KSO-220 Einseitig bedienbares, metallgekapseltes Mittelspannungs-Schaltfeld

Die einseitig bedienbaren, modularen Schaltfelder KSO-220 für 6–10 kV dienen zum Empfang, zur Verteilung und zum Schalten von dreiphasigem Wechselstrom 50 Hz in Netzen mit isoliertem, kompensiertem oder wirksam geerdetem Sternpunkt. Die Ausführung gehört zur Klasse metallgekapselter Mittelspannungs-Schaltanlagen (AIS) und gewährleistet hohe elektrische Sicherheit, montagefreundliche Technik sowie gute Instandhaltbarkeit im Rahmen von Innenraum-Schaltanlagen (ZRU), kompakten Umspannstationen (KTP) und modularen Block-Stationen. Die Felder sind auf langlebigen Betrieb mit minimalen Stillständen ausgelegt und unterstützen Modernisierung sowie schrittweise Erweiterung bestehender RUs.

KSO-220 wird eingesetzt in:
- Innenraum-Schaltanlagen (ZRU) kompakter Umspannstationen (KTP);
- Umspannwerken und Energieverteilungen von Industrieanlagen;
- Eigenbedarfs-Schaltanlagen von Kraftwerken;
- kommunalen/infrastrukturellen Einrichtungen (Wasserwerke, Fernwärme, U-Bahn u. Ä.);
- Verteilpunkten, Einspeisezentren und Sektionierungs-Knoten städtischer und industrieller Netze;
sowie auf weiteren Energie-Infrastrukturstandorten.

Die Felder können sowohl in stationären ZRU-Gebäuden als auch in speziell ausgelegten, schnell montierbaren, werkseitig vorgefertigten Modulen installiert werden. Das Gehäuse basiert auf einem verschraubten Metallrahmen aus gekantetem, korrosionsbeständigem Blech (optional mit Feuerverzinkung), verbunden über Niet- und/oder schweißfreie Befestigungselemente. Bedienung mit Frontzugang; ein- oder zweireihige Aufstellung möglich. Ein Feld mit Vakuum-Leistungsschalter als Hauptapparat besitzt funktional getrennte Räume: Sekundärraum (Niederspannung/Leittechnik), Geräteraum (Einschub), Sammelschienenraum und Kabelraum – für selektiven Zugriff und wirksame Lokalisierung möglicher Störlichtbögen.

Sekundär-, Geräte- und Kabelraum verfügen über eigene, mit Systemschlüsseln zu öffnende Türen. Der Sekundärraum ist von den Primärkreisen getrennt und dient zur Aufnahme der Schutz-/Automatisierungs-IED, Zähler, Kommunikations- und Steuereinrichtungen. Als Einschübe kommen Vakuum-Leistungsschalter, Kuppel-Trennschalter sowie ausfahrbare Spannungs-/Stromwandler-Module zum Einsatz. Der Einschub besitzt drei Stellungen: Betrieb (Haupt- und Hilfsstromkreise geschlossen), Kontrolle (Hauptstromkreise offen, Hilfsstromkreise geschlossen) und Wartung (alle Stromkreise offen, Wagen vollständig auf der Serviceplattform ausgefahren).

Das Verriegelungssystem verhindert gefährliche Bedienhandlungen:
- Sperre der Bewegung zwischen Betriebs- und Kontrollstellung bei geschlossenem Leistungsschalter;
- Sperre des Leistungsschalter-Einschaltens in Zwischenstellung des Wagens;
- Verriegelung gegen Ein-/Ausfahren unter Last an trennbaren Kontakten;
- Sperre des Übergangs von Kontroll- zu Betriebsstellung bei geschlossenem Erdungsschalter;
- Sperre des Erdungsschalters in Betriebs- und Zwischenstellungen (nur Kontrollstellung zulässig);
- Verriegelung der Kabelraumtür bei geöffnetem Erdungsschalter;
- Verriegelung der Tür eines Lastschalter-Abgangs bei geöffnetem Erdungsschalter;
- Schaltvorgänge am Leistungsschalter erfolgen bei geschlossener Tür; Stellungen werden über Sichtfenster und mechanische Anzeigen kontrolliert.

Bestimmung und Einsatzbereiche

KSO-220 bildet Einspeise-, Kuppel- und Abgangsfelder in 6–10-kV-Netzen, u. a. für Leistungstransformatoren, Leitungen (Kabel/Freileitung), Kompensationsanlagen, Antriebe und Sonderlasten. Die Felder unterstützen Funktionen der Schutz- und Automatisierungstechnik (u. a. Überstrom-/Zeit-, Richtung-, Erdschluss-, Distanz-, Wiedereinschalt- und automatische Umschaltfunktionen), kaufmännische/technische Messung sowie Fernsteuerung/Monitoring über gängige Leitsystem-Schnittstellen (SCADA/ASU TP). Der modulare Aufbau erleichtert Skalierung des ZRU, Bypass-Schienen, Sektionierung, Schienenbrücken zwischen Räumen und Reservierung über Einspeisungen – ohne tiefgreifende Änderungen am Gehäuse.

