Bei der Erweiterung Ihrer Industrieanlage wird die gewählte Schaltanlage zum Rückgrat Ihrer elektrischen Infrastruktur. Mittelspannungs-Schaltanlagen steuern, schützen und trennen elektrische Geräte – doch Schaltanlagen sind nicht alle gleich. Für Einkaufsleiter, Projektingenieure und Spezialisten für Anlagenerweiterungen ist die Beschaffung der richtigen Schaltanlage daher von entscheidender Bedeutung. Mittelspannungs-Schaltanlagen GroßhandelDie Wahl zwischen luftisolierten Schaltanlagen (AIS) und gasisolierten Schaltanlagen (GIS) kann über den Erfolg oder Misserfolg des Zeitplans, des Budgets und der langfristigen Zuverlässigkeit eines Projekts entscheiden.

Dieser Artikel erklärt Ihnen alles Wissenswerte über die beiden wichtigsten Mittelspannungs-Schaltanlagentechnologien. Ob Sie ein neues Umspannwerk ausstatten, eine bestehende Anlage modernisieren oder für eine groß angelegte Industrieerweiterung beschaffen – das Verständnis der grundlegenden Unterschiede zwischen luft- und gasisolierten Schaltanlagen hilft Ihnen, beim Großhandel mit Mittelspannungs-Schaltanlagen intelligentere und kostengünstigere Kaufentscheidungen zu treffen.

Grundlagen der Mittelspannungsschaltanlagen

MittelspannungsschalterDie Schaltanlagen arbeiten typischerweise im Spannungsbereich von 1 kV bis 36 kV und bilden die kritische Schnittstelle zwischen dem öffentlichen Stromversorger und dem internen Verteilnetz des Werks. In industriellen Umgebungen schützen Mittelspannungsschaltanlagen Transformatoren, Motoren, Kabel und andere wichtige Betriebsmittel vor Fehlerströmen und ermöglichen gleichzeitig die sichere Trennung für Wartungsarbeiten.

Der Unterschied zwischen luft- und gasisolierten Schaltanlagen liegt in der Art und Weise, wie die primären leitenden Komponenten – Sammelschienen, Leistungsschalter und Trennschalter – untergebracht und geschützt werden. Diese Wahl beeinflusst alles, von der benötigten Stellfläche und der Komplexität der Installation bis hin zur Wartung und den Gesamtbetriebskosten über einen Lebenszyklus von 20 bis 30 Jahren.

Was ist eine luftisolierte Schaltanlage (AIS)?

Luftisolierte Schaltanlagen nutzen, wie der Name schon sagt, die Umgebungsluft als primäres Isolationsmedium zwischen den spannungsführenden Teilen. Die Leiter und Komponenten befinden sich in einem metallgekapselten Gehäuse und sind der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt. Die Luft dient sowohl als Isolations- als auch als Kühlmedium und nutzt natürliche oder erzwungene Konvektion zur Wärmeabfuhr, die im Normalbetrieb und bei Fehlern entsteht.

Luftisolierte Schaltanlagen sind seit über einem Jahrhundert die Arbeitspferde der elektrischen Energieverteilung. Ihr Konstruktionsprinzip ist einfach: Stromführende Leiter sind auf Isolatoren montiert und durch ausreichend große Luftspalte voneinander getrennt, um den elektrischen Belastungen im Normalbetrieb und bei Kurzschlüssen standzuhalten. Dank dieser Einfachheit sind luftisolierte Schaltanlagen in nahezu allen Branchen die Standardwahl für Freiluft-Umspannwerke und große Schaltanlagenräume.

Wichtige Komponenten von luftisolierten Schaltanlagen

Eine typische luftisolierte Mittelspannungsschaltanlage besteht aus mehreren Funktionsräumen. Der Leistungsschalterraum enthält die Schalteinrichtung – in modernen Anlagen üblicherweise Vakuumleistungsschalter –, die für das Ein- und Ausschalten von Last- und Fehlerströmen zuständig ist. Der Trennraum enthält Trennschalter, die eine sichtbare Trennung der Betriebsmittel für die Sicherheit bei Wartungsarbeiten gewährleisten. Der Sammelschienenraum verbindet die einzelnen Schaltanlageneinheiten zu einer kompletten Schaltanlage.

