KSO-399 Einseitig bedienbare, metallgekapselte Mittelspannungs-Schaltfelder

Bestimmung und Einsatzbereich

Die einseitig bedienbaren Schaltfelder (KSO) der Baureihe KSO-399 dienen zur Aufnahme, Verteilung und Schaltung elektrischer Energie in dreiphasigen 50-Hz-Netzen bei Bemessungsspannungen 6–10 kV. Die Felder werden für die Speisung von Lastzentren, den Schutz von Leitungen und Transformatoren, die Sektionierung von Sammelschienen sowie für die technologische Versorgungssicherheit von Energie-, Industrie-, Verkehrs- und Kommunalinfrastrukturanlagen eingesetzt. Die Ausführung als luftisolierte, metallgekapselte Anlage (AIS, metal-enclosed) verbindet gute Wartbarkeit, eine praxisgerechte Bedienung und moderate Lebenszykluskosten.

Typische Einsatzorte sind Innenraum-Schaltanlagen (ZRU) von Kompakt-Umspannstationen (KTP), Eigenbedarfs-Schaltanlagen von Kraftwerken, Stationen industrieller und infrastruktureller Objekte sowie Speisezentren in Wohn- und Gewerbequartieren. Das Konzept der Einseitenbedienung erlaubt die Aufstellung von Feldreihen entlang einer Wand oder in beengten Räumen – mit vollständigem Frontzugang zu Bedien- und Anzeigeelementen bei reduzierten Anforderungen an Montagezonen.

Betriebsbedingungen

Das Standard-Umgebungsprofil entspricht EN/IEC 60721-3-3 (Innenraum, wettergeschützt). Projektabhängig sind Ausführungen für weitere Umgebungsprofile (z. B. erhöhte Korrosionskategorien) möglich. Die typische Schutzart der Einhausung beträgt IP20 nach DIN EN 60529 (IEC 60529); bei Bedarf kann der IP-Schutz einzelner Fächer lokal erhöht und mit Staubfiltern sowie Abschirmungen ergänzt werden. Die Konstruktion ist auf die mechanischen und thermischen Einwirkungen von Kurzschlussströmen sowie auf übliche klimatische Faktoren von ZRU-Räumen ausgelegt.

Die Spannungsreihen folgen der Norm für Standardspannungen: 6 kV (höchste Betriebsspannung 7,2 kV) und 10 kV (höchste Betriebsspannung 12 kV). Bei der Auslegung werden Isolationsniveaus und Luft-/Kriechstrecken so gewählt, dass atmosphärische und Schaltüberspannungen sicher beherrscht werden; ebenfalls werden elektrodynamische Kräfte und thermische Beanspruchungen bei Kurzschlussströmen berücksichtigt.

Aufbau und konstruktive Lösungen

KSO-399 besitzt eine modulare Innenaufteilung mit klar getrennten Fächern: Geräte-, Kabel- und Sammelschienenfach. Diese Trennung erhöht die Sicherheit, lokalisiert mögliche Störfolgen, beschleunigt die Montage und vereinfacht die Instandhaltung. Der gesamte Bedienzugriff erfolgt von der Frontseite; Sichtfenster, mechanische Stellungsanzeiger der Antriebe und ergonomische Bedienelemente sind vorgesehen. Die Innenbeleuchtung umfasst eine Leuchte mit Fassung, Frontschalter und Steckdose für Handlampen. Der Lampenwechsel ist sicher möglich, ohne die Haupt- und Nebenstromkreise spannungsfrei zu schalten.

Rahmen und Gehäuse werden in zwei technologischen Varianten gefertigt:

• Geschweißter Stahlrahmen aus Baustahl mit Pulverbeschichtung – hohe Steifigkeit, Maßhaltigkeit und Beständigkeit gegenüber Abrieb sowie chemischen Einflüssen in ZRU-Räumen.
• Verschraubtes Gehäuse aus Stahl mit Alu-Zink- (bzw. Zink-) Beschichtung und Niet-/Schraubverbindungen – für Standorte mit erhöhten Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und Maßwiederholgenauigkeit in der Serienfertigung.

