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Im Bergbau werden Geräte zerstört, die anderswo überleben. Das Eindringen von Staub macht die Standard-IP-Schutzarten innerhalb weniger Monate zunichte. Vibrationen durch Sprengungen und schweres Gerät führen zu Rissen in Epoxidisolatoren, die für statische Installationen ausgelegt sind. Die Höhenlage im Tagebau und im Untertagebau verringert die Nennwerte luftisolierter Komponenten um 10-20%. Temperaturschwankungen von -30°C an der Oberfläche bis zu +45°C unter Tage belasten die für kontrollierte Umspannwerke konzipierten Wärmemanagementsysteme.
Bei der Auswahl von Mittelspannungs-Schaltanlagen für den Bergbau können nicht einfach die IEC-Bewertungen und das niedrigste Angebot angegeben werden. Eine 12-kV-Schaltanlage mit Schutzart IP54, die auf Meereshöhe getestet wurde und in einem sauberen Umspannwerk einwandfrei funktioniert, kann katastrophal versagen, wenn sie in einer Brecheranlage in 3.500 Metern Höhe installiert wird, in der Siliziumdioxidstaub in der Luft schwebt und die Erzverarbeitung zu Stößen führt.
Hersteller, die sich mit Bergbauanwendungen auskennen, entwickeln Lösungen, die über die Katalogspezifikationen hinausgehen: abgedichtete Schütze, die gegen das Eindringen von Staub immun sind, vibrationsgehärtete Sammelschienenhalterungen, höhenkorrigierte Isolationskoordination und modulare Konstruktionen, die einen schnellen Austausch während der engen Wartungsfenster ermöglichen, die der Bergbau zulässt.
Dieser Leitfaden nennt Hersteller mit bewährtem Bergbau-Portfolio, erklärt, was Schaltanlagen für den Bergbau von Standard-Industrieanlagen unterscheidet, und liefert Auswahlkriterien, die Beschaffungsteams bei der Spezifizierung von Mittelspannungs-Verteilungssystemen für Übertage-Betriebe, Untertage-Anlagen und mobile Geräte bei Bergbaustandorte weltweit.
Warum sich die Anforderungen an Schaltanlagen im Bergbau unterscheiden
Standard-Schaltanlagenspezifikationen gehen von kontrollierten Umgebungen aus. Der Bergbau widerspricht allen Annahmen. ### Herausforderungen für die Umwelt
Staub und Verschmutzung:
Siliziumdioxid in der Luft, Kohlenstaub, Mineralstaub
Standard IP54-Gehäuse versagen - Staub dringt in Kabeleinführungen und Lüftungswege ein
Erfordert: Höhenkorrekturfaktoren (BIL mit 1,10-1,25 multiplizieren), überdimensionierte Belüftung, Leistungsreduzierung
Temperatur-Extreme:
Oberfläche: -40°C (arktische/hochgelegene Minen) bis +50°C (tropischer Tagebau)
Unterirdisch: +30 bis +45°C mit 90%+ Feuchtigkeit
Erfordert: Heizungen/Thermostate für den Außenbereich, überdimensionierte Kühlung für den Untergrund, Kondensationsmanagement
Ätzende Atmosphäre:
Saure Entwässerung (schwefelhaltige Erze)
Salzsprühnebel (Betrieb an der Küste)
Chemische Verarbeitung (Flotation, Laugung)
Erfordert: Rostfreie/verzinkte Gehäuse, konforme Beschichtung der Elektronik
In Bergbauumgebungen treten kombinierte Belastungen auf - Eindringen von Staub, Vibrationen, Höhenunterschiede, extreme Temperaturen und Korrosion -, für die Standard-Industrieschaltgeräte nicht ausgelegt sind.
Operative Anforderungen
Schnelle Entstörung:
Personalsicherheit an erster Stelle - Minenarbeiter arbeiten in beengten Räumen
Anlagenschutz kritisch - der Austausch eines 4.000-PS-Mühlenmotors kostet Wochen der Produktion
Erforderlich: Schnellschutz (VCB bevorzugt gegenüber Sicherungen), selektive Koordination
Zugänglichkeit zur Wartung:
Stillstandskosten $50.000-500.000/Stunde für große Betriebe
Wartungsfenster werden in Stunden, nicht in Tagen gemessen
Erfordert: Modulare/ausziehbare Konstruktionen, lokale Ersatzteilverfügbarkeit, 24/7-Support des Herstellers
Kompatibilität mobiler Geräte:
Schleppkabel für Schleppschaufeln, Schaufeln, kontinuierliche Bergbauanlagen
Häufige Verbindungen/Trennungen
Erfordert: Hohe mechanische Belastbarkeit Vakuumschütz (100.000+ Ops), robuste Kabelabschlüsse
Top-Hersteller für Bergbauanwendungen
Matrix zur Positionierung der Hersteller, in der die Erfahrung im Bergbau mit den relativen Preisen der wichtigsten Anbieter von MV-Schaltanlagen verglichen wird.