Betriebsbedingungen

Basisklima- und Aufstellungsklassifizierung: EN/IEC 60721-3-3 (z. B. 3K3 – stationäre Nutzung an wettergeschützten Standorten; umfasst Vorgaben zu Temperatur/Feuchte, Lagerung, Transport). Die Nenn-Schutzart der Umhüllung beträgt IP31; auf Wunsch sind lokal IP41/IP54 realisierbar, unter Beachtung von Wärmeabfuhr und Konvektion. Schutzarten gemäß DIN EN IEC 60529 (IP-Code). Anforderungen an Staub/Feuchte, Kondensat und Korrosion werden durch Filter-/Lüftermodule, Heizungen, dichte Kabeleinführungen und Korrosionsschutz erfüllt. Temperatur-/Feuchtebereiche und zulässige Einsatzhöhe über NN werden gemäß DIN EN IEC 62271-1 ausgelegt.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Der KSO-220 ist in Funktionsräume unterteilt: Sekundärraum, Geräteraum/Einschub, Sammelschienenraum und Kabelraum. Metallische Trennwände, Schieber und Abschirmungen verhindern den Zugang zu spannungsführenden Teilen beim Ausfahren des Geräts. Sammelschienen (Cu/Al) und Verbindungen sind auf die angegebenen thermischen/dynamischen Kurzschlussbeanspruchungen ausgelegt; Einbauplätze für Strom-/Spannungswandler, Lichtbogen-/Temperatursensoren, Stromeinführungen und Schienenbrücken sind vorgesehen. Der Sekundärraum ist galvanisch von den Primärkreisen getrennt und nimmt Schutz-IED, Mess-/Zähleinrichtungen, Kommunikationsmodule und Hilfsstromversorgungen auf. Der Kabelraum besitzt unabhängige Erdungspunkte, Traversen/Halter zur Kabelbefestigung sowie Bereiche für EMV-gerechte Schirm-/Panzerungsanschlüsse.

Sicherheit und Verriegelungen

Zum Personenschutz kommen mechanische/elektrische Interlocks, optische Anzeigen und organisatorische Maßnahmen zum Einsatz. Auf Wunsch stehen lichtbogengeprüfte Ausführungen (IAC) mit definierten Zugänglichkeiten (A) und Stoßrichtungen (F/L/R – Front/Seite/Rückseite) für festgelegte Strom-/Zeit-Werte zur Verfügung (z. B. IAC AFLR 20 kA 1 s). Verfahren und Kriterien der inneren Lichtbogenprüfung für metallgekapselte AC-Schaltanlagen 1–52 kV sind in DIN EN IEC 62271-200 geregelt; die Festlegung der geforderten IAC-Klasse sollte projektseitig ausdrücklich im Pflichtenheft erfolgen.

Ausführungen und Optionen

Einspeisung/Sektionierung - Vakuum-Leistungsschalter oder Trennschalter; AWE/AVR möglich; Messung und Zählung.
Abgang - ausfahrbarer Leistungsschalter, CT/VT, Schutz-IED (u. a. Zeit-/Überstrom, Richtung, Erdschluss, Distanz), Fernwirken (Modbus RTU/TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850).
Trafo-Abgang - Schalter-Sicherung-Kombination gemäß IEC 62271-105 oder Leistungsschalter mit Schutz; gR/aR-Einsätze nach Leistung und Kurzschlussniveau.
Blindleistungskompensation - KKU-Abgänge mit Stufen-/dynamischer cos φ-Regelung.
Trenn-/Erdungsschalter - gemäß DIN EN IEC 62271-102 für Innenraum; Motorantriebe und Fernverriegelung verfügbar.
Lastschalter/Schalter - gemäß DIN EN IEC 62271-103 (Schalten ohne Kurzschluss-Ausschaltvermögen), auch als dreipolige Ausführung auf ausfahrbaren Wagen.
Messwandler - Auswahl/Platzierung gemäß DIN EN IEC 61869-2 (CT) und -3 (VT) für Schutz und Zählung.
Erhöhte Umhüllungsschutzarten - lokale Fronten/Räume IP41/IP54, erweiterte Beschichtungen, dichtende Kabeleinführungen gemäß DIN EN IEC 60529.

Typische Konfigurationen

Einfachsammelschienensystem mit Einspeisung und Abgangsgruppe; Reservierung über Leitung oder Transformator.
Doppelsammelschienensystem mit Kuppel-Leistungsschalter und AVR an den Einspeisungen; optional Schienenbrücken zwischen ZRUs.
Schema mit Bypass-Schiene zur Durchführung von Wartungen ohne Versorgungsunterbrechung kritischer Verbraucher.
Modul-KTP/ZRU - KSO-220-Satz im klimatisierten Container mit Lüftung, Lichtbogen-Gasabführung und integrierten Klima-/Sicherheitssystemen gemäß DIN EN IEC 62271-202.
Mess-/Zählpunkt - separates Feld mit VT/CT, Zählerschrank und Kommunikationskanälen zur AEM/SCADA.