Das Kabelfach ist primär für den unteren Kabeleintritt ausgelegt; bei Bedarf ist ein oberer Eintritt realisierbar. Es bietet Einbauplätze für Strom- und Spannungswandler der geforderten Genauigkeitsklassen, Temperatur- und Lichtbogensensorik für Schnellschutzsysteme sowie Kabelbefestigungen mit normgerechten Biegeradien und Service-Reserven.

Zur Fertigungsvereinheitlichung kommen standardisierte Montagebohrbilder, Einbauelemente für Komponenten verschiedener Hersteller sowie normierte Einbauplätze für digitale Schutzterminals, Fernwirk-Panels und lokale Bediengeräte zum Einsatz.

Sicherheit und Verriegelungen

Die Baureihe KSO-399 ist auf sicheren Betrieb über den gesamten Lebenszyklus ausgelegt. Ein System mechanischer und elektromechanischer Verriegelungen verhindert gefährliche Handlungen:

• Sperre zum Schalten von Trennschaltern bei eingeschaltetem Leistungsschalter;
• Sperre zum Einschalten des Erdungsschalters bei geschlossenem Trennschalter bzw. Leistungsschalter;
• Sperre der Ausfahrt des Wagens mit Leistungsschalter im eingeschalteten Zustand;
• Sperre der Türöffnung von Mittelspannungsfächern ohne eingeschalteten Erdungsschalter;
• Optionale Schlüssel-Verriegelungen (Trapped-Key) und feld-/sektionsübergreifende Logiken.

Alle Schalthandlungen am Leistungsschalter erfolgen bei geschlossener Tür. Strömungswege, Leitbleche und Druckentlastungsklappen führen Gase im Fehlerfall kontrolliert ab und minimieren die Einwirkung auf Personal und Nachbarfelder.

Ausführungen und Optionen

• Hauptschaltgerät. Vakuum-Leistungsschalter der Mittelspannung mit den geforderten Stromreihen und Ausschaltvermögen. Für spezielle Aufgaben sind Lastschalter, Schütze oder Kombinationen „Leistungsschalter-Sicherungen“ möglich.
• Schutz und Automatisierung. Moderne Mikroprozessorschutzgeräte für Leitungen, Transformatoren und Sektionen; AWR/APV; Fernwirktechnik mit standardisierten Protokollen; lokale Bedienpanels.
• Messung und Zählung. Strom-/Spannungswandler in Mess- und Schutzklassen, Energiezähler, Power-Quality-Paneele sowie Messmodule mit Archivierung.
• Lichtbogen- und Thermoschutz. Lichtbogensensoren, schnellwirkende Abschaltlogiken, Temperaturfühler an Kabelschuhen und Sammelschienen mit Aufschaltung in ein Diagnosesystem.
• Spannungsanzeige. Integration stationärer VPIS/VDIS-Systeme mit Frontanzeige und Interface für Prüfgeräte.
• Gehäuse-Modifikationen. Zweischicht-Pulverlack, Alu-Zink/Zink-Beschichtung für erhöhte Dauerhaftigkeit, verstärkte Beschlagteile und Mehrpunkt-Riegelverschlüsse für vibrierende Umgebungen.
• Erdbeben- und Brandschutz. Auslegungen/Prüfungen gemäß vorgegebener Seismizitätskategorie; nicht brennbare Isolierwerkstoffe, feuerbeständige Kabelverschraubungen und Dichtungen.

Typische Konfigurationen

Die KSO-399-Familie deckt alle Standardfelder von MS-Innenraumschaltanlagen ab: Einspeise- und Sektionierfelder mit Leistungsschalter, Leitungsabgänge, Transformatorfelder, Mess- und Kopplungsfelder sowie Reservestellen für Erweiterungen. Auf Basis vereinheitlichter Schaltungen (z. B. „Einspeisung – Sektion – Leitung“, „Einspeisung – Transformator“) entstehen Anlagen der geforderten Leistung und Versorgungssicherheitskategorie. Übergangsfelder ermöglichen die Kopplung mit zuvor installierten KSO-Serien (inkl. KSO-3xx) ohne Raumanpassung.