Überlegungen: Begrenzte globale Sichtbarkeit, kleinere Serviceorganisation als die großen Marken
10. Lucy Electric (UK/Frankreich)
Bergbau-Portfolio:
Ringleitungseinheiten (RMUs) für die unterirdische Verteilung
Kompakte sekundäre Umspannwerke
ePACS Störlichtbogenschutz
Warum für den Bergbau:
Unterirdische Spezialisierung: Kompakte RMUs ideal für beengte unterirdische Räume
StörlichtbogenentschärfungePACS-Systeme, die speziell für den Personenschutz entwickelt wurden
Modularer Vertrieb: Ermöglicht eine schrittweise Erweiterung im Zuge der Entwicklung der Mine
Typische Anwendungen: Unterirdische Verteilung, abgelegene/modulare Anlagen, Erweiterungen auf Brachflächen
Überlegungen: Engeres Produktsortiment (Schwerpunkt auf Kompakt-/RMU-Lösungen, nicht auf vollständige metallgeschottete Produkte)
Auswahlkriterien für Bergbau-Schaltanlagen
Strukturierte Bewertungskriterien helfen den Beschaffungsteams, Bergbauschaltgeräte über die Katalogwerte und das niedrigste Angebot hinaus zu vergleichen.
Höhe: Reduzieren oder erhöhen Sie den Wert gemäß IEC 62271-1 für die Höhe des Standorts.
TemperaturBetriebsbereich: -40 bis +55°C (über Tage), +40 bis +60°C (unter Tage)
Vibration: Prüfung nach IEC 60068-2-6 oder IEEE 693 für seismische Beanspruchung
Korrosion: NEMA 4X/IP66 Edelstahl oder epoxidbeschichteter Stahl für korrosive Atmosphären
Überprüfung der Herstellerprüfung: Verlangen Sie Prüfzertifikate, die die tatsächliche Umwelteignung belegen, und nicht nur die Behauptung “für den Bergbau geeignet”.”
2. Instandhaltung und Wartungsfreundlichkeit
Bewerten Sie:
Modularer Aufbau: Ausfahrbare versus feste Schalter (ausfahrbare Schalter ermöglichen den Austausch ohne Demontage der Sammelschienen)
Lokale Ersatzteilverfügbarkeit: Der Hersteller hält den Lagerbestand innerhalb von 24 Stunden?
MTTR (Mittlere Zeit bis zur Reparatur): <4 Stunden für allgemeine Störungen?
Ausbildung: Der Hersteller bietet Schulungen vor Ort für das Wartungspersonal an?
Rote Flagge: Hersteller ohne lokale Servicepräsenz, der für Reparaturen einen internationalen Versand benötigt
3. Geschwindigkeit und Koordinierung des Fehlerschutzes
Bergbauspezifische Anforderungen:
Erdschlussschutz: Empfindlich (5-10 A Aufnehmer) für die Sicherheit des Personals, aber selektiv (Vermeidung von Störungsauslösungen durch Leckströme in Schleppkabeln)
Reduzierung des Störlichtbogens: Wartungsschalter, zonenselektive Verriegelung oder optische Lichtbogensysteme
Koordinierung: Überprüfung mit dem vorgelagerten Minenbetreiber und dem nachgelagerten Geräteschutz
Werkzeug: Beauftragen Sie den Hersteller mit der Durchführung einer Störlichtbogenstudie und einer Koordinationsanalyse für Ihre spezielle Anlage.
4. Total Cost of Ownership (20-Jahres-Horizont)
Berücksichtigen Sie nicht nur den Kaufpreis:
Kostenkomponente
Typische % von TCO
Anfängliche Kapitalkosten
40-50%
Installation/Inbetriebnahme
10–15%
Wartung (Teile + Arbeit)
15-25%
Stillstandskosten (Produktionsausfall)
15-30%
Energieverluste
5-10%
Kontext Bergbau: Ausfallkosten dominieren oft - Premium-Schaltanlagen mit besserer Zuverlässigkeit und schnellerer Reparatur können trotz höherer Kapitalkosten niedrigere TCO haben
5. Erfolgsbilanz des Herstellers im Bergbau
Zu stellende Fragen:
“Nennen Sie 3 Referenzstandorte mit ähnlichen Bergbauanwendungen (Erzart, Standort, Umgebung)”.”
“Wie groß ist Ihre größte Bergbauanlage gemessen an der Leistungskapazität?”
“Wie viele Schaltanlagen haben Sie in einer Höhe von über 3.000 m?”
“Was ist die typische Vorlaufzeit für Bergbaukonfigurationen?”
