KSO-423 „Omega“ Einseitig bedienbare, metallgekapselte Mittelspannungs-Schaltfelder

Bestimmung und Einsatzbereich

KSO-423 „Omega“ sind modulare, einseitig bedienbare luftisolierte, metallgekapselte Mittelspannungs-Schaltfelder (AIS, metal-enclosed) zur Aufnahme, Verteilung und Schaltung von dreiphasiger elektrischer Energie mit 50 Hz bei 6–10 kV. Die Serie ist für Netze mit isoliertem oder wirksam geerdetem Sternpunkt ausgelegt und für Anlagen der Verteilnetze sowie der industriellen Energieversorgung bestimmt. Typische Einsatzorte sind Innenraum-Schaltanlagen (ZRU) von Kompakt-Umspannstationen, Umspannwerke industrieller Betriebe, Eigenbedarfs-Schaltanlagen von Kraftwerken sowie Energieversorgungszentren der Verkehrs-, Logistik- und kommunalen Infrastruktur. Die Felder werden sowohl für die Montage in stationären Schalthäusern als auch zur Integration in werksseitig vorgerüstete Modulgebäude geliefert, was Inbetriebnahmezeiten verkürzt und Kosten reduziert.

Funktional deckt KSO-423 „Omega“ Einspeise- und Sektionierfelder mit Leistungsschalter, Leitungsabgänge, Transformatorabgänge, Mess-/Zählfelder sowie optional Felder zur Blindleistungskompensation ab. Das Konzept des Frontzugangs ermöglicht den Zugriff auf alle Bedien- und Anzeigeelemente von der Frontseite, wodurch Zellreihen platzsparend entlang der Wand aufgestellt werden können. Vereinheitlichte Anschlüsse und eine modulare Sammelschienengeometrie erleichtern die Skalierung sowie die Anpassung an Versorgungsstrukturen unterschiedlicher Versorgungssicherheitsklassen.

Betriebsbedingungen

Das Standard-Umgebungsprofil entspricht EN/IEC 60721-3-3 (Innenraum, wettergeschützt). Projektabhängig sind Ausführungen für weitere Umgebungsprofile nach EN/IEC 60721-3-x möglich (Temperatur-/Feuchtebereiche, Höhenlage, Korrosivitätskategorie am Standort). Die Schutzart der Einhausung ist typischerweise IP31 nach DIN EN 60529 (IEC 60529); für ausgewählte Fächer kann der IP-Schutz lokal erhöht werden – unter Nachweis der zulässigen thermischen Betriebsbedingungen und Lüftung.

Die Spannungsreihen folgen der Norm IEC 60038: 6 kV (höchste Betriebsspannung 7,2 kV) und 10 kV (höchste Betriebsspannung 12 kV). Bei der Projektierung werden Isolationsniveaus und Luft/Kriechstrecken so gewählt, dass atmosphärische und Schaltüberspannungen sicher beherrscht werden; elektrodynamische Kräfte und thermische Beanspruchungen bei Kurzschlussströmen werden gemäß den geforderten thermischen und dynamischen Festigkeiten berücksichtigt.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Die Serie „Omega“ ist in drei voneinander getrennte Fächer gegliedert: Sammelschienen-, Geräte- und Kabelfach. Diese Trennung erhöht die Fähigkeit zur Störungsbegrenzung, vereinfacht die Instandhaltung und reduziert Folgewirkungen interner Fehler. Die kompakte Bauweise wird u. a. durch quer zur Sammelschiene angeordnete Hauptgeräte erreicht, wodurch die Bautiefe reduziert wird, ohne die elektrische Festigkeit zu beeinträchtigen. Das Sammelschienensystem besteht aus hintereinandergeschalteten Kupferschienen-Segmenten auf Isolierstützen; Positionen für Durchführungsisolatoren bzw. Schienen-Trennungen sind vorgesehen, um die Lokalisierung zu verbessern und Sektionen sicher zu kuppeln. Für „zweireihige“ Schalthallen sind Schienenbrücken oder Kabelverbindungen zwischen Sektionen vorgesehen.

