Schakelapparatuur (ook bekend als met metaal omsloten schakelapparatuur of geassembleerde distributieapparatuur) is een geïntegreerd elektrisch systeem dat voornamelijk bestaat uit stroomonderbrekers en bijbehorende besturingsapparatuur.
Het combineert componenten zoals stroomonderbrekers, lastscheidingsschakelaars, scheiders, zekeringen, instrumenttransformatoren, overspanningsbeveiligingsapparaten, stroomrails en isolatiesystemen binnen een metalen behuizing.
Deze componenten worden geassembleerd volgens een gedefinieerd elektrisch enkellijnsschema en vormen een gestandaardiseerde en modulaire distributie-eenheid.
De belangrijkste functies van schakelapparatuur zijn onder meer:
Laagspanningsschakelapparatuur wordt doorgaans gebruikt in distributienetwerken tot 1000 V AC, terwijl middenspanningsschakelapparatuur wordt toegepast in systemen van 3,6 kV tot 40,5 kV.
Schakelapparatuur kan worden geclassificeerd op basis van spanningsniveau, isolatietechnologie, structureel ontwerp en toepassingsfunctie.
| Aspect | Laagspanningsschakelapparatuur | Middenspanningsschakelapparatuur |
| Spanningsbereik | ≤1000V | 3,6kV-40,5KV |
| Primaire taak | Distributie en controle (terminal) | Ontvangst en bescherming (hoofdlijn) |
| Kerncomponent | Stroomonderbreker met gegoten behuizing (MCCB), luchtstroomonderbreker (ACB) | Vacuümstroomonderbreker (VCB), SF₆-stroomonderbreker |
| Typische modellen | GGD,GCK,GCS,MNS | KYN28,XGN,C-GIS |
| Veiligheidsfocus | Schokbescherming, boogflits | Strikte vijf-preventie in elkaar grijpende, isolatie-afstandscontrole |
Het gebruikt lucht als primair isolatiemedium. Het beschikt over een volwassen structuur, is eenvoudig te onderhouden en wordt veel gebruikt in traditionele distributiesystemen. Typische voorbeelden zijn onder meer laagspanningskasten en metaalomsloten middenspanningsschakelsystemen.
Het omsluit alle hoogspanningscomponenten in een afgesloten compartiment gevuld met SF₆, stikstof of droge lucht. Het biedt uitstekende isolatieprestaties, compacte structuur en een sterk aanpassingsvermogen aan de omgeving.
Het maakt gebruik van epoxyhars om onder spanning staande componenten in te kapselen, waardoor het een sterke weerstand biedt tegen zware omstandigheden zoals vochtigheid, stof en vervuiling.
Alle componenten zijn in de kast bevestigd. Het beschikt over een eenvoudige structuur en een kosteneffectief ontwerp, dat vaak wordt gebruikt in standaard distributiesystemen.
De stroomonderbreker of functionele eenheid wordt op een verplaatsbare trolley geïnstalleerd, waardoor onderhoud en vervanging eenvoudig zijn. Deze structuur verbetert de modulariteit en operationele flexibiliteit. Centraal gemonteerde middenspanningsschakelapparatuur is een typisch voorbeeld.
Ring-hoofdunits zijn compacte distributiesystemen die zijn ontworpen voor de stroomvoorziening van ringnetwerken. Ze gebruiken lastscheidingsschakelaars in combinatie met zekeringbeveiliging om fouten te controleren en te isoleren.
RMU's worden veel gebruikt in stedelijke distributienetwerken, woongemeenschappen, commerciële gebouwen en industriële faciliteiten. Ze zijn verkrijgbaar in luchtgeïsoleerde en gasgeïsoleerde ontwerpen en bieden een compact formaat, eenvoudige bediening en betrouwbare prestaties.
Centraal gemonteerde schakelapparatuur is een met metaal bekleed uittrekbaar middenspanningsdistributiesysteem, doorgaans gebruikt bij 3,6 kV–12 kV.
