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Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte elektrische Schaltzelle für Hochspannung mit mehreren gegeneinander geschotteten Räumen, wie Sammelschienen-, Leistungsschalter-, Kabelanschlussraum und aufgesetztem Niederspannungskasten, wobei der unter dem Leistungsschalterraum angeordnete Kabelanschlu ssraum die gesamte Schaltzellentiefe einnimmt, im Dach der Schaltzellenkapselung Luftauslassöffnungen vorgesehen sind und Kabelanschlussraum sowie Leistungsschalterraum an der Bedienungsseite der Schaltzelle durch je ein druckfest verriegelbares Paneel verschlossen sind.
In einzelne Schotträume unterteilte gekapselte Schaltzellen werden als geschottete Schaltzellen bezeichnet.
Bei geschotteten Schaltzellen, vor allem bei solchen für hohe Betriebsströme, ist es wegen der vollständigen Kapselung und Unterteilung in Schotträume erforderlich, Kühlvorrichtungen zur Abfuhr der Stromwärme vorzusehen.
Ausführungen gekapselter Schaltzellen, bei denen die Stromwärme über die Kapselungsoberfläche an die Aussenluft abgegeben werden soll oder bei denen die Stromwärme mit Hilfe der natürlichen Luftströmung durch Luftschlitze aus dem unteren Bereich in den oberen Bereich der Kapselung nach aussen abgeführt werden soll, sind bekannt. Bei diesen relativ aufwendigen Ausführungen werden durch zusätzliche Luftkanäle die Aussenabmessungen der Schaltzelle erhöht.
Aus der AT-PS 378. 632 ist eine Kühlvorrichtung für mehrere gekapselte Schaltzellen bekannt, bei der zwischen je zwei benachbarten Schaltzellen ein Lüftungsraum vorgesehen ist, der mit der Aussenluft und über Einblasöffnungen in den seitlichen Kapselungswänden in Strömungsverbindung mit wenigstens einem Schottraum einer gekapselten Schaltzelle steht. Das Abströmen der Kühlluft wird über Lüftungsöffnungen im Dach der Kapselung ermöglicht.
Druckfest verriegelbar Türpaneele mit hakenförmig ausgebildeten Ausnehmungen sind beispielsweise aus der AT-GM 1472 bekannt.
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Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemässe Ausführung wird bezweckt, eine gekapselte elektrische Schaltzelle mit einer Belüftung zu schaffen, die keine höheren Aussenabmessungen erfordert, störlichtbogensicher ausgeführt ist sowie den Schutz gegen den Zugang zu gefährlichen Teilen und/oder das Eindringen fester Fremdkörper in das Innere der Schaltzelle nicht beeinträchtigt.
Dies wird dadurch erreicht, dass an beiden seitlichen Kapselungswänden im Inneren der Schaltzelle in den Sammelschienenraum mündende Zulufttrichter ausgebildet sind, die über Lüftungsschlitze in der Kapselungsrückwand mit der Aussenluft in Strömungsverbindung stehen und deren Mündungsöffnungen federbelastete, bei Druckbeaufschlagung aus dem Sammelschienenraum schliessende Klappen aufweisen, die Schottwand des Sammeischienenraumes und der obere Teil der Kapselungsrückwand den Abluftkamin für den Kabelanschlussraum bilden, der über Lüftungsschlitze mit federbelasteten, bei Druckbeaufschlagung aus dem Kabelanschlussraum schliessenden Klappen mit der Aussenluft in Strömungsverbindung steht,
und unter den Luftauslassöffnungen im Dach der Schaltzellenkapselung Staubschutzwannen angeordnet sind.
Mit Ausnahme des aufgesetzten Niederspannungskastens stehen alle Schotträume der Schaltzelle in Strömungsverbindung mit der Aussenluft, wodurch eine wirksame Abführung der von Kontakten, Stromschienen und/oder Geräten erzeugten Wärme erzielt wird. Die Zuluft für den Leistungsschalterraum und Kabelanschlu ssraum ist normalerweise über freibleibende Labyrinthe zwischen Schaltzellenrahmen und den druckfest verriegelten Paneelen gegeben. Die federbelasteten, bei Druckbeaufschlagung schliessenden Klappen verhindern das Ausströmen heisser Gase im Störlichtbogenfall und damit eine Gefährdung des Bedienungspersonals.