Das Gerätefach ist ausfahrbar ausgeführt: Vakuum-Leistungsschalter, Stromwandler und – falls erforderlich – Sicherungsblöcke oder kombinierte Module sitzen auf ausziehbaren Plattformen. Das beschleunigt Revision und Austausch und ermöglicht Servicearbeiten bei geschlossener Tür. Das Kabelfach ist vorrangig für unteren Kabeleintritt ausgelegt, optional ist ein oberer Einführungsweg realisierbar; Tragsysteme und Klemmen für Temperaturfühler an Kabelschuhen, Befestigungssätze für armierte Kabel sowie Positionen für Prüfstecker sind vorgesehen. Das Sekundärfach enthält digitale Schutz-/Steuerterminals, AWR/APV-Funktionen, Zähler, Klemmenreihen, Fernwirktechnik und Eigenbedarfsversorgung; Kabelbündel verlaufen in integrierten Kanälen mit Reserve für spätere Nachrüstung.

Der Gehäusebau erfolgt in zwei Varianten: geschweißter Stahlrahmen mit Pulverbeschichtung (hohe Steifigkeit, Schlagzähigkeit) sowie verschraubtes Gehäuse aus Stahl mit kontinuierlich aufgebrachten Zink- bzw. Zink-Aluminium-Beschichtungen gemäß EN 10346 (Z/ZA/AZ) – für erhöhte Korrosionsbeständigkeit und reproduzierbare Geometrie in der Serienmontage. Fronttüren sind mit Mehrpunkt-Riegelverschlüssen verstärkt, was die Widerstandsfähigkeit gegen Lichtbogendruck und Vibrationen erhöht.

Für das Bedienpersonal ist auf der Tür ein Mimic-Diagramm mit LED-Zustandsanzeigen der Antriebe und Stromkreise vorgesehen. Die interne Beleuchtung (Fassung und Steckdose für eine Handlampe, Schalter an der Front) erlaubt planmäßige Arbeiten, ohne das RÜ außer Betrieb zu nehmen; der Lampenwechsel ist sicher und ohne Spannungsfreischaltung der Haupt- und Hilfsstromkreise möglich. Auf Wunsch wird ein Spannungsanzeigesystem (VPIS/VDIS) nach DIN EN IEC 62271-213 mit Interface für tragbare Spannungsprüfer integriert und in die Verriegelungslogik eingebunden.

Sicherheit und Verriegelungen

KSO-423 „Omega“ ist auf betriebstechnische Sicherheit ausgelegt. Sämtliche Schaltvorgänge am Leistungsschalter erfolgen bei geschlossener Tür der Zelle. Ein System mechanischer und elektrischer Verriegelungen verhindert gefährliche Bedienhandlungen: Sperre des Trennschalters bei eingeschaltetem Leistungsschalter; Sperre des Erdungsschalters bei geschlossenem Trennschalter/Leistungsschalter; Sperre der Ausfahrt des Wagens im eingeschalteten Zustand; Türfreigabe der Hochspannungsfächer nur bei eingeschaltetem Erdungsschalter. Bei Abläufen, die abgestimmte Handlungen an mehreren Feldern/Sektionen erfordern, können Schlüssel-Verriegelungen (Trapped-Key) eingesetzt werden.

Nach IEC werden für metal-enclosed-Schaltanlagen die LSC-Kontinuitätskategorien (z. B. LSC2A/LSC2B) und Trennwand-Typen PM/PI definiert. Bei Ausstattung mit Lichtbogen-Abführung (Druckentlastung, verstärkte Scharniere/Riegel, Lichtbogensensoren) können Konfigurationen auf IAC (z. B. AFL/AFLR – Zugänglichkeit front/seitlich/rückseitig) qualifiziert werden, um die Wirkung interner Lichtbögen zu lokalisieren und Personal zu schützen.