Die einzelnen Abteile sind durch Metallbarrieren voneinander getrennt, um eine Ausbreitung von Störungen zwischen benachbarten Funktionseinheiten zu verhindern. ErdungsschalterSie stellen eine sichtbare und überprüfbare Erdung für den isolierten Stromkreis her. Messwandler – Strom- und Spannungswandler – sind mit Schutz- und Messrelais verbunden, um Überwachungs- und Steuerungsfunktionen zu ermöglichen.

Vorteile luftisolierter Schaltanlagen für Großhändler

Für Käufer, die Mittelspannungsschaltanlagen im Großhandel für die Erweiterung von Industrieanlagen beziehen, bietet AIS mehrere überzeugende Vorteile. Erstens ist AIS aufgrund der geringeren Anschaffungskosten die attraktivere Option, insbesondere für Projekte mit knappen Budgets oder in Regionen, in denen für gasisolierte Anlagen hohe Einfuhrzölle oder lange Lieferzeiten anfallen.

Zweitens vereinfacht die gute Zugänglichkeit der Komponenten innerhalb einer AIS-Anlage die Wartung. Elektriker und Techniker können Verbindungen visuell prüfen, den Isolationswiderstand messen und routinemäßige Wartungsarbeiten ohne Spezialwerkzeug oder Arbeiten in beengten Räumen durchführen. Diese gute Zugänglichkeit führt zu kürzeren Wartungsintervallen und geringeren Arbeitskosten über die gesamte Betriebsdauer der Anlage.

Drittens bietet AIS Flexibilität für zukünftige Erweiterungen. Das Hinzufügen neuer Verteilerkästen zu einer bestehenden AIS-Anlage ist relativ unkompliziert – die physische Grundfläche und das Layout ermöglichen modulare Erweiterungen leichter als gasisolierte Konstruktionen, die abgedichtete Gaskammern und Druckprüfungen für jede Änderung erfordern.

Viertens bietet AIS in Anlagen in nicht korrosiven, gemäßigten Umgebungen eine hervorragende Langzeitleistung ohne die Komplexität von Gasmanagementsystemen. Schaltanlagenräume mit geeigneter Klimatisierung können jahrzehntelang zuverlässig mit minimalem Eingriff arbeiten.

Einschränkungen luftisolierter Schaltanlagen

AIS-Systeme haben jedoch auch Nachteile. Die größte Einschränkung ist der Platzbedarf. Da Luft ein weniger effizientes Isoliermedium ist als Schwefelhexafluorid (SF6) oder alternative Gasmischungen, sind bei AIS-Systemen deutlich größere Sicherheitsabstände zwischen spannungsführenden Teilen und geerdeten Flächen erforderlich. Eine 36-kV-AIS-Anlage benötigt unter Umständen die 5- bis 10-fache Fläche einer vergleichbaren GIS-Anlage mit gleicher Nennstromstärke und gleichem Abschaltvermögen.

Dieser Platzbedarf macht sich besonders in beengten Umgebungen wie innerstädtischen Industrieparks, Dachstationen oder in bestehenden Anlagen bemerkbar, wo die Umnutzung von Bodenflächen kostspielig ist. Zudem bergen die freiliegenden, spannungsführenden Teile in AIS ein höheres Risiko für Ausfälle durch Kontamination. Staub, Feuchtigkeit, leitfähige Partikel und korrosive Atmosphären können die Isolationsleistung mit der Zeit beeinträchtigen und erfordern daher strengere Umweltkontrollen im Schaltanlagenraum.

Was ist gasisolierte Schaltanlage (GIS)?

Gasisolierte Schaltanlagen beheben die Platz- und Umweltsensibilitätsprobleme von AIS, indem sie das primäre Leitungssystem in einem mit Isoliergas gefüllten, abgedichteten Behälter umschließen – meist Schwefelhexafluorid (SF6). Neuere Alternativen wie saubere Gase (AirPlus, g3) werden jedoch aufgrund von Umweltbedenken zunehmend eingesetzt. Das Gas bietet eine etwa zehnmal höhere Durchschlagsfestigkeit als Luft bei Atmosphärendruck und ermöglicht so eine deutliche Reduzierung der Sicherheitsabstände.