Zur Steigerung der Wartungsfreundlichkeit werden LSC-Kategorien und Trennwandklassen PM/PI projektspezifisch gewählt, sodass einzelne Fächer innerhalb der gewählten Kategorie ohne Abschaltung benachbarter Abgänge in den Service genommen werden können. Lösungen für Schienenbrücken, Bypass- und Messkreise sowie Kabelprüfungen über serienmäßige Prüfstecker/-buchsen im Kabelfach sind vorgesehen.

Normenkonformität

Entwicklung und Fertigung der KSO-399 erfolgen nach gültigen internationalen und nationalen Normen. Abhängig von Ausstattung und Geräten werden u. a. berücksichtigt:

1. DIN EN IEC 62271-200 – AC-Schaltanlagen, metal-enclosed, >1 kV bis 52 kV (LSC-Klassen, Trennwände PM/PI, innere Lichtbogenfestigkeit).
2. DIN EN IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Mittelspannungs-Schaltgeräte und -anlagen.
3. DIN EN IEC 62271-100 – Leistungsschalter für Wechselstrom.
4. DIN EN IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter.
5. DIN EN IEC 62271-105 – Kombinationen „Leistungsschalter-Sicherungen“.
6. DIN EN IEC 61869 (Reihe) – Instrumententransformatoren (Strom/Spannung).
7. IEC 60038 – Standardspannungen.
8. DIN EN 60529 (IEC 60529) – Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code); EN/IEC 60721-3-3 – Umgebungsbedingungen für Innenaufstellung (ersetzt die frühere Angabe „GOST 15150 U3“).

Einbindung von Partnern, Herstellern und Investoren

Wir sind offen für die technische Kooperation mit Herstellern von Schaltgeräten, Metallkonstruktionen, Kabel- und Schienensystemen sowie mit Montage- und Serviceunternehmen. Mögliche Modelle: Lieferung von Metallbau-Kits und Ersatzteilpaketen, Lizenzierung der Fertigungsdokumentation, Outsourcing der Baugruppenfertigung (Gehäuse, ausfahrbare Wagen, Kabelbäume, Montageplatten), gemeinsame Vorbereitung und Durchführung von Qualifikations-/Typprüfungen sowie Schulungen. Für Investoren ist eine Lokalisierung der Serienfertigung KSO-399 im Rahmen regionaler Netzinfrastruktur-Programme möglich.

Im Rahmen der Kooperation stellen wir Arbeitspläne, Qualitätskontrollpläne, Listen der Betriebsmittel/Normteile, Empfehlungen zum Korrosionsschutz und zur Pulverbeschichtung sowie Verfahren für den Wareneingangs- und Prozessprüfplan bereit.

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

• Tender-Paket: Einlinienschaltpläne, Gerätelisten, Daten-/Abfragebögen, Normenkonformitätslisten, 3D-Visualisierungen und Erläuterungsbericht zur schnellen und objektiven Aufwand-/Budgetbewertung.
• Fertigungsunterlagen: Zusammenbauzeichnungen, Spezifikationen, Haupt-/Sekundärschaltpläne, Kaufteillisten, Kabellisten, Loom-/Verdrahtungslisten. Formate – DWG, DXF, STEP, Parasolid; Modelle – für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
• Verriegelungs-Schemata und Algorithmen: feld- und panelübergreifende Logiken, Schlüssel-Verriegelungen, Zustands-/Bedienfolgetabellen und Signalmatrizen.
• Inbetriebnahme & Betrieb: Checklisten, Programme für Isolationsprüfungen, Prüfung der Steuerkreise, Wartungspläne, Drehmomenttabellen und Listen der Mess-/Prüfschritte.
• Kooperation für Baugruppen und Teile: Auswahl von Zulieferern für Gehäuse, Schienensysteme, Kabelbäume und Montageplatten; Abstimmung von Toleranzen, Beschichtungen und Kennzeichnungen.