Ausführungen und Optionen

• Hauptschaltgerät. Vakuum-Leistungsschalter der Mittelspannung mit Ausschaltvermögen gemäß Kurzschlussberechnung und Schutzkennlinien (EN/IEC 62271-100). Für spezielle Abgänge sind Lastschalter und Schützgeräte (EN/IEC 62271-106) sowie Kombinationen „Leistungsschalter-Sicherungen“ (EN/IEC 62271-105) möglich.
• Trenn- und Erdungsschalter. Geräte nach EN/IEC 62271-102 mit den geforderten mechanischen/dynamischen Festigkeiten; optional Sektionier-Trenner und Bypass-Kreise für Instandhaltungsfälle.
• Schutz, Automatisierung und Fernwirktechnik. Digitale Schutzterminals für Leitungen, Transformatoren und Sektionen, APV/AVR, Netzautomatik; Integration über IEC 60870-5-104/IEC 61850, Power-Quality-Export, Anbindung an lokale und übergeordnete SCADA.
• Messung und Zählung. Strom-/Spannungswandler gemäß EN/IEC 61869 (genauigkeitsklassenkonform für Schutz und Zählung), technische/geeichte Zähler, PQ-Überwachung.
• Diagnostik und Monitoring. Temperaturfühler an Kabelschuhen und Schienen, Lichtbogensensoren, Zählwerke für Schaltspiele, Teilentladungs-Detektion – mit Übergabe an eine vorausschauende Diagnose.
• Gehäuse und Umweltbeständigkeit. Zweischicht-Pulverlack oder Z/ZA/AZ-Beschichtungen gemäß EN 10346; Dichtungen, Kabelverschraubungen und brandschutzklassifizierte Durchführungen; seismische Auslegung/Prüfung nach Vorgabe.
• Kabelinfrastruktur. Unterstützung von Kabeln nach IEC 60502-2 (6–30 kV) inkl. Endverschlüssen und Prüfanschlüssen; Schienenbrücken und Kabelverbindungen zwischen Sektionen.

Typische Konfigurationen

Auf Basis standardisierter Schaltungen werden u. a. folgende Anlagenkonzepte gebildet: „Einspeisung – Sektion – Leitung“, „Doppelteinspeisung mit AVR“, „Einspeisung – Transformator – Leitung“, „Einspeisung – Sektion – Sektion – Leitungen“ u. a. Für die Modernisierung bestehender Anlagen stehen Übergangsfelder und angepasste Anschlussmaße zur Verfügung. Je nach Projekt werden LSC-Kategorien bis LSC2B und Trennwände PM (metallisch) oder PI (isolierend) vorgesehen, sodass einzelne Abgänge ohne Abschaltung benachbarter Felder aus dem Betrieb genommen werden können (im Rahmen der gewählten Kategorie). In Leitungsabgängen werden Kabelprüfungen über serienmäßige Prüfstecker/-buchsen im Kabelfach unterstützt.

Einbindung von Partnerunternehmen, Geräteherstellern und Investoren

Wir bieten flexible Kooperationsmodelle zur Lokalisierung und Serienfertigung von KSO-423 „Omega“: Lieferung von Metallbau-Kits (Gehäuse, Türen, ausfahrbare Wagen, Schienenbaugruppen), Lizenzierung der Fertigungsunterlagen, Outsourcing von Kabelbäumen und Montageplatten, Begleitung von Typ-/Qualifikationsprüfungen (inkl. innerer Lichtbogenfestigkeit und funktionaler Sicherheit) sowie Schulung des Personals. Für Investoren und Fertigungsstandorte steht eine Roadmap für den Produktionsanlauf mit minimalem CAPEX bereit: Adaption der Konstruktionsunterlagen an bestehende Lackier-/Verzinkungslinien, Auswahl von Normteilen, Arbeitspläne, Quality Control Plan (IQC/OQC) und Vorgaben für den Wareneingangs-/Prozessprüfplan.

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

• Tender-Paket: Einlinienschaltpläne, Gerätelisten, Daten-/Fragebögen, Normenkonformitätslisten, 3D-Visualisierungen und Erläuterungsbericht mit Aufwandsschätzung, Lieferterminplan, Risikomatrix und Liste der Pflichtprüfungen.
• Fertigungsunterlagen: Zusammenbauzeichnungen für Gehäuse und Baugruppen, Spezifikationen, Haupt- und Sekundärschaltpläne, Kabellisten, Kaufteillisten, Arbeitspläne. Formate – DWG/DXF, STEP/Parasolid; Modelle – für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
• Verriegelungslogik & Safety: Feld-übergreifende und feldinterne Sequenzen, Schlüsselsperren, Tabellen der Zustandsbedingungen (Ein/Aus/Erdung/Ausfahrt/Zugang), Integration von VPIS/VDIS und Lichtbogenschutz, Arbeitsanweisungen für sicheres Schalten.
• Inbetriebnahme & Betrieb: Programme für Isolations-/Hochspannungsprüfungen, Prüfung der Sekundärkreise, Schutzgeräte-Einstellungen, Abnahmeprotokolle, Wartungsvorschriften, Drehmomenttabellen sowie Prüflisten für Diagnosemessungen.
• Kooperation für Baugruppen und Teile: Auswahl geeigneter Zulieferer für Gehäuseteile, Schienen, Kabelbäume und Montageplatten; Abstimmung von Toleranzen, Beschichtungen und Kennzeichnungen; Organisation von Eingangs-/Prozessprüfungen.

