Energietechnik 1 | 17

Retter auf hoher See

Schaltanlagenkomponenten halten den hohen Anforderungen auf Schiffen stand

Um die Verfügbarkeit der Schaltanlagen an Bord von Schiffen zu erhöhen, bietet ABB mit dem Ultraschnellen Erdungsschalter (UFES) und dem IS-Begrenzer zwei leistungsstarke Komponenten. Mit ihnen lassen sich die negativen Begleiterscheinungen von Fehlern in elektrischen Netzen zuverlässig beherrschen.

Die Elektrotechnik auf Schiffen muss im Vergleich zu Installationen an Land besondere Anforderungen erfüllen. An Bord steht meist nur wenig Platz zur Verfügung, sodass die Schaltanlagen kompakte Abmessungen haben müssen. Damit Schiffe unter allen Umständen manövrierfähig bleiben, stehen die Zuverlässigkeit und die Sicherheit der Energieversorgung im Vordergrund. Daher sind die Schaltanlagen häufig redundant aufgebaut, um höchstmögliche Verfügbarkeit zu gewährleisten. In der Regel befinden sich die Schaltanlagen zentral im Schiffsrumpf, was die Reparatur oder einen eventuell erforderlichen Austausch einzelner Komponenten nach einer Störung deutlich erschwert.

„Der IS-Begrenzer trennt die Anlagenteile so schnell, dass der auftretende Kurzschlussfehler keine Auswirkungen im fehlerfreien Schaltanlagen teil hat.“

Keine Chance für Störlichtbögen

Als Spezialist für maritime Installationen hat ABB verschiedene Produkte im Portfolio, die den besonderen Rahmenbedingungen auf hoher See gerecht werden und die Sicherheit der Energieversorgung erhöhen. Der  Ultraschnelle Erdungsschalter (Ultra-Fast Earthing Switch = UFES) ist ein innovatives Störlichtbogenschutzsystem für luftisolierte Mittel- und Niederspannungsschaltanlagen. „Der UFES besteht aus einer elektronischen Einheit und den zugehörigen Primärschaltelementen, die im Fehlerfall eine dreiphasige Kurzschlusserdung einleiten“, sagt Volker Schmidt, Senior Project Expert IS-Begrenzer bei ABB. „So schützt er die Schaltanlage vor den hohen thermischen und mechanischen Belastungen, die mit einem Störlichtbogenfehler einhergehen.“

Die extrem kurze Schaltzeit der speziellen Vakuumkammer von weniger als 1,5 ms gewährleistet in Verbindung mit der unmittelbaren und sicheren Detektion von Fehlerstrom und Licht das sofortige Verlöschen des Störlichtbogens in der luftisolierten Schaltanlage. Darüber hinaus reduziert der UFES die während eines Störlichtbogenfehlers entstehenden toxischen Gase und begrenzt den Druckanstieg im Schaltanlagenraum. Ein Austausch einzelner Schaltfelder nach dem Auftreten eines Störlichtbogens ist nicht mehr erforderlich, wodurch sich die Reparaturkosten und die Reparaturzeit auf ein Minimum reduzieren. Im günstigsten Fall kann die Reparatur sogar auf hoher See durchgeführt werden, was ohne den Schutz durch den UFES in der Regel nicht möglich ist.

Schnellster Schalter der Welt

Eine andere Komponente, die im fehlerfreien Normalbetrieb die betrieblichen Vorgänge nicht beeinträchtigt, beim Auftreten eines Fehlers jedoch die dynamische oder thermische Zerstörung der Betriebsmittel an Bord verhindert, ist der IS-Begrenzer. Dieses kurzschlussstrombegrenzende Schaltgerät hat sich bereits seit mehr als 30 Jahren auf Schiffen bewährt. Im Fehlerfall begrenzt die Vorrichtung einen beginnenden Kurzschlussstrom im kritischen Netzzweig in weniger als 1 ms, sodass es nicht zu einer Überlastung der Systemkomponenten kommt. Damit gilt der IS-Begrenzer als Schaltgerät mit der kürzesten Ausschaltzeit.

Mit ihm ist es möglich, zwei Schaltanlagenteile zu kuppeln, die kurzschlussmäßig jeweils voll ausgelastet sind und somit bei Kupplung über einen Leistungsschalter nicht ausreichend kurzschlussfest wären. „Im Fehlerfall trennt der IS-Begrenzer die Anlagenteile so schnell, dass der auftretende Kurzschlussfehler keine Auswirkungen im fehlerfreien Schaltanlagenteil hat“, betont Volker Schmidt. Zudem reduziert er die erforderliche Anlagenfestigkeit, was nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Anlage erhöht, sondern auch den Platzbedarf und die notwendige Druckentlastung verringert.

Die Seetauglichkeit des UFES und des IS-Begrenzers bestätigen die Zertifizierungen der DNV GL, der weltweit führenden Schiffsklassifikationsgesellschaft. Beide Produkte sind also ausdrücklich für den maritimen Einsatz geeignet – und leisten mit ihrem schnellen Reaktionsvermögen einen wesentlichen Beitrag zu einer sicheren und hochverfügbaren Energieversorgung an Bord von Schiffen.