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34 SONDERDRUCK PDF 09 199 aus np Jg.48 (2009), Heft 12, S. 34-36
Norm DIN VDE 0671-200 / -202
Fabrikfertige Stationen – drinnen wie draußen sicher
Norm DIN VDE 0671-202 sicher-gestellt
Ein Störlichtbogen entsteht imnormalen Betrieb einer Schaltan-lage, wenn es innerhalb einesSchaltfeldes zum Beispiel durch ei-nen Fehler in der Isolation einenelektrischen Überschlag von Leiterzu Leiter oder von einem Leiter zuErdpotenzial gibt. Der wirksameSchutz vor solch einem innerenFehler ist gemäß der gültigen NormVDE 0671-202 nicht nur für das Be-dienpersonal sicherzustellen. Ge-nauso muss der verwendete Be-tonkörper mit seinen integriertenKomponenten wie Tür und Druck-entlastungseinrichtung alle Ge-fährdungen von Menschen im un-mittelbaren Umfeld der Station zu-verlässig fernhalten.
Zum Nachweis dieser Eigenschaftwird einmal bei geöffneter Tür derbegehbaren Station und mit Indika-
toren (150 g/m2) im Abstand von 30 cm vor und neben der Schaltan-lage die Anwesenheit einer Bedien-person simuliert und ein Störlicht-bogen bewusst eingeleitet (IAC-A)(Bild 2). In einem zweiten Versuchwird die Auswirkung des innerenLichtbogens auf Indikatoren (40g/m2) im Abstand von 10 cm außenvor der Station untersucht. Hiermitwird der Schutz von Passantennachgewiesen (IAC-B). Werdenkeinerlei Indikatoren durch dieaustretenden heißen Gase entzün-det und insgesamt alle fünf Kriteri-en der Norm erfüllt, gilt die Prüfungals bestanden. Zusätzlich zur Klas-sifizierung »IAC-AB« muss die ge-prüfte Stromstärke und die Brenn-dauer des Lichtbogens vermerktwerden. Damit lautet dann diekomplette Klassifizierung nachDIN VDE 0671-202: »IAC-AB 21 kA 1s«. Wegen der stationstypischen Ei-genschaften gilt diese Klassifizie-rung für alle fabrikfertigen Statio-nen des Typs UF30 des HerstellersBetonbau in Kombination mit ABB-Schaltfeldern des Typs ZX0 in Ein-zelfeldausführung und Blockbau-weise. Die freie Mindestraumhöhebeträgt nur 2,4 m. Die Schaltanlagewird an der Wand aufgestellt. Die
Mit Ablauf der Übergangsfrist ist zum 1. September 2009 die Norm für fabrik-fertige Stationen (DIN EN 62271-202/DIN VDE 0671-202) verbindlich. Mit dieserNorm sind unter anderem die Anforderun-gen an die Störlichtbogensicherheit (IAC-Klassifikation – Internal Arc Classified)und die damit verbundenen Prüfkriterienklar definiert.
Fabrikfertige Stationen umfassenim Allgemeinen eine Mittelspan-nungs-Schaltanlage, einen Verteil-transformator, eine Niederspan-nungs-Schaltanlage, Hoch- undNiederspannungs-Verbindungen so-wie weitere Hilfseinrichtungen. Siewerden unterschieden in von innenbediente, begehbare und vonaußen bediente, nicht begehbareKompaktstationen. Es müssen je-doch nicht zwingend alle o. g. Bau-teile in einer Station integriert sein.Als typgeprüfte Einheiten müssensolche Stationen unter anderem ei-ner Störlichtbogenprüfung unter-zogen werden.
Aktuell wurde die Kombinationeines begehbaren Betonkörpers derReihe UF 30 von Betonbau mit dergasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlage Typ ZX0 von ABB ge-prüft (Bild 1).
Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Körner, Produktkoordinator Elektrotech-nik, Betonbau GmbH & Co. KG, Waghäusel (linkes Bild)Dipl.-Ing. Heinz Schwartze, Produktmanager ZX; ABB AG, Ratingen
... der Schaltanlage ZX0
• Bemessungs-Spannung: 12 kV und 24 kV
• Kurschlussstromstärke: hier bis 21 kA
• Bemessungs-Strom: 630 A und 1250 A fürSammelschiene undLeistungsschalterfelder
• Lasttrennschalter mitund ohne Sicherungen
• Geprüft und klassifiziertnach VDE 0671 Teil 200bzw. IEC 62271-200: IAC-AB 21 kA 1 s
... des Betonkörpers UF 3048
• Länge: 4,18 m (3,98 m im Lichten) • Breite: 2,98 m (2,78 m im Lichten) • Höhe: 3,56 m (3,20 m im Lichten,
davon 0,80 m Kabelkeller, 2,40 m Schaltraum)
• Wandstärken: 0,10 m aus Stahl-beton nach DIN 1045-2
• Tür: 1,10/2,10 m austechnisch eloxiertem Aluminium
• Druckentlastung:3 × Jalousie LLE 100/62 mit Druck-entlastungsklappe bei Überdrucköffnend aus technisch eloxiertemAluminium (wirksame Quer-schnittsfläche Fo jeweils 0,21 m2)
• Zwischenboden:Aufgeständerte Bauweise mit Stahl-stützen und AluminiumprofilenBegehbare Fläche ausgelegt mit 19-fach verleimten finnischen Birken-holzplatten mit Aluminiumwinkelund Querreiberschlössern verriegelt
Technische Parameter ...