Normenkonformität

Bei Entwicklung, Fertigung und Prüfung von KSO-423 „Omega“ werden – abhängig von Ausstattung und Gerätewahl – folgende Normen berücksichtigt:

1. DIN EN IEC 62271-200 (VDE 0671-200) – AC-Schaltanlagen, metal-enclosed, > 1 kV bis 52 kV (LSC-Kategorien, Trennwandtypen PM/PI, innere Lichtbogenfestigkeit IAC).
2. DIN EN IEC 62271-1 (VDE 0671-1) – Allgemeine Anforderungen an Schaltgeräte und Schaltanlagen der Mittelspannung.
3. DIN EN IEC 62271-100 – Leistungsschalter für Wechselstrom in MS-Netzen.
4. DIN EN IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter.
5. DIN EN IEC 62271-105 – Kombinationen „Leistungsschalter-Sicherungen“.
6. DIN EN IEC 62271-106 – Schütze und Anlasser für Spannungen > 1 kV.
7. DIN EN IEC 61869-2/-3 – Instrumententransformatoren (Strom/Spannung) für Messung und Schutz.
8. IEC 60038 – Standardspannungen.
9. DIN EN 60529 (VDE 0470-1) – Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code); Umgebungsbedingungen: DIN EN IEC 60721-3-3 (ersetzt die frühere Bezeichnung „GOST 15150 U3“).
10. EN 10346 – Kontinuierlich schmelzüberzogene Feinbleche (Z/ZA/AZ/ZM) – Auswahl korrosionsbeständiger Gehäuseausführungen.

Technische Daten

Wir stellen Ihnen die Fertigungsdokumentation für KSO-423 „Omega“ bereit:

Wir liefern ein vollständiges Engineering-Paket – vom Tender-Kit bis zu produktionsreifen Konstruktionsunterlagen und Anweisungen für Fertigung, Montage und Inbetriebnahme. Die Dokumentation wird an Projektnormen, die Auswahl der Gerätehersteller und die technologischen Möglichkeiten Ihres Werks angepasst. Wenn Sie Baugruppen/Teile nicht selbst fertigen möchten, organisieren wir die Kooperation bei Partnern (Gehäuse, ausfahrbare Wagen, Sammelschienen, Kabelbäume, Montageplatten). Die Endmontage, Verdrahtung und Prüfungen erfolgen auf Ihrer Fläche mit unserem technischen Support.

• Vorbemusterung für Ausschreibungen: Einlinienschaltpläne, Gerätelisten, Daten-/Abfragebögen, Normenkonformitätstabellen, 3D-Modelle und Renderings, Erläuterungsbericht mit Aufwands-, Termin- und Risikoabschätzung.
• Werkstattzeichnungen und 3-D-Modelle: Zusammenbauzeichnungen, Haupt-/Sekundärschaltpläne, Spezifikationen, Kaufteillisten, Kabellisten; Formate – DWG, DXF, STEP, Parasolid; Modelle – für AutoCAD, SolidWorks, Inventor.
• Verriegelungs-Schemata und Algorithmen: Feld- und panelinterne Logiken, Schlüsselsperren, sichere Bediensequenzen, Signal-/Zustandstabellen, Integration von VPIS/VDIS und Lichtbogenschutz.
• Inbetriebnahme & Betrieb: Programme für Isolations-/Hochspannungsprüfungen, Sekundärprüfungen, Schutzgeräte-Einstellungen, Abnahmeprotokolle, Wartungspläne mit Intervallen und Checklisten.

Ihre Vorteile in der Zusammenarbeit:

Sie benötigen keinen erweiterten Stab hochqualifizierter Ingenieur:innen: Unser Konstruktionspaket ermöglicht den Serienstart durch Personal mittlerer Qualifikation – ohne kostspielige Prototypen. Wir begleiten Ihr Projekt End-to-End – von der Kurzschlussberechnung und Geräteauswahl nach EN/IEC bis zur Schulung von Montage- und Betriebspersonal zu sicheren Schalt-/Verriegelungsabläufen, Press-/Crimp-Methoden und Drehmomentvorgaben.

Für weitere Informationen zu KSO-423 „Omega“ kontaktieren Sie: inbox@proekt-energo.com

PDF – Technische Informationen KSO-423 herunterladen