KRU K-26 (K-XXVI) mit Nennstrom 3150 A – Austausch des ausfahrbaren Einschubs (Retrofit)

Retrofit ist die Modernisierung bzw. partielle Umrüstung von Mittelspannungs-Schaltanlagen in Einschubtechnik (KRU) und einseitig bedienbaren Schaltfeldern (KSO), bei der verbrauchtes oder obsoletes Equipment durch moderne Lösungen ersetzt wird, um die Lebensdauer der Felder ohne Komplettaustausch zu verlängern.
Kern der Modernisierung ist in der Regel der Ersatz des am stärksten beanspruchten und sicherheitsrelevanten Geräts – des Öl-Leistungsschalters. An dessen Stelle kommen Vakuum- oder SF₆-Leistungsschalter mit Feder- bzw. elektromagnetischem Antrieb zum Einsatz; sie benötigen kein Ölmanagement, besitzen einen hohen Schaltspiel-Lebensdauerwert und kompakte Abmessungen. Möglich ist auch eine komplexe Modernisierung des KRU: Blockaustausch des Fachs mit ausfahrbarem Einschub, Schieber-/Shutter-Mechanismus, Antrieb des Erdungstrennschalters, Türen, Relais-Schrank sowie Aktualisierung von Schildern/Kennzeichnungen.
Die Zuverlässigkeit einer KRU oder eines KSO hängt direkt von den Schaltgeräten ab. Diese Modernisierung ist ein einfacher und kosteneffizienter Weg, Ausfallrisiken alter Schalter zu eliminieren und die Arbeitssicherheit des Personals zu erhöhen.
Retrofit des vorhandenen Elektroanlagenbestands ist wirtschaftlich sinnvoller als Neubeschaffung, Planung und Montage – mit kürzeren Stillständen und geringeren Kosten; periodische Reparaturen verschlissener Schalter sichern die geforderte Zuverlässigkeit nicht, während andere Zellenkomponenten erhalten bleiben können.

Zweck und Einsatzbereich

Der Retrofit des ausfahrbaren Einschubs für Felder KRU K-26 (K-XXVI) mit Nennstrom bis 3150 A dient zum Ersatz veralteter Einschübe mit Öl-Leistungsschaltern durch moderne Lösungen auf Basis von Vakuum- oder SF₆-Leistungsschaltern. Das Konzept ist für Mittelspannungs-Verteilnetze mit 6–10 kV in Industrie, Energieversorgung, Bergbau/Metallurgie, kommunaler Infrastruktur, Raffinerien, Rechenzentren, Verkehr und Infrastruktur vorgesehen. Anwendbar bei geplanter Modernisierung, in R&M-Projekten zur Zuverlässigkeitssteigerung sowie bei Umrüstungen von Umspannwerken mit begrenzten Abschaltfenstern.

Hauptziele des Retrofits:

Höhere Betriebssicherheit und weniger ungeplante Abschaltungen dank moderner Schaltgeräte mit hohem mechanischem und schalttechnischem Lebensdauerwert;
Angleichung der Felder an aktuelle Anforderungen der elektrischen Sicherheit, inkl. interner Lichtbogenfestigkeit, Abteiltrennungen, Verriegelungen und Berührungsschutz;
Reduzierung der Gesamtbetriebskosten (TCO) durch Wegfall des Ölmanagements, weniger Wartung und vereinfachte Revisionen;
Erhalt der Kabelverbindungen, Sammelschienenbrücken, Fundamente und Abmessungen der Schaltanlage – minimiert Bauarbeiten und Stillstandszeiten.

Technische Daten (typisch)

Parameter		Wert
Nennspannung, kV		6 / 10
Nennstrom der Hauptschiene, A		bis 3150
Kurzzeit-Strom fest, kA (3 s)		31,5 (opt. 25/40)
Stoßstrom (Scheitel), kA		bis 80
Blitz-/Schaltstoßspannungsfestigkeit, kV (BIL)		60–95 (projektabhängig)
Schutzart, Front/innen		IP31 / IP2X (opt. höher)
LSC-Kategorie / Trenntyp		LSC2B / PM (projektabhängig)
Interner Lichtbogen IAC		AFL oder AFLR 20–31,5 kA, 0,5–1 s (bei vorhandenem Gasableiter)
Mechanische Lebensdauer des Leistungsschalters, Schaltspiele		bis 30 000 (serienabhängig)
Art und Frequenz der Steuerspannung		AC/DC, 50/60 Hz, 110–230 V
Stellungen des ausfahrbaren Einschubs		Aus / Prüfen / Betrieb
Abmessungen des Einschubs		An die Öffnung K-26 angepasst (ohne Änderung des Zellengehäuses)
Masse des Einschubs, kg		je nach Ausführung (Richtwert 250–400)
Umgebungstemperaturbereich, °C		–5…+40 (Erweiterungen nach Vereinbarung)
Aufstellhöhe, m		bis 1000 (darüber – mit Derating)