Normenkonformität

Konstruktion, Fertigung und Prüfungen des KSO-220 erfolgen nach aktuellen internationalen/ europäischen Normen (projektspezifisch zu präzisieren):

DIN EN IEC 62271-200:2021 + A1:2024 - metallgekapselte AC-Schaltanlagen 1–52 kV (inkl. IAC/Zugänglichkeiten).
DIN EN IEC 62271-1 - Allgemeine Anforderungen an MS-Schaltgeräte (Betriebsbedingungen, Prüfungen, Isolationsniveaus).
DIN EN IEC 62271-102 - Trenn- und Erdungsschalter.
DIN EN IEC 62271-103 - Lastschalter/Schalter 1–52 kV.
IEC 62271-105 - Schalter-Sicherung-Kombinationen.
DIN EN IEC 60529 - Schutzarten (IP-Code).
DIN EN IEC 61869-2/-3 - Strom- und Spannungswandler (Schutz/Zählung).
IEC 60071-1 - Isolationskoordination: Auswahl der Prüfpegel.
DIN EN IEC 62271-202 - AC-Fertigstationen (für Container-ZRU/KTP).
EN/IEC 60721-3-3 - Umgebungsbedingungen/Klassen für Innenraum, wettergeschützt (ersetzt GOST 15150 U3).

Technische Merkmale

Bemessungsspannung, kV	6; 10
Höchste Betriebsspannung, kV	7,2; 12
Bemessungsstrom der Hauptstromkreise, A	400; 630; 1000; 1600
Bemessungsstrom der Sammelschiene(n), A	630; 1000; 1600
Thermischer Kurzzeitstrom (3 s), kA - mit Vakuum-Leistungsschalter - mit Lastschalter	20; 31,5 16; 20
Dynamischer Kurzschlussstrom (1 s), kA - mit Vakuum-Leistungsschalter - mit Lastschalter	51; 80 31,5; 63
Klimaklassifizierung nach EN/IEC 60721-3-3	z. B. 3K3 (Innenraum, wettergeschützt)
Schutzart nach DIN EN IEC 60529	IP31
Abmessungen, mm - Breite - Tiefe - Höhe	750; 800 850 2100

Wir bieten Ihnen die Unterlagen zur Fertigung des KSO-220 an:

- Vorläufige technische Unterlagen für Ausschreibungen: Einliniendiagramme, Gerätelisten, Kurzschlussstrom-Nachweise, Anfragebögen, Erläuterungsberichte, Terminpläne.
- Vollständige Konstruktions-/Fertigungsunterlagen für den Serienanlauf an Ihrem Standort: Spezifikationen und Zukaufteillisten, Baugruppenzeichnungen, Zuschnitt-/Biegepläne, Stromlauf-/Anschlusspläne, Kabeljournale, Schutz-Einstelltabellen, FAT/SAT-Programme und Checklisten für Abnahmeprüfungen.
- Bei fehlender Blechbearbeitung unterstützen wir die Kooperation: Auswahl von Partnern für Laserzuschnitt/Biegen, Pulverbeschichtung, Sammelschienen-/Schrankzubehör; Lieferung von Primär-/Sekundärapparaten mit Konformitätsnachweisen.
- Anpassung der Dokumente an Projekterfordernisse, rechtliche Vorgaben und Ihre Fertigung; Begleitung der ersten Serien sowie Mitarbeiterschulung.

3D-Modelle/Baugruppen: SolidWorks (SLDPRT/SLDASM), Parasolid (x_t/x_b), STEP, IGES – zur BIM/PLM-Integration.
Zeichnungen/Zuschnitte: AutoCAD (DWG), DXF – für Laserschneiden, Stanzen und Biegen.
Sekundärschaltpläne: Prinzip-/Anschlusspläne, Signallisten, Klemmen-/Drahtlisten, HMI-Vorlagen.
IED-Konfigurationen und Austauschdateien (CID/SCD) nach IEC 61850, Einstellungen IEC 60870-5-104/Modbus, Testberichte und Einstellkarten.
Montage-/Inbetriebnahmeanleitungen, Verfahren zur Interlock- und Lichtbogen-Prüfung, Betriebs- und Instandhaltungsdokumente.

Vorteile der Zusammenarbeit:

- Kein großer ITR-Stab nötig: Wir liefern einen production-ready Dokumentensatz, mit dem Ingenieur:innen mittlerer Erfahrung sicher arbeiten können.
- Kürzere Time-to-Series: Bibliothek bewährter Baugruppen erlaubt Verzicht oder Minimierung der „Nullserie“.
- Technologische Unterstützung: Beratung zu Schutz-Parametrierung, Interlock-Prüfung, Protokollen (Modbus/IEC 60870-5-104/IEC 61850), FAT/SAT-Planung, Begleitung von Zertifizierung und Produktionsaudit.