In einer GIS-Anlage sind Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Messsensoren und Sammelschienen in einem einzigen gasdichten Gehäuse untergebracht. Dank ihrer kompakten Bauweise ist die GIS-Technologie die erste Wahl für platzkritische Anwendungen: städtische Umspannwerke, Offshore-Plattformen, Küstenanlagen mit salzhaltiger Luft, stark verschmutzte Industrieumgebungen und überall dort, wo jede Fläche zählt.

SF6-Gas: Das Elefant im Raum

Es wäre unverantwortlich, über GIS zu diskutieren, ohne das SF6-Problem direkt anzusprechen. Schwefelhexafluorid ist ein synthetisches Gas mit einem extrem hohen Treibhauspotenzial – etwa 23.500-mal so hoch wie das von CO₂ über einen Zeitraum von 100 Jahren. Ein einziges Kilogramm SF6, das in die Atmosphäre gelangt, hat die gleiche Erwärmungswirkung wie die Verbrennung von etwa 7.200 Kilogramm Kohle. Die Elektrizitätswirtschaft ist sich dieses Problems sehr wohl bewusst, und der Regulierungsdruck nimmt in Europa, Japan und anderen Ländern zu.

Für Mittelspannungsschaltanlagen im Bereich von 1 kV bis 36 kV ist SF6 nach wie vor das dominierende Isoliergas, obwohl die Branche aktiv auf alternative Gase umstellt. Einige Hersteller bieten mittlerweile GIS-Produkte mit fluornitrilbasierten Gasmischungen an (vermarktet unter Bezeichnungen wie g3 oder ähnlichen umweltfreundlichen Formulierungen), die das Treibhauspotenzial im Vergleich zu reinem SF6 um 80–98 % reduzieren und gleichzeitig eine vergleichbare dielektrische Leistung aufweisen. Beim Großhandelsbezug von GIS empfiehlt es sich, die Hersteller nach ihren Strategien zur SF6-Reduzierung und nach Alternativen mit umweltfreundlichen Gasen zu fragen.

Vorteile gasisolierter Schaltanlagen für die Erweiterung von Industrieanlagen

Bei der Erweiterung von Industrieanlagen mit begrenztem Platzangebot bietet GIS eine enorme Platzersparnis. Ein komplettes 36-kV-GIS-Umspannwerk benötigt nur 20–30 % der Fläche einer vergleichbaren AIS-Anlage. In manchen Fällen kann der Schaltanlagenraum sogar vollständig entfallen, da die GIS-Anlage im Freien oder in einem nur minimal witterungsgeschützten Gehäuse installiert werden kann.

GIS bietet zudem eine überlegene Umweltbeständigkeit. Der abgedichtete Gasbehälter schützt vollständig vor Staub, Feuchtigkeit, Salznebel und höhenbedingter dielektrischer Degradation. Dadurch eignet sich GIS besonders gut für Industrieanlagen an Küsten, Bergbaubetriebe mit hoher Staubbelastung und Anlagen in großer Höhe, wo die geringere Luftdichte die Leistung von AIS beeinträchtigt.

Die hohe Betriebssicherheit von GIS ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Die geschlossene Umgebung schließt die Möglichkeit von durch Verunreinigungen bedingten Isolationsausfällen aus, die bei AIS-Anlagen häufig auftreten. Statistisch gesehen sind die Ausfallraten von GIS im Vergleich zu AIS über vergleichbare Betriebszeiträume generell niedriger. Allerdings sind GIS-Ausfälle aufgrund des geschlossenen Gassystems in der Regel komplexer und kostspieliger zu beheben.

Einschränkungen gasisolierter Schaltanlagen

GIS hat auch Nachteile. Die Anschaffungskosten für GIS im Vergleich zu AIS sind bei vergleichbaren Nennleistungen typischerweise um 50 % bis 100 % höher, wobei dies je nach Spannungsklasse, Hersteller und Auftragsvolumen stark variiert. Für große Industrieanlagen mit ausreichend Platz ist GIS wirtschaftlich deutlich weniger rentabel.

Die Wartung von Gasinduktionsanlagen erfordert spezielle Schulungen und Ausrüstung. Da das Gassystem abgedichtet ist, sind für jeden Eingriff, der das Öffnen des Gehäuses erfordert – beispielsweise der Austausch eines Leistungsschalters oder die Reparatur einer Dichtung – Gasrückgewinnungsgeräte, eine Schulung zum Umgang mit Störlichtbögen und eine Druckprüfung notwendig. Dies verteuert die routinemäßige Wartung und macht den Kundendienst des Herstellers oder eines autorisierten Servicepartners erforderlich.