Hinweis: Konkrete Werte hängen von der gewählten Schalterserie und den projektbezogenen Typprüfungen ab. Auf Wunsch werden interne Lichtbogenfestigkeit (IAC), LSC-Kategorie und Trenntyp PM/PI sowie zusätzliche Kundenanforderungen (Seismik, Klima, Beschichtung, Schutzart) projektbezogen nachgewiesen.

Betriebsbedingungen

Das Retrofit-Kit wird für den Einsatz in Innenräumen mit natürlicher Belüftung gemäß EN/IEC 60721-3-3 (Innenaufstellung, wettergeschützt) ausgelegt. Typische Bedingungen:

Umgebungstemperatur: –5 °C bis +40 °C (kurzzeitig bis +45 °C);
relative Feuchte: bis 95 % bei +25 °C ohne Kondensation;
Aufstellhöhe: bis 1000 m ohne Derating (bei größerer Höhe projektbezogene Festlegung);
Verschmutzungskategorie: normal, ohne chemisch aggressive Dämpfe, leitfähigen Staub und über das übliche Anlagenniveau hinausgehende Vibrationen;
Seismik: bis 7 Grad bei geeigneter Befestigung und Festigkeitsnachweis;
Schutzart des Gehäuses: typischerweise IP31 an der Front, IP2X in den Abteilen, Erhöhung projektabhängig möglich.

Bei besonderen Bedingungen (Meeresluft, starke Staubbelastung, hohe Feuchte/Kondensation, Tieftemperaturgebiete) werden Konstruktion und Materialien des Retrofit-Moduls angepasst: verstärkte Beschichtungen, zusätzliche Heizungen/Belüftung, Dichtungen, korrosionsgeschützte Ausführungen, höhere Schutzart; Einbau diagnostischer Sensorik (Temperatur, Feuchte, Teilentladungen) wird spezifiziert.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Der Retrofit des ausfahrbaren Einschubs K-26 wird in drei typischen Varianten realisiert: Anpassung des vorhandenen Einschubs, vollständiger Ersatz des Einschubs sowie modulares „Hard-Bus-Retrofill“ (OneFit-Konzept) bestehend aus Adaptionsmodul und standardisiertem Einschub. Die konkrete Variante wird nach instrumenteller Begutachtung der Zelle und Analyse der Betriebsrisiken festgelegt.

Anpassung des vorhandenen Einschubs. Einbau eines Vakuum-/SF₆-Leistungsschalters auf dem bestehenden Wagen mittels Adapterrahmen und Kontaktadaptern; Überholung und Neueinstellung der Gestänge, Nachjustage der Führungen, Austausch des Schieber-/Shutter-Mechanismus, Modernisierung des Sekundärsteckverbinders. Vorteil – minimale Metallbauarbeiten. Besonderheiten – Ausrichtung und Funktionsprüfung der Verriegelungen erforderlich; empfohlen sind Standardprüfungen der Isolierung und Mechanik nach der Montage.
Vollständiger Ersatz des Einschubs. Lieferung eines neuen ausfahrbaren Einschubs in Abmessungen und Anschlussmaßen K-26, kompatibel mit dem Verriegelungssystem und den Stellungen „Aus/Prüfen/Betrieb“. Gewährleistet einen „schnellen“ Einsatz mit wenig mechanischen Anpassungen am Gehäuse; der Alt-Einschub kann bei Bedarf als Reserve dienen.
„Hard-Bus-Retrofill“ (OneFit-Konzept). Werksmodul zur Installation im Schalterfach ohne Eingriff in die Sammelschienensysteme; enthält die Schnittstelle zu den vorhandenen Stromschienen, integrierte Shutter, Verriegelungen und Führungen. Bietet verbesserte Kriech-/Luftstrecken, höhere Isolationsfestigkeit, standardisierte Wartung, Möglichkeit zum Closed-Door-Ein-/Ausfahren des Einschubs und optional motorischen Fahrantrieb (projektabhängig).