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Gesamtlänge der Fertigstation er-gibt sich aus dem projektabhängi-gen Umfang von Mittelspannungs-anlage, Niederspannungsanlage,Transformator und Nebeneinrich-tungen (Bild 2).
Beschreibung der verwendetenBeton-Fertigteilstation
Der Grundriss der geprüften Be-ton-Fertigteilstation UF 3048 aus-gebaut mit der nachfolgend be-schriebenen MS-Schaltanlage ist inBild 3 dargestellt. Der Stationskör-
per ist fugenlos aus einem Guss inBetonbauweise hergestellt. Der Zu-gang zur Station findet über eineauf einer Stirnseite eingebaute Al-uminiumtür statt. Sowohl Baukör-per und Wannenflachdach als auchdie Aluminiumtür und Druck-entlastungselemente müssen denzu erwartenden Druckbeanspru-chungen standhalten. Die Alumini-umtür vom Typ TAM3 1,10/2,10 Fa-brikat Betonbau ist mit einem Ka-stenschloss mit Dreipunktverriege-lung und eigens konstruierten in-nen liegenden Türbändern ausge-
stattet. Die begehbare Station istmit einem aufgeständerten Zwi-schenboden, bestehend aus Stahl-stützen, Aluminium-Strangpres-sprofilen und 19-fach verleimtenfinnischen Birkenholzplatten (27mm Dicke), die zudem druckfestmechanisch verriegelt sind, ausge-stattet. Die Höhe des Kabelkellersbeträgt in diesem Fall 0,80 m, dielichte Schaltraumhöhe 2,40 m. DieDruckentlastung findet über dreiAluminium-Jalousien LLE 100/62mit darauf adaptierten Druckent-lastungsklappen Typ EE06 (Fabrikat
Bild 1 (oben): Station unmittelbar nach dem ersten Stör-lichtbogenversuch (IAC-A 21 kA/1 s).
Bild 2 (rechts): Station unmittelbar nach dem zweitenVersuch (IAC-B 21 kA 1 s).
Bild 4: Fabrikfertige Station UF 30102 mit eingebauterMS-Schaltanlage verlässt das Werk.
Bild 3: Grundriss der geprüften Station UF 3048
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Betonbau) statt, deren Schwer-kraftlammellen bei einem Über-druck von 3 bis 10 hPa selbständigöffnen und entsprechend arretie-ren.
Die Druckentlastungselementesind in der Längswand gegenüberder Schaltanlage unmittelbar un-terhalb des Beton-Wannendachesmontiert.
Die Schaltanlage selbst entlastetüber entsprechende Druckentlas-tungsscheiben, die in der Rückseiteder Anlage integriert sind. Die An-lage wurde mit einem Abstand von10 cm zur Außenwand aufgestellt.Der Druck wird somit nach hintenund oben über die Schaltanlagehinweg in den Schaltraum unddann über die oben beschriebenenDruckentlastungs-Einrichtungennach außen abgeleitet.
Anwendung in der Praxis
Auf Grund der relativ kleinen Ein-heit, die im Hochleistungsprüffeldder ABB einer Störlichtbogenprü-fung unterzogen wurde, könnenaus den Ergebnissen der Prüfungenfür die Praxis viele Ausführungsva-rianten unter Verwendung kon-struktiv identischer Komponenten(z. B. Türen, Lüfterelemente, Druck-entlastungsklappen etc.) als stör-lichtbogensicher abgeleitet werden(siehe DIN EN 62271-202, Kap. 6.1und 6.8). Die Raumzellenbauweise
mit vielen unterschiedlichen Mo-dulgrößen ermöglicht hier eineVielzahl von Anwendungsmöglich-keiten (Bild 4 bis 6).
Komfort durch Auswahl
Die Schaltanlage ZX0 bringt war-tungsfreie Vakuum-Leistungsschal-ter mit, und der Anwender kannzwischen reinen hand- oder fern-steuerbaren Motorantrieben an denDreistellungstrennschaltern sowiezwischen Schutz- und kombiniertenSchutz- und Steuergeräten wählen.Neben den Leistungsschalterfeldern(Bild 7) bietet die Anlage auch Lastt-rennschalter mit und ohne Siche-rungen. Mit ihrer modularen Struk-tur und einer Feldmodulteilung von400 bzw. 600 mm ist ZX0 eine sehrkompakte, gasisolierte Schaltanlageund die ideale Lösung für Stadtwer-ke und kleine Versorgungsunterneh-men sowie für die Industrie und öf-fentliche Gebäude. Die fabrikferti-gen, Schwefelhexafluorid(SF6)-be-füllten, werkseitig geprüften, her-metisch abgeschlossenen Schaltan-lagen, mit einem Fülldruck knappüber dem atmosphärischen Druck,erhöhen die Bedienersicherheit,weil ein unbeabsichtigter Kontaktmit aktiven Hochspannungsteilenausgeschlossen ist.
www.betonbau.com
www.abb.de/mittelspannung
Bild 5 (oben): Fabrikfertige Station nach Montage vorOrt.
Bild 6 (rechts): Fabrikfertige Station ausgebaut mit MS-Schaltanlage Fabrikat ABB/Typ ZX0.
Bild 7: Schnittdarstellung eines ZX0-Einspeisefeldes mit Kabel- undSammelschienenmessung.
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ABB AGEnergietechnikPostfach 10 03 5168128 Mannheim, DeutschlandTelefon: 0621 381-3000Telefax: 0621 381-2645E-Mail: [email protected]
www.abb.de/pt
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