Die Modifizierung von GIS-Systemen vor Ort ist äußerst eingeschränkt. Im Gegensatz zu AIS-Systemen, bei denen neue Verteilerkästen relativ einfach hinzugefügt werden können, erfordert die Erweiterung einer GIS-Anlage in der Regel, dass der Hersteller eine kundenspezifische Lösung entwickelt, die modifizierten Abschnitte drucklos macht und neu vergaset sowie Hochspannungs- und Druckprüfungen durchführt, bevor die Anlage wieder in Betrieb genommen werden kann. Aufgrund dieser Einschränkung eignet sich GIS weniger für Anlagen mit einem hohen zukünftigen Lastwachstum, das neue Stromkreise erfordert.

Vergleich von AIS und GIS für die Erweiterung von Industrieanlagen

Bei der Bewertung von AIS versus GIS für die Erweiterung einer Industrieanlage spielen mehrere Faktoren eine entscheidende Rolle. Im Folgenden werden die wichtigsten Vergleichspunkte erläutert, die Einkaufsleiter und Projektingenieure sorgfältig abwägen sollten.

Grundfläche und Raumnutzung

Dies ist in der Regel der entscheidende Faktor. Verfügt Ihr Erweiterungsprojekt über ausreichend Platz und lässt die Anlagenplanung einen konventionellen Schaltanlagenraum zu, bietet AIS fast immer die kostengünstigere Gesamtlösung. Grundsätzlich gilt: AIS ist pro Kubikmeter Schaltanlagenraum günstiger, benötigt aber insgesamt mehr Kubikmeter. Ist der Platz hingegen begrenzt – beispielsweise bei der Integration in ein bestehendes Gebäude, einer Containerlösung oder einem beengten innerstädtischen Gelände –, ist GIS trotz der höheren Kosten eine attraktive Alternative.

Bei der Erweiterung von Industriebrachen ist ein häufiges Szenario die Umrüstung eines bestehenden Elektroraums, der ursprünglich für Anlagen mit geringerer Kapazität ausgelegt war. Lässt sich der Raum nicht horizontal erweitern, ist eine vertikale Erweiterung aufgrund der Zugangsvoraussetzungen für AIS (Air Infrastructure Systems) selten praktikabel. GIS (Ground Infrastructure Systems) hingegen passen oft in denselben Raum und ermöglichen so die Erweiterung, die andernfalls nicht realisierbar wäre.

Umweltbedingungen

In gemäßigten, sauberen Innenräumen mit guter Klimatisierung arbeitet AIS mit minimalem Wartungsaufwand hervorragend. In rauen Umgebungen hingegen treten die Vorteile von GIS deutlich hervor. Küstenanlagen, die Meersalz-Aerosolen ausgesetzt sind, Industrieanlagen mit hohen Staub- und Chemikalienkonzentrationen sowie Standorte in Höhenlagen über 1.000 Metern profitieren allesamt von der abgeschlossenen Gasatmosphäre von GIS.

Wartungsphilosophie und Lebenszykluskosten

Die Wartung von AIS-Systemen ist in der globalen Elektroinstallationsbranche etabliert. Lokale Techniker können die meisten Routinearbeiten – wie das Festziehen von Verbindungen, die Reinigung von Isolatoren, die Prüfung von Schutzrelais und den Austausch von Vakuumflaschen – ohne Beteiligung des Herstellers durchführen. Dieses dezentrale Wartungsmodell senkt die langfristigen Betriebskosten für Anlagen, die über eigene Elektrowartungsteams verfügen.

Die Wartung von GIS-Systemen erfordert hingegen regelmäßige Serviceleistungen des Herstellers für das Gasmanagement, die Leckageortung und interne Inspektionen. Die Intervalle zwischen diesen Eingriffen sind lang – typischerweise 10 bis 25 Jahre –, doch jeder Eingriff ist kostspielig und muss sorgfältig geplant werden. Einrichtungen ohne eigene GIS-Expertise sollten die Kosten für Serviceverträge oder den logistischen Aufwand für die Beauftragung spezialisierter Dienstleister einkalkulieren.