Besichtigung vor Ort: Wenn es sich um ein großes Projekt handelt, besuchen Sie ein Referenzbergwerk, in dem die Ausrüstung dieses Herstellers verwendet wird, und beobachten Sie den tatsächlichen Zustand nach Jahren des Betriebs.
Spezialist (Lucy Electric, wenn unterirdisch, GE, wenn Störlichtbogen kritisch): Besondere Stärken
Bewertungsmatrix:
Kriterium
Gewicht
Scoring-Methode
Technische Übereinstimmung
35%
Bestanden/nicht bestanden + Marge zum Bedarf
Preis (Kapital + 10 Jahre Wartung)
30%
Im Verhältnis zum niedrigsten Bieter
Zeitplan für die Lieferung
15%
Pünktliche Strafbestimmungen
Erfahrung im Bergbau
10%
Referenzprojekte, Jahre im Bergbau
Lokale Unterstützung
10%
Servicepräsenz, Ersatzteillager
Standardisierung vs. Best-of-Breed
Standardisierungsansatz:
Ein einziger Hersteller für alle MV-Schaltanlagen
Vorteile: Gemeinsame Nutzung von Ersatzteilen, einheitliches Schulungsprogramm, Hebelwirkung bei der Preisgestaltung
Benachteiligungen: Möglicherweise wird nicht für jede Anwendung eine optimale Lösung gefunden
Best-of-breed-Ansatz:
Verschiedene Hersteller für verschiedene Anwendungen (z.B. Schneider unter Tage, ABB über Tage, XBRELE mobil)
Vorteile: Optimale technische Anpassung an jede Umgebung
Benachteiligungen: Mehrere Ersatzteillager, komplizierte Schulungen, höherer Beschaffungsaufwand
Empfehlung: Standardisierung innerhalb der Kategorien (z. B. ein Hersteller für alle unterirdischen, ein anderer für alle oberirdischen Bereiche), aber Zulassung verschiedener Hersteller pro Kategorie
Wichtige Erkenntnisse
Die Anforderungen an Schaltanlagen für den Bergbau gehen über die Standard-Industriespezifikationen hinaus: Staub (IP65+ gegenüber IP54), Vibrationen (seismisch/explosionsgeschützt), Höhe (Korrekturfaktoren 1,10-1,25× für >2.000m) und extreme Temperaturen erfordern spezielle Konstruktionen
Premium-Hersteller (ABB, Schneider, Siemens) rechtfertigen den 20-40%-Kostenaufschlag durch bewährte Bergbau-Portfolios, globale Servicenetzwerke und Fachwissen zur Vermeidung von Störlichtbögen - wichtig für große, sicherheitskritische Betriebe
Hersteller aus dem mittleren Segment (XBRELE, WEG, Eaton) bieten mit dem 30-50% Kosteneinsparungen bei angemessener Leistung für budgetbewusste Projekte, aufstrebende Märkte oder Ersatzanwendungen - prüfen Sie vor der Auswahl die Referenzen im Bergbau und den lokalen Support
Ausfallkosten (15-30% der TCO) dominieren oft die Kapitalkosten - modulare/entfernbare Designs, die eine MTTR von weniger als 4 Stunden ermöglichen, bieten ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis als niedrigstpreisige feste Installationen, die Tage für die Reparatur benötigen
Bei unterirdischen Anwendungen stehen kompakte Abmessungen (gasisoliert, RMUs) und Personensicherheit (Erdschluss <10A, Störlichtbogensysteme) im Vordergrund, während an der Oberfläche der Umweltschutz (IP65+, Höhenkorrektur) im Vordergrund steht und bei mobilen Geräten Schütze mit hoher Lebensdauer (100.000+ Einsätze) erforderlich sind.
Verlangen Sie herstellerspezifische Referenzen für den Bergbau in ähnlicher Höhe/Umgebung, führen Sie Besuche vor Ort durch, um den tatsächlichen Zustand der Ausrüstung nach jahrelangem Betrieb zu beobachten, und verlangen Sie Lichtbogenblitz-/Koordinationsstudien als Teil der Angebotsbewertung
Externe Referenz:IEC 62271-106 - IEC 62271-106 Norm für AC-Schütze
Häufig gestellte Fragen
Q1: Kann ich in einem Bergwerk Standard-Industrieschaltgeräte verwenden, die lediglich eine höhere Schutzart aufweisen? A: Der Verzicht auf den Bergbau erfordert integrierte Konstruktionsänderungen, die über die Schutzart hinausgehen: vibrationsgehärtete Komponenten (verstärkte Stromschienen, verdrahtete Befestigungselemente), höhenkorrigierte Isolierung (höherer BIL-Wert in der Höhe), verbesserte Kühlung (überdimensioniert für hohe Umgebungsbedingungen unter Tage) und modulare Konstruktionen für schnelle Reparaturen. Ein einfaches Hinzufügen eines IP66-Gehäuses zu Standard-Schaltanlagen ist in Bergbauumgebungen nicht möglich.