Wesentliche Konstruktionsmerkmale des Retrofit-Kits:

Schaltgerät. Vakuum- oder SF₆-Leistungsschalter der passenden Ausschaltklasse (6–10 kV, 25–31,5–40 kA), Lebensdauer bis 30 000 Schaltspiele je Serie, optional mit Motorfederantrieb und vorbereitet für AVS/Wiederzuschaltung.
Schnittstelle der Stromkreise. Tuning-Adapter zur Kopplung mit den festen Kontakten der Zelle, Optimierung von Kontaktfläche und Anpresskraft; bei Bedarf Austausch/Neueinstellung konischer Kontaktgruppen.
Schieber-/Shutter-Mechanismus. Neue Shutter mit phasengetrennter Betätigung, Fehlbedienverriegelung, farbliche Stellungsanzeige.
Erdungstrennschalter. Optionaler Austausch/Einbau von Antrieb und Kontakten des Erdungstrennschalters mit Einschaltvermögen (Kurzschlusserder) entsprechend geforderter Stoßfestigkeit.
Verriegelungen. Mechanische und elektrische Verriegelungen: Verbot des Wagenfahrens bei eingeschaltetem Schalter, Verbot des Einschaltens bei geöffneten Shutter, gegenseitige Verriegelungen mit Erdungsantrieb und Türen; optional elektromagnetische Schlösser mit Schlüssel.
Sekundärkreise. Neuer abnehmbarer Mehrpol-Steckverbinder mit auf die vorhandenen Schaltpläne abgestimmter Pinbelegung; Umsetzung/Neuanordnung der Steuerrelais, Klemmenreihen, moderne Schnittstellen (potentialfreie Kontakte, Modbus/IEC 61850 auf Schutzgeräte-/IED-Ebene).
Diagnose und Digitalisierung. Temperatursensoren an Kontaktverbindungen, Vibrations-/Antriebsmessung, Zählung der Schaltspiele, Integration in Schutz-/Automatisierung nach IEC 61850 (GOOSE/MMS), Vorbereitung für Fernbedienung/Closed-Door-Wartung (z. B. ferngesteuertes Verfahren des Wagens).

Typische Austauschvarianten

1) Ersatz des Leistungsschalters auf dem vorhandenen Einschub mittels Adaptionskit inkl. Update der Verriegelungen und des Sekundär-Steckverbinders; mechanische Gestänge sind einzustellen. Günstigste, jedoch aufwendigste Variante.
2) Kompletter Ersatz des ausfahrbaren Einschubs durch einen neuen, vollständig kompatiblen Einschub hinsichtlich Abmessungen und Anschlussmaßen; Verriegelungen entsprechen den bestehenden. Schnelle Variante mit minimalen Anpassungen; zusätzlich Möglichkeit, den alten Ölschalter-Einschub als Reserve zu nutzen.
3) Werksmodul „Hard-Bus-Retrofill“ (OneFit-Klasse) – vormontiertes Modul mit Leistungsschalter, implementierten mechanischen/elektrischen Verriegelungen, Shutter-Schutz und adaptierten Stromkontakten. Vorteile:
- verbesserte Isolationsabstände und Kriechstrecken;
- Typprüfungen und standardisierte Wartungsprozeduren;
- höhere Zuverlässigkeit der Mechanismen und normierte Instandhaltung; Closed-Door-Verfahren des Wagens möglich.

Sicherheit

Die Konstruktion des Retrofit-Moduls ist auf erhöhte Personensicherheit ausgerichtet:

Interner Lichtbogen. Lieferung von Lösungen mit IAC-Klassifizierung AFL oder AFLR für definierte Strom/Zeit-Werte (z. B. 20–31,5 kA für 0,5–1 s) bei korrekter Druckentlastung/Gasableitung und Abteilabdichtung – projektbezogen.
Closed-Door-Operation. Verfahren in die Stellungen „Prüfen/Betrieb“, Schalten des Leistungsschalters und des Erdungstrennschalters erfolgen bei geschlossener Tür (bei entsprechenden Antrieben), wodurch das Lichtbogenrisiko reduziert wird.
Abteiltrennungen. Metallische Abtrennungen zwischen Abteilen, Shutter an den Kontakten, Abschirmungen und Erdung bewegter Teile gewährleisten den geforderten Berührungsschutz und die Begrenzung der Lichtbogenauswirkungen.
Verriegelungen und Anzeige. Mechanische/elektrische Verriegelungen verhindern Fehlbedienungen; die Stellungsanzeige aller Bedienelemente ist an der Front angebracht.
Lichtbogenschutzsysteme. Auf Wunsch aktive Lichtbogenschutzsysteme mit faseroptischen Sensoren zur schnellen Abschaltung.