Analyse der Gesamtbetriebskosten

Eine sorgfältige TCO-Analyse sollte jeder Kaufentscheidung für Mittelspannungsschaltanlagen im Großhandel zugrunde liegen. Die Analyse sollte Folgendes umfassen:

• Kapitalkosten: GIS-Systeme sind im Vergleich zu gleichwertigen AIS-Systemen pro Einheit in der Regel 50–100 % teurer. Berücksichtigt man jedoch die Kosten für die Raumumgestaltung – also die Bau- oder Nachrüstungskosten für den Schaltanlagenraum –, verringert sich der Gesamtkostenunterschied oder kann sich in extrem beengten Verhältnissen sogar umkehren.
• Betriebskosten: AIS verursacht im Allgemeinen höhere Wartungskosten, dafür aber geringere Kosten für spezialisierte Serviceleistungen. GIS hat einen geringeren Bedarf an routinemäßiger Wartung, ist aber bei Eingriffen, die den Umgang mit Gas erfordern, auf den Service des Herstellers angewiesen.
• Lebenszykluskosten: Beide Technologien sind bei ordnungsgemäßer Wartung für eine Betriebsdauer von über 30 Jahren ausgelegt. GIS bietet in rauen Umgebungen möglicherweise einen leichten Zuverlässigkeitsvorteil, wodurch die Kosten ungeplanter Ausfälle reduziert werden – Kosten, die oft den Hardware-Preisunterschied deutlich übersteigen.
• Kosten am Lebensende: Die Rückgewinnung und Entsorgung von SF6 am Ende der Nutzungsdauer von GIS-Anlagen ist ein regulierter Prozess mit entsprechenden Kosten. Mit zunehmender Verschärfung der Umweltauflagen könnten diese Kosten steigen. Dieser Faktor dürfte zwar bei den meisten Kaufentscheidungen nicht ausschlaggebend sein, sollte aber dennoch im Auge behalten werden.

Die Entscheidung für den Einkauf im Großhandel treffen

Für Projekte zur Erweiterung von Industrieanlagen, die Mittelspannungsschaltanlagen im Großhandel beschaffen, bietet folgendes einen praktischen Entscheidungsrahmen:

Luftisolierte Schaltanlagen (AIS) wählen, wenn:

• Für einen herkömmlichen Schaltanlagenraum ist ausreichend Platz vorhanden.
• Die Installation befindet sich in einer sauberen, klimatisierten Innenraumumgebung.
• Das Projektbudget ist begrenzt, und der Kostenaufschlag für GIS ist nicht zu rechtfertigen.
• Die laufenden Wartungsarbeiten werden von lokalen Wartungsteams durchgeführt.
• Zukünftiges Lastwachstum ist wahrscheinlich, daher sind vor Ort erweiterbare Schaltanlagen wünschenswert.
• Die Anlage befindet sich nicht in einer Küstenregion, in einer stark verschmutzten Umgebung oder in großer Höhe.

Gasisolierte Schaltanlagen (GIS) sind in folgenden Fällen zu wählen:

• Der physische Raum ist begrenzt und kann nicht erweitert werden.
• Die Umgebung ist rau – küstennah, staubig, chemisch aggressiv oder in großer Höhe gelegen.
• Der Projektzeitplan erfordert eine Installation im Freien oder eine minimale Unterkonstruktion.
• Langfristige Zuverlässigkeit in einer kontaminierten Umgebung ist von entscheidender Bedeutung.
• Die Einrichtung verfügt über dedizierte Ingenieurressourcen für die Verwaltung von GIS-Dienstleistungsverträgen.
• Der Hersteller bietet Ökogas-Alternativen an, falls Umweltauflagen ein Problem darstellen.

Fragen an Ihren Großhändler für Mittelspannungsschaltanlagen

Bevor Sie Ihre Großhandelsbestellung aufgeben, sollten Sie mit Ihrem Lieferanten die folgenden Punkte besprechen:

Lichtbogenfestigkeitswert: Sowohl AIS als auch GIS sollten gemäß anerkannten Normen (IEC 62271-200 oder gleichwertig) auf Lichtbogenfestigkeit geprüft werden. Überprüfen Sie die Lichtbogenfestigkeit (AF) und die Richtung der Lichtbogenentlüftungen, um die Kompatibilität mit Ihrer Installationsanordnung sicherzustellen.