Damit eine Verschmutzung des Inneren der Schaltzelle verhindert wird, sind unter den Luftauslassöffnungen im Dach der Schaltzellenkapselung Staubschutzwannen vorgesehen, die auch einen Schutz gegen das Eindringen mit Drähten oder Werkzeugen bieten.
Bei einer Ausführungsform für Hochstrom-Schaltzellen kann auch der Leistungsschalterraum und/oder Kabelanschlu ssraum über Lüftungsschlitze mit federbelasteten, bei Druckbeaufschlagung aus dem Schottraum schliessenden Klappen im druckfest verriegelbaren Paneel mit der Aussenluft in Strömungsverbindung stehen.
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Die in die Schotträume strömende Luftmenge kann dadurch vermehrt und der Kühleffekt verstärkt werden. Im Störlichtbogenfall verhindern die schliessenden Klappen ein Ausströmen heisser Gase.
Bevorzugterweise beträgt die Breite der Luftschlitze weniger als 2, 5 mm.
Dadurch kann das Eindringen von Objekten mit einem Durchmesser von 2, 5 mm und
100 mm langen, 2, 5 mm starken Drähten sicher verhindert und ein gemäss internationaler Bestimmung festgelegter hoher Schutzgrad nachgewiesen werden.
Die bei Druckbeaufschlagung aus dem Sammelschienenraum die Mündungsöffnungen verschliessenden Klappen können als federnde Zungen ausgebildet sein, wodurch sich die Montage zusätzlicher Federn erübrigt.
Im folgenden wird an Hand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert : Es zeigen Fig. 1 den Schnitt durch eine dreipolig geschottete Schaltzelle für Hochspannung, Fig. 2 die Ansicht der Schaltzelle von hinten, Fig. 3 das Ausführungsbeispiel einer federbelasteten Klappe in vergrössertem Massstab und Fig. 4 ein Detail des druckfest verriegelten Paneels an der Bedienungsseite der Schaltzelle.
Die in Fig. 1 im Schnitt gezeichnete metallgeschottete Schaltzelle 1 besitzt vier gegeneinander geschottete Räume, den Sammelschienenraum 2, Leistungsschalterraum 3, Kabelanschlussraum 4 und aufgesetzten Niederspannungskasten 5. Mit Ausnahme des Sammelschienenraumes 2, sind sämtliche Räume 3,4, 5 von der Bedienungsseite der Schaltzelle 1 aus über Paneele 30,40, 50 zugänglich. Die Paneele 30,40 sind als druckfest verriegelbar Türpaneele ausgebildet, damit im Falle eines Störlichtbogens in der Schaltzelle 1 Bedienungspersonal nicht gefährdet ist.
Der dreipolig Vakuum-Leistungsschalter 31 ist verschiebbar ausgebildet und besitzt Kontaktarme 32, 33, die mit in Topfisolatoren angeordneten Fixkontakten zusammenwirken. Der obere Topfisolator für den Kontaktarm 32 ist im Sammelschienenraum 2, der untere für den Kontaktarm 33 im Kabelanschlussraum 4 angeordnet. Beide Räume 2, 4 sind durch die Schottwand 25 voneinander getrennt.
Über aus den Topfisolatoren herausgeführte Stromschienen sind die oberen Fixkontakte mit den Sammelschienen, die unteren Fixkontakte dagegen mit Stromwandlem 42, Spannungswandlern 43 und Kabelanschlüssen 45 elektrisch leitend verbunden.
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Der Vakuum-Leistungsschalter 31 bildet mit seinem Antrieb eine Einschubeinheit, die über
Rollen und seitliche Führungen in zwei Positionen verschiebbar ist. In Fig. 1 ist die
Einschaltung dargestellt. Befindet sich die Einschubeinheit in der Ausschaltstellung sind die Öffnungen der Topfisolatoren für die Kontaktarme 32,33 von Shutterblenden verschlossen und die Stromschienen im Kabelanschlu ssraum 4 über den Erdungsschalter 44 mit Erdungsschienen elektrisch leitend verbindbar. In diesem Schaltzustand können gefahrlos Wartungsarbeiten im Leistungsschalterraum 3 und/oder Kabelanschlussraum 4 ausgeführt werden.
Damit eine Abführung der von Kontakten 31, 32,33 Stromschienen und/oder Geräten 31, 42,43 erzeugten Stromwärme mit Hilfe der natürlichen Luftströmung ermöglicht wird, sind im Dach 10 der Schaltzellenkapselung Luftauslassöffnungen 17, 18 für den Sammelschienenraum 2 und Leistungsschalterraum 3 vorgesehen.
