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Gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS) 12 kV für zuverlässige Isolierung und Lichtbogenschutz

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Schaltanlage (C-GIS) 12 kV

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1. Allgemeine Beschreibung

Die 12-kV-gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS), auch als kompakte gasisolierte Schaltanlage bekannt, ist ein metallgekapseltes Mittelspannungs-Schaltanlagensystem, das für Verteilungsnetze konzipiert ist. Sie nutzt eine gasisolierte Kammerkonstruktion, um eine zuverlässige Isolierung und einen zuverlässigen Lichtbogenschutz zu gewährleisten und gleichzeitig eine kompakte Bauweise zu ermöglichen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen luftisolierten Schaltanlagen (AIS) sind bei C-GIS die primären elektrischen Komponenten in versiegelten Gaskammern untergebracht, wodurch die Anlage äußerst widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub, Verschmutzung und Salzbelastung ist.

Die 12-kV-C-GIS-Klasse findet breite Anwendung in 10-kV-/11-kV-/12-kV-Verteilungsnetzen, industriellen Stromnetzen, Anlagen für erneuerbare Energien, Gewerbegebäuden und städtischen Umspannwerken.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Kompakte gasisolierte Schaltanlage (C-GIS)
·Nennspannung: 12 kV
·Systemspannungsklasse: 10 / 11 / 12 kV
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 630 / 1250 / 2000 / 2500 A
·Kurzzeit-Standstrom: 20 / 25 / 31,5 kA (3 s)
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 20–31,5 kA
·Spitzen-Durchhaltestrom: 50–80 kAp
·Netzfrequenz-Durchhaltespannung: 28 kV
·Blitzimpuls-Durchhaltespannung (BIL): 75 kVp
·Isoliermedium: SF₆ / Trockenluft / N₂ / alternatives Gas
·Leistungsschaltertyp: Vakuum-Leistungsschalter (VCB)
·Einbau: Innen- / Außengehäuse
·Schutzart: IP4X–IP65 (je nach Ausführung)

3. Hauptkomponenten

1.) Vakuum-Leistungsschalter (VCB)
·Der Leistungsschalter ist das Hauptschaltelement.
Funktionen:
·Unterbricht Kurzschlussströme
·Steuert die Schaltung von Abzweigen
·Schützt Transformatoren und Verteilungsanlagen
Vorteile:
·Lange elektrische Lebensdauer
·Geringer Wartungsaufwand
·Umweltfreundlich
·Schnelle Unterbrechungsfähigkeit

2.) Gasisolierte Sammelschienenkammer
Merkmale:
·Versiegeltes Metallgehäuse
·Kompakte Anordnung der Leiter
·Hohe Durchschlagfestigkeit
Vorteile:
·Verhindert Verunreinigungen
·Reduziert Isolationsausfälle
·Verbessert die Betriebssicherheit

3.) Trennschalter
Funktionen:
·Stellt elektrische Trennung her
·Ermöglicht sichere Wartungsarbeiten
·Unterstützt Schaltvorgänge
Merkmale:
·Kompakter Mechanismus
·Hohe mechanische Belastbarkeit

4.) Erdungsschalter
Funktionen:
·Erdet isolierte Stromkreise
·Gewährleistet die Sicherheit des Bedieners
·Entlädt Restspannung
·Verriegelungssysteme verhindern unsichere Betriebsabläufe.

5.) Stromwandler (CT)
Einsatzbereiche:
·Überstromschutz
·Messung
·Energieüberwachung
·Fehlererkennung

6.) Spannungswandler (VT)
Liefert Spannungssignale für:
·Schutzrelais
·Messung
·Überwachung der Netzqualität

7.) Kabelanschlussraum
Ermöglicht den Anschluss an:
·Erdkabel
·Transformatoren
·Motoren
·Ringhauptschaltanlagen

4. Vorteile von 12-kV-C-GIS
* Kompakte Bauweise
·Deutlich kleiner als herkömmliche AIS-Schaltanlagen
·Ideal für Schaltanlagen mit begrenztem Platzangebot
* Hohe Zuverlässigkeit
Geschützt gegen:
·Staub
·Feuchtigkeit
·Verschmutzung
·Kondensation
* Geringer Wartungsaufwand
·Versiegeltes Isolationssystem
·Geringerer Reinigungsaufwand
·Stabile dielektrische Eigenschaften
* Erhöhte Sicherheit
·Metallgehäuse verhindert versehentliche Berührung
·Interner Lichtbogenschutz verfügbar
* Flexible Installation
Geeignet für:
·Umspannwerke im Innenbereich
·Unterirdische Umspannwerke
·Projekte im Bereich erneuerbarer Energien

5. Typische Anwendungsbereiche
12-kV-C-GIS-Anlagen werden üblicherweise installiert in:
·Städtischen Verteilerstationen
·Industrieanlagen
·Rechenzentren
·Gewerbegebäuden
·Solar-PV-Anlagen
·Windkraft-Sammelsystemen
·Bahnstromversorgungssystemen
·Bergbauanlagen
·Unterirdischen Umspannwerken

6. Typische Schaltanlagenkonfigurationen
Eingangs-Verteilerfeld
·Nimmt Strom vom Transformator oder vom vorgelagerten Netz auf
Ausgangs-Verteilerfeld
·Versorgt Verteilerstromkreise
Transformatorschutzschaltanlage
·Schützt Verteiltransformatoren
Sammelschienen-Abschnittschaltanlage
·Ermöglicht die Anbindung an Sammelschienen und die Abschnittsbildung
Messschaltanlage
·Dient der Spannungs- und Strommessung

7. Anwendbare Normen
·IEC 62271-1 — Allgemeine Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen
·IEC 62271-100 – Wechselstrom-Leistungsschalter
·IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter
·IEC 62271-200 – Metallgekapselte Wechselstrom-Schalt- und Steuergeräte bis 52 kV
·IEEE C37-Reihe — Normen für Mittelspannungsschaltanlagen

Zusammenfassung
Die 12-kV-gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS) ist ein kompaktes Mittelspannungsschaltanlagensystem der 10/11/12-kV-Klasse, das mit einer hermetisch geschlossenen Gasisolierung und Vakuum-Leistungsschaltertechnologie arbeitet. Sie bietet typischerweise einen Nennstrom von 630–2.500 A und eine Kurzschlussfestigkeit von 20–31,5 kA und zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit, geringen Platzbedarf, geringen Wartungsaufwand und hervorragende Umweltbeständigkeit für moderne Verteilungsnetze aus.