Seismische Qualifikation: Befindet sich Ihr Werk in einem Erdbebengebiet, vergewissern Sie sich, dass die Schaltanlage für die erforderliche seismische Beschleunigung geeignet ist. GIS-Systeme können aufgrund ihres niedrigeren Schwerpunkts und ihrer kompakten Bauweise mit einer geringeren seismischen Belastung konstruiert werden.

SF6-Alternativen: Wenn Sie GIS in Betracht ziehen, fragen Sie gezielt nach Öko-Gasoptionen und dem Zeitplan des Herstellers für SF6-freie Produktlinien. Für einige Anwendungen sind diese Alternativen bereits mit vergleichbaren Leistungswerten im Handel erhältlich.

Lokales Servicenetz: Prüfen Sie, ob in Ihrer Region werksgeschulte Servicetechniker verfügbar sind. Bei AIS ist dies weniger kritisch – jeder qualifizierte Elektrofachbetrieb kann AIS warten. Bei GIS ist ein kompetenter Serviceanbieter mit angemessener Reaktionszeit unerlässlich.

Fertigungsvorlaufzeit: GIS hat aufgrund des komplexeren Montage- und Testprozesses typischerweise längere Fertigungszeiten als AIS. Berücksichtigen Sie dies in Ihrer Projektplanung, insbesondere wenn die Ausrüstung importiert wird.

Unterstützung bei Installation und Inbetriebnahme: Erkundigen Sie sich, ob der Lieferant Installationsüberwachung und Inbetriebnahme vor Ort anbietet und welche Kosten und Zeitpläne damit verbunden sind. Eine fachgerechte Inbetriebnahme durch geschultes Personal reduziert das Risiko von Ausfällen in der Anfangsphase erheblich.

Weitere Informationen zum kompletten Produktportfolio von Tianan, einschließlich luft- und gasisolierter Mittelspannungsschaltanlagen, finden Sie auf deren Website. ProduktseiteDie

Fazit: Technologie an Projektprioritäten ausrichten

Die Wahl zwischen luft- und gasisolierten Mittelspannungsschaltanlagen ist im Grunde ein Kompromiss zwischen Kosten und Kompaktheit, zwischen Zugänglichkeit und Umweltverträglichkeit, zwischen lokaler Wartungsflexibilität und langfristiger Zuverlässigkeit des geschlossenen Systems. Es gibt keine allgemeingültige Antwort – nur diejenige, die am besten zu den spezifischen Anforderungen und Prioritäten Ihres Projekts passt.

Für die meisten Erweiterungsprojekte von Industrieanlagen bleibt AIS die pragmatische Wahl: Geringere Investitionskosten, gut dokumentierte Wartungsanforderungen und flexible Erweiterungsmöglichkeiten machen es zur bewährten Lösung für Anlagen mit ausreichend Platz. GIS ist die richtige Wahl, wenn Platzmangel, Umweltauflagen oder spezifische Zuverlässigkeitsanforderungen den höheren Preis rechtfertigen.

Unabhängig von der gewählten Technologie sollten Sie Ihre Mittelspannungsschaltanlagen im Großhandel von einem Hersteller beziehen, der über dokumentierte Qualitätsmanagementsysteme, nachweisliche Erfahrung in Ihrer Spannungsklasse und Stromstärke sowie ein Servicenetz verfügt, das die Anlagen über ihre gesamte Lebensdauer von mehr als 30 Jahren betreuen kann. Die günstigste Schaltanlage ist selten die kostengünstigste Lösung, wenn man Verfügbarkeit, Wartung und Zuverlässigkeit berücksichtigt.

Häufig gestellte Fragen

F: Welcher Spannungsbereich ist typisch für Mittelspannungsschaltanlagen in industriellen Anlagen?
A: Mittelspannungsschaltanlagen in industriellen Anwendungen decken typischerweise den Bereich von 1 kV bis 36 kV ab. Die meisten Erweiterungen von Industrieanlagen im Leistungsbereich von 5-15 MW verwenden Schaltanlagen mit einer Nennspannung von 11 kV oder 36 kV, abhängig von der Netzspannung und der internen Verteilungsspannung der Anlage.