De structuur is verdeeld in drie compartimenten:
Dit ontwerp verbetert de veiligheid en isolatie tussen functionele eenheden. Het wordt veel gebruikt in energiecentrales, industriële faciliteiten, onderstations en voor het starten van hoogspanningsmotoren. Het ondersteunt ook in elkaar grijpende beveiligingsfuncties om een veilige werking van het systeem te garanderen.
Gasgeïsoleerde schakelapparatuur omsluit alle elektrische componenten in een afgesloten metalen behuizing gevuld met isolatiegas.
Het is zeer goed bestand tegen omgevingsinvloeden zoals vocht, stof, vervuiling en corrosieve atmosferen. Het wordt veel gebruikt in stedelijke spoorvervoer, petrochemische fabrieken, metallurgie en hooggelegen gebieden.
Vergeleken met luchtgeïsoleerde systemen is C-GIS compacter, vereist aanzienlijk minder installatieruimte en biedt een lange levensduur met minimale onderhoudsvereisten.
Schakelapparatuur wordt veel gebruikt in:
RMU's worden vaak gebruikt in distributienetwerken en compacte onderstations. Centraal gemonteerde schakelapparatuur wordt voornamelijk toegepast in middenspanningsbesturings- en motorstartsystemen. Gasgeïsoleerde schakelapparatuur heeft de voorkeur in ruwe omgevingen met beperkte ruimte.
| Scenario | Geschikt kasttype | Typisch gebruik |
| Elektriciteitscentrales, grote onderstations | Middengemonteerd (KYN28), MV-schakelapparatuur | Levering generator, ontvangst hoofdtransformator |
| Industrieparken, middelgrote ondernemingen | Midden gemonteerd, RMU | Distributie, stroomontvangst |
| Stedelijke woonwijken, hoogbouw | RMU,LV-verdeelkasten | Ringnetwerkvoeding, einddistributie |
| Hooggelegen, vochtige, vervuilde gebieden | C-GIS | Verspreiding in ruwe omgevingen |
| Mijnbouw, petrochemie, spoorwegvervoer | C-GIS | Stroomvoorziening onder zware omstandigheden |
| Commerciële gebouwen, ziekenhuizen, datacentra | LV-schakelapparatuur (GCK/GCS/MNS) | Verlichting, HVAC, distributie van apparatuur |
Het selecteren van de juiste schakelapparatuur vereist evaluatie van verschillende sleutelfactoren:
Er moet rekening worden gehouden met het spanningsniveau, de stroomcapaciteit, de frequentie en de belastingskarakteristieken om een stabiele en veilige werking te garanderen.
Temperatuur, vochtigheid, hoogte, seismisch niveau en vervuilingsgraad hebben rechtstreeks invloed op de isolatieprestaties en de levensduur van de apparatuur.
De nominale kortstondige stroomsterkte en het uitschakelvermogen moeten overeenkomen met de systeemfoutniveaus. Middenspanningssystemen gebruiken doorgaans een classificatie van 3 seconden, terwijl laagspanningssystemen vaak een classificatie van 1 seconde gebruiken.
Verschillende belastingstypen vereisen verschillende configuraties, zoals stroomonderbrekerpanelen of lastscheidingsschakelaarsystemen.
Nieuwe installaties maken doorgaans gebruik van moderne, hoogefficiënte systemen, terwijl retrofitprojecten bestaande configuraties kunnen volgen.
Het ontwerp van de apparatuur moet eenvoudig onderhoud mogelijk maken, met sterke anti-corrosie- en anti-vervuilingsprestaties.
Een geprefabriceerd onderstation integreert hoogspanningsschakelapparatuur, transformatoren, laagspanningsschakelapparatuur en besturingssystemen in een compacte behuizing.
Inclusief middenspanningsschakelapparatuur zoals KYN28A-12 of RMU-systemen, uitgerust met beveiligingsrelais en communicatiesystemen.
Gebruikt doorgaans olie-ondergedompelde of droge transformatoren met laag verlies en hoog rendement.
Maakt gebruik van uitrijdbare laagspanningsschakelsystemen voor eenvoudig onderhoud en betrouwbare stroomverdeling.