Sammelschiene

Die Sammelschiene ist ein Begriff aus der Elektrotechnik, Energieversorgung bzw. Hochspannungstechnik. Unter einer Sammelschiene versteht man eine Anordnung von Leitern, die als zentraler Verteiler von elektrischer Energie dienen, da an die Sammelschienen alle ankommenden und abgehenden Leitungen angeschlossen sind.

Vierpolige Sammelschiene im Niederspannungsbereich

Einzelsammelschienen bieten den Vorteil, besonders übersichtlich zu sein. Zur Erzielung von Redundanz werden in Schaltanlagen für Hochspannung normalerweise Mehrfachsammelschienen verwendet. In sehr großen Anlagen kommen Vierfachsammelschienen zum Einsatz. Diese Mehrfachsammelschienen sind dann parallel aufgebaut und können wahlweise verwendet werden. Oft sind Sammelschienen auch in Längsrichtung in zwei oder mehr Teile, die sogenannte Blöcke bzw. Sammelschienenabschnitte, unterteilt. Einzelne Abschnitte einer Sammelschiene können so unabhängig voneinander betrieben werden. Der Einsatz mehrerer Sammelschienen bietet die Möglichkeit, ruhige und unruhige Verbraucher an verschiedenen Sammelschienen zu betreiben oder Sammelschienenabschnitte für Wartungsarbeiten frei zu schalten, während die Verbraucher auf die anderen Sammelschienen geschaltet sind.

Sammelschienen werden aus Aluminium oder Kupfer gefertigt und sind in der Regel unisoliert, was die Montage von Anschluss- und Schaltelementen vereinfacht. Der Berührschutz muss hingegen durch die Gehäuse der Schaltanlage gewährleistet sein. Da die Sammelschienen nach Öffnen der Gehäuse keinen Berührschutz mehr bieten, findet man solche Anlagen meist in Hauptverteilungen, bei denen der Zugriff durch weitergehende Sicherheitsmaßnahmen auf entsprechend geschulte Elektrofachkräfte beschränkt ist.

Sammelschienen in Hochspannungsschaltanlagen

Sammelschienen (oben), darunter Pantografentrenner in einer Freiluftschaltanlage für 380 kV

In Umspannwerken erfolgt der Anschluss der Leitungen und Trafos an die Sammelschiene über so genannte Schaltfelder, die üblicherweise gleichartig aufgebaut sind. In Hochspannungsanlagen besteht ein Feld in der Regel aus einer Anzahl von Sammelschienentrenner (entsprechend der Anzahl paralleler Sammelschienen), dem Strom- und Spannungswandler oder Kombiwandler, dem Leistungsschalter und dem Leitungstrenner (auch Abgangstrenner genannt). Mit Hilfe mehrfach vorhandener Sammelschienentrenner kann den Abgang auf verschiedene Sammelschienen legen.

Man kann zwischen folgenden Feldtypen unterscheiden:

• Abgangsfelder: An diese sind abgehende oder ankommende Leitungen angeschlossen. Ein Sonderfall ist das Abgangsfeld, bei dem der Übergang von einer blanken Sammelschiene auf ein Erdkabel erfolgt.
• Trafo-Abgangsfelder: Abgänge, an die Leistungstransformatoren angeschlossen sind.
• Kuppelfelder: Mit Ihrer Hilfe können Sammelschienen untereinander längs, quer und diagonal verbunden werden.
• Wandlerfelder: In den Wandlerfeldern werden Strom- und/oder Spannungswandler betrieben, oft auch als sogenannter Kombiwandler. Somit dienen diese Sammelschienenfelder dem Messen elektrischer Größen und oftmals auch dem Schutz der Sammelschiene und den daran betriebenen elektrischen Betriebsmitteln.
• Schaltfelder: Im Bereich von Niederspannungs- und Mittelspannungssammelschienen erfolgt die Integration von Leistungs- und Trennschaltern meist in sogenannte Schaltfelder. Diese beinhalten die schaltenden Betriebsmittel wie Vakuumschalter und Trenner. In Hoch- und Höchstspannungsanlagen werden die Schaltelemente jedoch meist separat angeordnet.

Andere Sammelschienensysteme

Sammelschiene mit 2 Polen für die Montage im Sicherungskasten

Neben der Hochspannungstechnik wird der Begriff Sammelschiene oft auch in der Niederspannungstechnik für Schienensysteme in Unterverteilungen verwendet. In der Elektroinstallation einer Wohnung entspricht eine Sammelschiene praktisch der Verbindung der Sicherungsautomaten im Sicherungskasten. Dafür gibt es ein- und dreipolige Kammschienen. Die Sicherungsautomaten stellen dann praktisch die Abgänge bzw. Schaltfelder dar.

Dampfkraftwerke sind teilweise als „Sammelschienenanlage“ aufgebaut, was bedeutet, dass mehrere Kessel ihren Dampf in eine Dampf-Sammelschiene einspeisen, aus der mehrere Turbinen versorgt werden können.