F: Wie lange dauert die Installation und Inbetriebnahme von luftisolierten bzw. gasisolierten Schaltanlagen?
A: Die Installation von AIS-Einheiten ist in der Regel schneller, da die Komponenten als komplett montierte Schaltschränke geliefert werden, die mit Standardwerkzeugen positioniert und miteinander verbunden werden können. Die Installation von GIS-Einheiten erfordert hingegen eine sorgfältigere Handhabung, die Überprüfung des Gassystems und Druckprüfungen. Eine typische AIS-Umspannstation für die Erweiterung einer Industrieanlage kann innerhalb von 2–4 Wochen nach Lieferung in Betrieb genommen werden, während eine vergleichbare GIS-Installation 4–8 Wochen dauern kann. Dies variiert jedoch erheblich je nach Projektkomplexität.

F: Kann GIS im Außenbereich bei einer Erweiterung einer Industrieanlage installiert werden?
A: Ja, GIS-Systeme werden üblicherweise im Freien oder in witterungsgeschützten Gehäusen installiert, wodurch ein separates Schaltanlagengebäude überflüssig wird. Dies ist einer der wesentlichen Vorteile für Projekte mit begrenztem Platz- oder Kostenrahmen, bei denen der Bau eines herkömmlichen Schaltanlagenraums unpraktisch ist. GIS-Systeme im Außenbereich müssen über entsprechende Schutzklassen für extreme Temperaturen, UV-Strahlung und Niederschlag verfügen.

F: Was sind die wichtigsten Wartungsaufgaben für AIS im Vergleich zu GIS?
A: Zu den Wartungsarbeiten an AIS gehören die regelmäßige Inspektion und Reinigung der Isolieroberflächen, die Prüfung und der Austausch der Vakuumleistungsschalter (in der Regel alle 10–20 Jahre oder nach einer festgelegten Anzahl von Schaltvorgängen), die Überprüfung und das Festziehen der Sammelschienenverbindungen, die Prüfung der Schutzrelais und die Überprüfung der Funktion des Erdungsschalters. Die Wartung von GIS beschränkt sich auf die regelmäßige Inspektion externer Komponenten, die Überwachung des Gasdrucks (die automatisiert werden kann) und interne Inspektionen gemäß Herstellervorgaben in längeren Abständen (in der Regel 15–25 Jahre).

F: Wie beeinflusst die Höhe die Wahl zwischen AIS und GIS?
A: In Höhenlagen über etwa 1000 Metern beeinträchtigt die geringere Luftdichte die dielektrische Leistung luftisolierter Schaltanlagen. Es gelten Leistungsreduktionsfaktoren, die größere Luftabstände oder alternative Konstruktionen erforderlich machen können. Gasisolierte Schaltanlagen (GIS) sind weitgehend höhenunabhängig, da der Gasdruck im abgedichteten Gehäuse unabhängig von den Umgebungsbedingungen geregelt wird. Bei Anlagenerweiterungen in großen Höhen ist GIS oft die kostengünstigere Wahl, wenn die Leistungsreduktion die Auslegung luftisolierter Schaltanlagen erheblich beeinflusst.

F: Wie sehen die umweltrechtlichen Aussichten für SF6 GIS aus?
A: Der regulatorische Trend geht eindeutig in Richtung Reduzierung oder Abschaffung von SF6. Die europäischen F-Gas-Vorschriften sind die strengsten und führen zu einer effektiven schrittweisen Reduzierung des SF6-Einsatzes in neuen elektrischen Geräten. Ähnlicher regulatorischer Druck entsteht auch in anderen Regionen. Neue GIS-Produkte mit umweltfreundlichen Gasalternativen (Fluornitril-basierte Gemische) sind mittlerweile von mehreren großen Herstellern im Handel erhältlich. Beim Kauf von GIS im Großhandel ist es zunehmend sinnvoll und ratsam, Informationen zu SF6-freien Alternativen anzufordern.

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Über den Autor

Herr Henry

Internationaler Vertriebsleiter bei Ningbo Tianan Imp. & Exp. Co., Ltd.

Herr Henry verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung im Export von Energieanlagen nach Asien, Afrika, in den Nahen Osten und nach Südamerika und ist spezialisiert auf Umspannwerkslösungen, Leistungstransformatoren und Schaltanlagen für Energieversorgungs- und Infrastrukturprojekte.

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