED-Anzeige für Antriebe und Stromkreise, Innenbeleuchtung der Fächer sowie eine zusätzliche Steckdose für Handlampen. Auf Wunsch wird ein VDIS-System zur Spannungspräsenzanzeige (IEC 62271-213) mit LRM-Schnittstelle für tragbare Spannungs-/Phasenprüfer implementiert und in die Verriegelungslogik integriert.

Sicherheit und Verriegelungen

Priorität hat die technische Sicherheit: alle Schalteroperationen bei geschlossener Tür; Verbot des Betätigens von Trennschaltern bei geschlossenem Leistungsschalter; Verbot des Schließens des Erdungsschalters bei anliegenden Stromkreisen; Verbot des Ausfahrens des Wagens bei geschlossenem Schalter; kein Zugang zu Hochspannungsfächern ohne aufgelegte Erdung. Zwischenfeld-Schlüsselverriegelungen (trapped-key) stehen für abgestimmte Bedienfolgen über mehrere Felder/Sektionen zur Verfügung. Zum Personenschutz gemäß IEC 62271-200 werden die Kontinuitätskategorie LSC (bis LSC2B), die Trennwandklasse PM/PI und die Störlichtbogenklasse IAC (z. B. AFL/AFLR bei entsprechender Ausrüstung und Typprüfungen) festgelegt.

Ausführungen und Optionen

Hauptschaltgerät. 24-kV-Vakuum-Leistungsschalter mit Ausschaltvermögen passend zu berechneten Ik-Werten und Schutzparametrierung (IEC 62271-100). Lasttrennschalter und Schütze (IEC 62271-106) sowie Kombinationen „Leistungsschalter-Sicherung“ (IEC 62271-105) sind zulässig — für Transformatorabgänge und Spezialbetriebe.
Trenn- und Erdungsschalter. Geräte nach IEC 62271-102 mit geforderter mechanischer/dynamischer Festigkeit; Abschnitts-/Bypass-Schaltungen für Instandhaltungsmodi.
Schutz, Automatisierung und Kommunikation. Mikroprozessor-IEDs für Leitungen/Transformatoren/Sektionen, AR/ATS/Lastabwurf; Integration über IEC 60870-5-104 und IEC 61850, PQ-Datenbereitstellung, Unterstützung lokaler und übergeordneter SCADA.
Messung und Zählung. CT/VT gemäß IEC-61869-Reihe (Genauigkeitsklassen), Energiezähler (Einnahme/Technik), Systeme zur Netzqualitätsüberwachung.
Diagnose und Monitoring. Sensoren für Kabelschuh- und Sammelschienen-Temperaturen, Lichtbogensensoren, Schalthäufigkeitszähler, Teilentladungs-Monitoring — mit Anbindung an prädiktive Diagnosesysteme.
Gehäuse und Umweltbeständigkeit. Zweischicht-Pulverlack oder warmmetallische Beschichtungen Z/ZA/AZ/ZM nach EN 10346; Dichtungen und feuerbeständige Durchführungen gemäß Spezifikation; Optionen für seismische Auslegung/Prüfung gemäß Projektkategorie.
Kabelinfrastruktur. Kabel nach IEC 60502-2 (6–30 kV) inkl. Endverschlüsse/Prüfsets; Sammelschienenbrücken und Kabelverbindungen zwischen Sektionen.

Typische Konfigurationen

Auf Basis standardisierter Schaltbilder werden Konfigurationen wie „Einspeisung — Sektion — Abgänge“, „zwei 20-kV-Einspeisungen mit ATS“, „Einspeisung — Transformator — Abgang“, „Einspeisung — Sektion — Sektion — Abgänge“ u. Ä. gebildet. Für die Modernisierung bestehender Schaltanlagen sind Übergangsfelder und Schnittstellen-Kompatibilität der Kuppelmaße vorgesehen. Projektspezifisch kommen LSC-Kategorien bis LSC2B und PM/PI-Trennwände zum Einsatz, wodurch einzelne Abgänge zur Wartung freigeschaltet werden können, ohne benachbarte Abgänge innerhalb der gewählten Kategorie abzuschalten.

Kooperation mit Auftragnehmern, Herstellern und Investoren

Wir bieten flexible Kooperationsmodelle für die Lokalisierung und Serienfertigung von KSO-20: Lieferung von Metallbausätzen (Gehäuse, Türen, ausfahrbare Wagen, Sammelschienenbaugruppen), Lizenzierung der Konstruktionsunterlagen, Outsourcing von Kabelbäumen und Montageplatten, Begleitung von Typ-/Qualifikationsprüfungen (inkl. innerem Lichtbogen und funktionaler Sicherheit) sowie Schulung des Personals.