Zusätzliche technische Erläuterungen

Die thermische Kurzzeitfestigkeit beschreibt die Fähigkeit der stromführenden Teile, die bei Kurzschluss entstehende Wärme über einen definierten Zeitraum aufzunehmen, ohne zulässige Temperaturen zu überschreiten oder sich unzulässig zu verformen. Die dynamische Stoßstromfestigkeit kennzeichnet die Widerstandsfähigkeit gegen elektrodynamische Kräfte im Einschaltmoment (Stoßstrom) und bestimmt die Anforderungen an Steifigkeit der Schienen, Befestigungen und Isolierstützen. Beide Parameter werden aus der Kurzschlussberechnung am Installationspunkt abgeleitet und mit Schutzkennlinien sowie dem Ausschaltvermögen der Hauptgeräte abgestimmt.

Zur Sicherstellung der EMV werden Sekundärkabelbäume mit Trennung von Leistungs- und Signalkreisen geführt, abgeschirmte Leitungen eingesetzt und Erdungskonzepte gewählt, die vagabundierende Ströme und Einkopplungen vermeiden. Die Klemmen- und Kabelkennzeichnung folgt der Betriebsdokumentation und erleichtert den Service.

Technische Daten

Wir stellen Ihnen die Fertigungsdokumentation für KSO-399 bereit:

Wir liefern einen vollständigen Engineering-Satz – vom vorbereitenden Tender-Paket bis zu produktionsreifen Konstruktionsunterlagen für Serienfertigung und Inbetriebnahme. Der Dokumentensatz wird an das Projekt, die ausgewählte Geräteliste und die technologischen Möglichkeiten Ihres Werks angepasst. Wenn Teilbaugruppen nicht in Eigenfertigung entstehen sollen, organisieren wir die Kooperation bei Partnern (Gehäuse, ausfahrbare Wagen, Sammelschienen, Kabelbäume, Montageplatten u. a.).

• Vorbemusterung für Ausschreibungen: Einlinienschaltpläne, Gerätelisten, Daten-/Abfragebögen, Normenkonformitätslisten, 3D-Modelle/Renderings, Erläuterungsbericht mit Aufwand- und Terminabschätzung.
• Werkstattzeichnungen und 3D-Modelle: Zusammenbauzeichnungen, Spezifikationen, Haupt-/Sekundärschaltpläne, Kabellisten, Kaufteillisten. Formate – DWG, DXF, STEP, Parasolid; Modelle – für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
• Verriegelungs-Schemata und Algorithmen: sichere Bedienfolgen (Ein/Aus, Erdung, Ausfahrt, Zugang), feldübergreifende Schlüssel-Verriegelungen, Signal- und Zustandsmatrizen.
• Inbetriebnahme & Betrieb: Checklisten, Programme für Isolationsprüfungen, Prüfung der Steuerkreise, Wartungsrichtlinien, Drehmomenttabellen und Listen der Mess-/Prüfungen.
• Kooperation für Baugruppen und Teile: Auswahl von Zulieferern, Abstimmung von Toleranzen, Beschichtungen und Kennzeichnungen, Erstellung von Arbeitsplänen und Qualitätskontrollplänen.

Vorteile der Zusammenarbeit

Ein großer Stamm hochqualifizierter Ingenieur:innen ist nicht erforderlich: Mit unserem Dokumentensatz kann Personal mittlerer Qualifikation die Fertigung ohne kostspielige Prototypen anfahren. In allen Phasen – von der Parameterauswahl und Spezifikation bis zum Serienanlauf – erhalten Ihre Teams Beratung zu Montage-Details, elektrischen Prüfungen, Kabelbaumführung, Klemmenkennzeichnung und Verbindungsqualität.

Für weitere Informationen zu KSO-399 kontaktieren Sie: inbox@proekt-energo.com

…wie bekannt, vervielfachen Planungsfehler die Herstell- und Betriebskosten. Setzen Sie auf korrekte Normen, bewährte Baugruppen und eine saubere Kooperation.

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