Unter den Luftauslassöffnungen 17, 18 sind Staubschutzwannen 19 angeordnet, welche auch einen Schutz gegen das Eindringen mit Drähten oder Werkzeugen bieten und das direkte Ausströmen heisser Gase im Störlichtbogenfall verhindern. Für die direkte Ableitung solcher heisser Gase nach oben, gegebenfalls in einen aufgesetzten Sammelkanal, sind im Dach 10 der Schaltzelle 1 nicht dargestellte Druckentlastungsklappen für die Schotträume 2,3, 4 ausgebildet.
Das Abströmen erwärmter Luft aus dem Kabelanschlu ssraum 4 wird durch den vom Rücken der Schottwand 25, oberen Teil der Kapselrückwand 13 und von den beiden seitlichen Kapselungswänden 11,12 begrenzten Abluftkamin 41 ermöglicht, der über Lüftungsschlitze 15 in der Kapselungsrückwand 13 in Strömungsverbindung mit der Aussenluft steht.
Reicht die über freibleibende Labyrinthe zwischen Schaltzellenrahmen und den druckfest verriegelten Türpaneelen 30,40 in die Schotträume 3,4 einströmende Zuluftmenge für die Abführung der Stromwärme nicht aus, kann diese durch Lüftungsschlitze in den Türpaneelen 30, 40 verstärkt werden.
Für den Sammelschienenraum 2 sind im hinteren Teil der Schaltzelle 1 an beiden seitlichen Kapselungswänden 11,12 Zulufttrichter 20 ausgeformt, die über Lüftungsschlitze 21 in der Kapselungsrückwand 13 mit der Aussenluft in Strömungsverbindung stehen. Die Mündungsöffnungen 22 der Zulufttrichter 20 sind mit federbelasteten Klappen 23
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ausgerüstet, welche die Mündungsöffnungen 22 verschliessen, wenn durch einen
Lichtbogen im Sammelschienenraum 2 ein Überdruck entsteht.
Gleichartig ausgebildete Klappen 16 sind auch bei den Lüftungsschlitzen 15 in der Kapselungsrückwand 13 und den gegebenfalls vorhandenen Lüftungsschlitzen in den Türpaneelen 30,40 vorgesehen, um ein Ausströmen heisser Gase durch Lüftungsschlitze zu verhindern.
Aus Fig. 2 ist die Anordnung der Lüftungsschlitze 15, 21 in der Kapselungsrückwand 13 für die Abluft aus dem Abluftkamin 41 und die Zuluft für die Zulufttrichter 20 ersichtlich.
In Fig. 3 sind in vergrössertem Massstab die zum Verschliessen der Mündungsöffnungen 22 vorgesehenen federbelasteten Klappen 23 dargestellt. Die Klappen 23 sind an der Schottwand 25 begrenzt beweglich gelagert, so dass die Klappe 23 im geöffneten Zustand etwa die in Fig. 3 gezeichnete Lage einnehmen.
In dieser Lage werden sie durch die Federn 24 fixiert, solange kein die Federkraft überwindender Überdruck im Sammelschienen raum 2 entsteht.
Die Darstellung in Fig. 4 zeigt ein Detail des druckfest verriegelten Türpaneels 30. Der Schaltzellenrahmen 14 weist hakenförmig ausgebildete Ausnehmungen mit Fortsätzen auf, die zwischen zwei Stegen 35,36 angeordnete Bolzen 37 hintergreifen. Durch das zwischen Schaltzellenrahmen 14 und Stege 35, 36 freibleibende Labyrinth kann Zuluft in Richtung des Pfeiles in den Leistungsschalterraum 3 strömen. Sollte im Leistungsschalterraum 3 Infolge eines Störlichtbogens ein Überdruck entstehen, verhindert das Labyrinth ein direktes Ausströmen heisser Gase und eine Gefährdung des Bedienungspersonal.
Durch die besondere Formgebung des Abluftkamins 41 und der Zulufttrichter 20 wird eine wirksame Belüftung der Schotträume 2, 4 erzielt, welche auch bei Hochstromausführungen der Schaltzelle 1 ausreicht, die Stromwärme abzuführen und keine unzulässigen Übertemperaturen entstehen zu lassen.