F2: Welchen Höhenkorrekturfaktor sollte ich für ein Bergwerk in 3.500 m Höhe anwenden? A: Gemäß IEC 62271-1 ist der Korrekturfaktor Ka = 1 + 0,012(H - 1000), wobei H die Höhe in Metern ist. Bei 3.500 m: Ka = 1 + 0,012(3.500 - 1.000) = 1,30. Multiplizieren Sie die erforderliche BIL mit 1,30 oder reduzieren Sie den Gerätenennstrom um 1/1,30 ≈ 0,77 (23% Derate). Überprüfen Sie immer die herstellerspezifischen Höhenangaben.
F3: Sollte ich SF6- oder Vakuumschaltröhren für den Bergbau einsetzen? A: Vakuum-Leistungsschalter (VCBs) werden im Bergbau bevorzugt: keine Probleme mit der Einhaltung von SF6-Umweltvorschriften, wartungsfrei (keine Gasüberwachung), gute Leistung in staubigen Umgebungen (abgedichteter Unterbrecher) und geeignet für häufigen Betrieb. SF6 ist für kompakte gasisolierte Konstruktionen akzeptabel (Platzmangel unter Tage), führt aber zu einer zusätzlichen Belastung für die Umweltberichterstattung.
F4: Wie bewerte ich die Behauptungen des Herstellers zur “Bergbau-Erfahrung”? A: Fordern Sie spezifische Referenzprojekte an mit: Name der Mine, Erzart, Umgebung (über/unter Tage, Höhe, Klima), Installationsjahr, Nennkapazität, Name des Ansprechpartners zur Überprüfung. Besuchen Sie, wenn möglich, den Referenzstandort und beobachten Sie den tatsächlichen Zustand nach dem Betrieb. Allgemeine Behauptungen wie “für den Bergbau geeignet” ohne überprüfbare Referenzen sind ein Warnsignal.
F5: Was ist bei Schaltanlagen für den Bergbau wichtiger: niedrigste Kapitalkosten oder schnellste Reparaturzeiten? A: Die schnellste Reparaturzeit (MTTR) dominiert bei großen Betrieben, bei denen Ausfallzeiten $50.000-500.000/Stunde kosten. Berechnen Sie die Ausfallkosten × MTTR-Differenz gegenüber der Kapitalkostendifferenz. Beispiel: Premium-Schaltanlage $200.000 vs. Budget $120.000 ($80K Premium), aber Premium hat 2 Stunden MTTR vs. 8 Stunden (6 Stunden Unterschied). Wenn die Ausfallzeit = $100K/Stunde beträgt, spart ein einziger Ausfall 6 × $100K = $600K - die Prämie macht sich in einem einzigen Fall bezahlt.
F6: Können chinesische Hersteller (XBRELE usw.) die strengen Bergbauanforderungen erfüllen? A: Chinesische Spitzenhersteller (XBRELE, CHINT usw.) erfüllen die IEC-Normen und verfügen über ein umfangreiches Bergbau-Portfolio, insbesondere in Asien/Afrika/Lateinamerika. Der Schlüssel liegt in der Verifizierung: Fordern Sie zertifizierte Prüfberichte (keine Selbstzertifizierung), Bergbau-Referenzen (unabhängig verifizieren) und bewerten Sie die lokale Servicefähigkeit. Der Qualitätsunterschied zu europäischen Marken hat sich deutlich verringert - Kosteneinsparungen rechtfertigen oft die Auswahl für geeignete Anwendungen.
F7: Wie oft sollten Schaltanlagen für den Bergbau im Vergleich zu normalen Industrieschaltanlagen gewartet werden? A: Häufiger aufgrund der härteren Bedingungen. Standardindustrie: jährliche Inspektion. Bergbau über Tage: halbjährlich (Staubansammlung, Vibrationseinwirkung). Bergbau unter Tage: vierteljährlich (Hitze, Feuchtigkeit, korrosive Atmosphäre). Mobile Geräte: monatlich oder alle 10.000 Einsätze (häufiger Schaltbetrieb). Wärmebildtechnik: vierteljährlich, unabhängig von der Anwendung (zur Erkennung sich entwickelnder heißer Stellen).
Hannah
Hannah ist Administratorin und Koordinatorin für technische Inhalte bei XBRELE. Sie ist verantwortlich für die Website-Struktur, die Produktdokumentation und die Blog-Inhalte zu den Themen Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen, Vakuumunterbrecher, Schütze, Unterbrecher und Transformatoren. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Bereitstellung klarer, zuverlässiger und ingenieursfreundlicher Informationen, um Kunden weltweit dabei zu unterstützen, fundierte technische und Beschaffungsentscheidungen zu treffen.