Fertigungsausführungen

Auf Basis eines Vakuum-Leistungsschalters mit Ausschaltvermögen 25/31,5/40 kA, Strom bis 3150 A.
Auf Basis eines SF₆-Leistungsschalters für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Ausschaltvermögen/ Lebensdauer.
Shutter-System – Standard oder verstärkt, mit unabhängiger Phasenbetätigung.
Erdungstrennschalter-Antrieb – handbetätigt oder motorisch; Erdungstrenner mit Einschaltvermögen.
Schutz-/Leittechnik (RZA) – vom Umsetzen vorhandener Relais bis zur Implementierung digitaler Schutzgeräte und Prozessbus.
Sensorik & Monitoring – Temperaturindikatoren, Thermosensoren an Kontakten, Vibrationssensoren am Antrieb, Schaltspielzähler, Monitoring-Schnittstellen.
Beschichtungen/Lack – Standard bzw. verstärkter Korrosionsschutz für aggressive Umgebungen.

Szenario	Inbetriebnahme	Metallbau-Aufwand	Kompatibilität	Kosten
Anpassung des vorhandenen Wagens	Mittel	Minimal	Hoch (bei Erhalt der Geometrie)	Niedrig
Kompletter Ersatz des Einschubs	Kurz	Gering	Garantiert	Mittel
„Hard-Bus-Retrofill“ (OneFit-Klasse)	Kurz	Ohne Eingriff in Sammelschienen	Hoch (standardisiert)	Mittel/bis höher

Normenkonformität

Retrofit-Lösungen und eingesetzte Geräte werden gemäß geltenden Normen projektiert. Projektbezogen können u. a. folgende Nachweise geführt werden:

EN/IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Mittelspannungs-Schaltanlagen und -Schaltgeräte;
EN/IEC 62271-200 – Metallgekapselte Mittelspannungs-Schaltanlagen (LSC-Klassen, PM/PI, IAC);
EN/IEC 62271-100 – Wechselstrom-Leistungsschalter;
EN/IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungstrennschalter;
EN/IEC 60529 – Schutzarten von Gehäusen (IP-Code);
EN/IEC 60721-3-3 – Klimatische Umweltbedingungen für Innenaufstellung (ersetzt frühere nationale Kategorie U3).

Zusammenarbeit mit Auftragnehmern und Partnern

Wir sind offen für die Zusammenarbeit mit Herstellern von Elektroausrüstung, Montageunternehmen, Planungsinstituten und Investoren, die an der Serienfertigung und Einführung von Retrofit-Lösungen für KRU K-26 interessiert sind. Kooperationsformate: Lizenzierung des Konstruktionspakets unter Partner-Marke, Kooperation in der Auftragsfertigung (Metallbau, Mechanik, Lackierung, Montage), technische Begleitung von Pilotprojekten, gemeinsame Teilnahme an EPC/EPCM-Ausschreibungen, Schulung des Personals und Supervisor-Montage.

Lieferumfang der Dokumentation

Zum Lieferumfang gehören das Konstruktionspaket und Betriebsunterlagen:

Zeichnungen (Umriss-/Anschlussmaße), Stücklisten von Teilen/Baugruppen (DWG/DXF, PDF);
3D-Modelle von Baugruppen/Komponenten (STEP/Parasolid), optional Quelldateien für SolidWorks/Inventor;
Schaltpläne (Prinzipschaltbilder und Sekundäranschlüsse), Pin-Belegungen der Steckverbinder;
Anleitungen zu Montage, Justage, Verriegelungsprüfung und Erstprüfungen; Wartungsrichtlinien;
Vorlagen für Anfragebögen und Lastenhefte, Gerätepässe und Prüfprotokolle.

Vorteile der Zusammenarbeit mit uns:

- Keine Notwendigkeit, hochqualifiziertes technisches Personal dauerhaft vorzuhalten – Sie erhalten ein Dokumentationspaket für ein fertigungstaugliches Produkt, mit dem ein Ingenieur mittlerer Qualifikation arbeiten kann.
- Kein Bedarf an Prototypenbau – unsere Erfahrung erlaubt den direkten Serienanlauf des Produkts.
- Bei Arbeit nach unserer Dokumentation erhalten Ihre Spezialisten Beratung zu allen Details des Austauschs des ausfahrbaren Einschubs KRU K-26 (K-XXVI) 3150 A.