Mit Hochspannung erwartet

Es ist eines der größten Berliner Zukunftsprojekte: Mit der Siemensstadt 2.0 entsteht auf dem rund 70 Hektar großen Siemens-Industriegelände in Berlin-Spandau ein modernes Stadtquartier, das Arbeiten, Forschen und Leben vereint. Geplant sind neben urbanen Produktionsstätten, Forschungszentren und Büroflächen für Unternehmen sowie Start-Ups auch Wohnungen, Studentenappartements sowie soziale Einrichtungen. Ein Teil des Gebäudebestandes bleibt erhalten, einige Produktionsstandorte müssen weichen. In diesem Zuge hat Siemens Energy die Rohrfertigung für die elektrischen Schaltanlagen an HANSA‑FLEX ausgelagert.

Eingesetzt werden Schaltanlagen beispielsweise in Umspannwerken, wo Hoch- zu Niederspannung transformiert wird. „Diese Umwandlung ist notwendig, weil Strom wegen der geringeren Verlustleistung auf langen Transportstrecken mit Hochspannung übertragen wird, Endverbraucher aber mit Niederspannung gespeist werden“, erklärt Lars Wassermann, Product Engineer und Projektleiter bei Siemens Energy. Aufgabe der Leistungsschalter ist es, das Netz bei Fehlern wie Überlast oder Kurzschluss spannungsfrei zu schalten. Für mehr als 100 Baugruppen, die in den Leistungsschaltern eingesetzt werden sowie kundenindividuelle Lösungen liefert HANSA‑FLEX ab diesem Jahr Gasrohrleitungen aus Kupfer, Messing und Edelstahl von 6 bis 22 mm Außendurchmesser sowie passende Armaturen.

Die Rohrleitungen von HANSA‑FLEX sind im Basisträger der ein- oder dreipolig gekapselten Leistungsschalter verbaut und bilden einen durchgehenden Gasraum, in dem sich das Schutzgas Schwefelhexaflorid (SF6) befindet. „Aufgrund der hohen elektrischen Festigkeit und großen Wärmeleitfähigkeit ist es bestens zur Isolierung der elektrischen Leiter geeignet“, führt Wassermann aus. Zudem erfüllt das Gas eine zentrale Rolle bei der Löschung des Lichtbogens, der bei der Unterbrechung des Stromflusses entsteht. Da der Abstand zwischen den Schaltkontakten während des Trennvorganges zur Isolation noch nicht ausreicht, kommt es kurzzeitig zu einem Spannungsüberschlag, dem sogenannten Lichtbogen. „Durch das Selbstkompressionsprinzip wird beim Öffnen der Kontakte eine Gasströmung in den Unterbrechereinheiten erzeugt“, fasst Wassermann. das von Siemens im Jahr 1973 patentierte Verfahren zusammen. „Dadurch wird im Bereich der Kontaktöffnung die Durchschlagsfestigkeit erhöht, sodass der Lichtbogen bei geringeren Abständen als beispielsweise bei luftisolierten Schaltern gelöscht wird.“

Bei Spannungen von 72,5 bis 1.200 Kilovolt ist Sicherheit oberstes Gebot. Daher führt Siemens Energy umfassende Typprüfungen durch, bei denen die Schalter unter anderem 10.000-mal dauergeschaltet, vereist oder durch Zuführen von Strom erwärmt werden. Im Rahmen der 100%-igen Stückprüfung erfolgt abschließend die finale Qualitätskontrolle jedes Schalters. Auch die Rohre werden umfassend geprüft: „Wir führen regelmäßig Stückprüfungen durch, um die Dichtigkeit sicherzustellen“, führt Ralph Berge aus, Leiter Projekte Produktionsbereiche bei HANSA‑FLEX. Weil das verwendete SF6-Gas einen sehr hohen Treibhauseffekt hat, unterliegen Hersteller wie auch Betreiber von Leistungsschaltern strengen Verordnungen. „Mit einer Gasverlustrate von 0,1 % pro Jahr liegt Siemens Energy weit unter dem vorgeschrieben Grenzwert der International Electrotechnical Commission“, berichtet Wassermann.

Bei der Bedarfsplanung legt Siemens Energy im Vorfeld fest, wann welche Rohrbaugruppen benötigt werden. Die Größe der Rohrbaugruppen skaliert dabei mit der Größe der Schalter, die wiederum abhängig von der Spannung ist: Bei einem Leistungsschalter für 145 Kilovolt kann der Basisträger bis zu 4 Meter lang sein. „In einem Leistungsschalter sind bis zu 7 Rohrleitungen verbaut“, weiß Berge. „Hinzu kommen kundenindividuelle Lösungen, für die wir auch kurzfristig nach Maß fertigen.“ Damit die Rohrleitungen für den 230 km langen Transportweg von der Sonderrohrfertigung in Dresden zum Siemens Zwischenlager in Berlin Falkensee bestens geschützt sind, verpackt HANSA‑FLEX diese platzsparend in extra dafür angefertigten Behältnissen. Dass von der Auftragserfassung bis zum Warenausgang alle Prozesse reibungslos laufen, beweist ein erfolgreich durchgeführtes Audit.

„HANSA‑FLEX ist ein wichtiger Entwicklungspartner“, berichtet Wassermann. In zahlreichen Workshops haben sich die Techniker beider Unternehmen zusammengesetzt, um gemeinsam Innovationen voranzutreiben. Dieses Vorgehen zahlt sich aus: „Durch das Schweißen der Edelstahlrohre, die bisher gelötet wurden, konnten wir die Qualität verbessern“, freut sich Berge. „Denn das bei der Lötung eingesetztes Flussmittel wirkt korrosiv, die Reinigung ist zudem aufwändig.“ Auch bei Weiterentwicklungen wie den Leistungsschaltern mit Clean Air, einem natürlichen Isoliermedium ohne SF6-Gas, ist das Know-how des Fluidspezialisten gefragt.

Die Koordination ist bei einem Projekt dieser Größenordnung immer eine große Herausforderung, der enge Zeitrahmen eine weitere. „Herr Berge und ich haben als Doppelspitze die Aufgaben koordiniert und uns mit allen Beteiligten eng abgestimmt – in der heißen Phase sogar täglich“, berichtet Wassermann. Und auch Corona konnte das Projekt nicht ausbremsen. „Ab Mitte März haben wir uns nur noch virtuell getroffen“, so Wassermann. „Das hat wunderbar funktioniert.“