Bereitgestellte Dokumentation (AutoCAD, SolidWorks, DXF, DWG, Parasolid)

Ausschreibungspaket: Eindraht-Schaltpläne, Gerätelisten, Fragebögen, Konformitätsmatrizen, 3D-Modelle und Renderings, Auslegungsnotiz mit Aufwands-, Liefer- und Risikoabschätzung sowie Liste verpflichtender Prüfungen.
Fertigungszeichnungen und 3-D-Modelle: Zusammenbauzeichnungen für Gehäuse/Baugruppen, Spezifikationen, Haupt-/Sekundärschaltpläne, Kabelregister, Zukaufteillisten, Fertigungsrouten. Formate — DWG/DXF, STEP/Parasolid; Modelle — für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
Verriegelungslogiken und Sicherheit: Zwischenfeld- und Innenfeld-Algorithmen, Schlüsselverriegelungen, sichere Bedienfolgen, Signal-/Bedingungstabellen, Integration von VDIS und Lichtbogenschutz in das Gesamtsystem.
Inbetriebnahme und Betrieb: Isolations-Prüfprogramme, Verifikation der Sekundärkreise, Schutz-IED-Einstellungen, Vor-/Abnahmeprotokolle, Wartungspläne, Drehmomenttabellen, Listen von Kontrollmessungen und Diagnosetests.
Kooperation für Module/Teile: Beschaffungspartner für Gehäuse, Sammelschienensysteme, Kabelbäume und Montageplatten; Abstimmung von Toleranzen, Beschichtungen und Kennzeichnungen; Organisation von Eingangs-/Prozessqualitätskontrollen.

Normenkonformität

Auslegung, Fertigung und Prüfung von KSO-20 berücksichtigen (abhängig von Ausführung und ausgewählten Geräten): IEC 62271-200; IEC 62271-1; IEC 62271-100; IEC 62271-102; IEC 62271-105; IEC 62271-106; IEC-61869-Reihe; IEC 60038; GOST 15150; GOST 14254 (IEC 60529); EN 10346; IEC 60502-2.

Technische Daten

Nennspannung, kV	20
Höchste Betriebsspannung (Ur), kV	24
Nennstrom der Hauptstromkreise, A	630; 800; 1250; 1600
Nennstrom der Sammelschienen, A	630; 1250; 1600
Kurzzeit-Stromfestigkeit (3 s), kA	25; 31,5
Stoßstromfestigkeit (Scheitel), kA	≈63; ≈80
Nennstrom der Sicherungen, A	bis 200
Bemess-Ausschaltvermögen 24-kV-Sicherungen (Beispiel 200 A), kA	bis 63
Klimaausführung und Aufstellungskategorie nach GOST 15150	U3 (weitere — projektspezifisch)
Schutzart nach GOST 14254 (IEC 60529)	IP31 (lokal höher — laut Spez.)
Abmessungen, mm — Breite — Tiefe — Höhe	650–1000 1035–1250 ≈2300–2600 (Einzelausführungen bis ~3020)

Wir bieten Ihnen die Dokumentation zur Fertigung der KSO-20 an:

Wir liefern ein vollständiges Paket an Engineering-Unterlagen — vom Ausschreibungspaket bis zu fertigungstauglichen Zeichnungen und Anleitungen für Herstellung, Montage und Inbetriebnahme. Die Dokumentation wird an Projekterfordernisse, ausgewählte Gerätehersteller und die Möglichkeiten Ihres Werks angepasst. Wenn Sie Baugruppen/Teile nicht selbst fertigen möchten, organisieren wir die Kooperation: Gehäuse, ausfahrbare Wagen, Sammelschienensysteme, Kabelbäume, Montageplatten. Endmontage, Elektroinstallation und Prüfungen erfolgen auf Ihrem Standort unter unserer technischen Begleitung.

Vorläufige technische Ausschreibungsunterlagen: Eindraht-Schaltpläne, Gerätelisten, Fragebögen, Normenkonformitätsblätter, 3D-Modelle und Renderings, Auslegungsnotiz mit Aufwands-/Termin-/Risikoabschätzung.
Arbeitszeichnungen und 3-D-Modelle: Zusammenbauzeichnungen, Haupt- und Sekundärschaltpläne, Stücklisten, Zukaufteilelisten, Kabelregister; Formate — DWG, DXF, STEP, Parasolid; Modelle — für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
Verriegelungsschemata und -algorithmen: Zwischenfeld-/Innenfeld-Logiken, Schlüsselverriegelungen, sichere Bedienfolgen, Signal-/Bedingungstabellen, Integration von VDIS und Lichtbogenschutz in das Gesamtsystem.

Ihre Vorteile mit uns

Ein erweitertes Ingenieurteam ist nicht erforderlich: Der Zeichnungssatz ermöglicht es einem Ingenieur mittlerer Qualifikation, die Serienfertigung ohne kostspielige Prototypen zu starten. Wir begleiten das Projekt „schlüsselfertig“ — von der Abstimmung der Kurzschlussberechnungen und der Geräteauswahl nach IEC/GOST bis zur Schulung des Montage- und Betriebspersonals in sicheren Schalthandlungen, Verriegelungen, Crimp-Methoden und Anzugsdrehmoment-Diagrammen.