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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Zuluftöffnungen in elektrischen Anlagen, insbesondere Trafostationen, wobei die Zuluftöffnung eine Zuluftjalousie aufweist.
In elektrischen Anlagen, beispielsweise in Trafostationen kann es durch Störfälle aber auch bei Umschaltvorgängen zum Auftreten von Störlichtbögen kommen, welche die umgebende Luft erhitzen, was zu einem explosionsartigen Druckanstieg führt und ein hohes Gefährdungspotential für die Anlage, sowie für die sich im Bereich der Anlage aufhaltenden Personen aufweist.
So kann es beispielsweise in Trafostationen trotz aller Vorkehrungen im Bereich der Hoch- spannungskabel bei deren Einbindung in die Hochspannungsschaltanlage zu derartigen Störungen kommen, welche beispielsweise durch schadhafte Endverschlüsse oder durch Blitzschlag (bei fehlendem Kathodenfallableiter) auftreten können.
Im Schadensfall muss dafür gesorgt werden, dass im Bedienbereich bzw. im Aussenbereich derartiger Anlagen ein plötzlicher Druckanstieg sowie das Austreten heisser Gase durch Zuluftöff- nungen wirksam vermieden wird. Weiters muss für einen ausreichenden Druckabbau und eine Kühlung der entstehenden Gase gesorgt sowie versucht werden, die Druckbelastung im Inneren der elektrischen Anlagen in Grenzen zu halten, um Zerstörungen der Anlage und eine damit ver- bundene Gefährdung durch wegfliegende Teile (Türen, Jalousien, u.ä.) zu vermeiden.
In diesem Zusammenhang ist aus der WO 02/075884 A1 eine elektrische Anlage mit einem Druckentlastungskanal bekannt geworden. Bei einem Lichtbogenüberschlag in einem von mehre- ren Funktionsmodulen wird der sich darin befindlichen Luft eine hohe Wärmemenge zugeführt, so dass sich diese explosionsartig ausdehnt. Die entstehende Druckwelle wird über ein Klappensys- tem in einen oberhalb der Funktionsmodule angeordneten Druckentlastungskanal abgeleitet.
Weiters ist ein Kaminsystem bzw. ein Absorptionselement vorgesehen, in dem eine Verringerung von Druck und Temperatur soweit stattfindet, dass die Gase gefahrlos in den die Anlage umge- benden Raum abgeführt werden können. Das Absorptionselement weist ein Füllmaterial auf, in welchem eine starke Streuung, Verwirbelung, Abkühlung und Neutralisierung der Gase stattfindet.
Nachteilig dabei ist das relativ grosse Bauvolumen der Sicherheitseinrichtungen, das einer kompak- ten, kostengünstigen Ausführung entgegensteht.
Weiters ist es aus der DE 91 02 514 U1 bekannt, bei einer metallgekapselten Mittelspan- nungsumschaltanlage für Innenraumaufstellung den Lichtbogenauswurf in eine ungefährliche Richtung zu lenken und möglichst vorzukühlen. Dazu ist ein Expansionskanal sowie ein weiterer Auspuffkanal vorgesehen, in dem die Lichtbogengase über wenigsten eine Verbindungsöffnung umgeleitet werden, wobei in mindestens einem Auspuffende ein Metallgittergeflecht eingesetzt ist, um eine entsprechende Abkühlung und Verwirbelung der Gase zu bewerkstelligen.
Aus der DE 101 14 743 C1 ist eine elektrische Schaltanlage bekannt, deren Gehäuse eine Lüf- tungsvorrichtung mit zwei parallel im Abstand hintereinander liegenden Lüftungselementen auf- weist. Eines der Lüftungselemente ist beweglich ausgeführt und weist versetzt zum feststehenden Lüftungselement angeordnete Lüftungsschlitze auf. Die gesamte Lüftungsvorrichtung wird derma- #en in die Anlage eingebaut, dass die Seite mit dem bewegbaren Lüftungselement zum Anlagen- inneren zeigt. Tritt nun innerhalb der Schaltanlage ein Überdruck auf, so wird das bewegbare Lüftungselement durch die Druckwelle an das feste Lüftungselement angepresst. Durch die ver- setzte Anordnung der Lüftungsschlitze in den beiden Lüftungselementen wird die Anlage auf diese Weise verschlossen.
Aus der DE 30 13 756 C2 ist eine Be- und Entlüftungsvorrichtung für lichtbogenfeste, gekapsel- te Schaltschränke bekannt geworden. Die Belüftungsvorrichtung besteht aus einem äusseren festen Element und einem im Gehäuseinneren befindlichen, inneren festen Element, an denen jeweils bewegliche Belüftungsklappen angebracht sind, von denen jeweils zwei der hintereinander ange- ordneten Klappen miteinander in Wirkverbindung stehen. Das Austreten heisser Lichtbogengase aus Vorder- und/oder Seitenabdeckungen wird durch die zweireihige Anordnung der Belüftungs- klappen verhindert, welche miteinander mechanisch durch Gestänge oder dergleichen verbunden sind und sich im Störlichtbogenfall durch Druckeinwirkung abhängig voneinander verschliessen.
Nachteilig an der Vorrichtung ist der Einsatz vieler beweglicher Teile, insbesondere die Verwen- dung einer Vielzahl zweipunktgelagerter Gestänge für die einzelnen Klappen, welche im Störfall leicht versagen können, was zum unerwünschten Austritt heisser Gase führen kann.
Schliesslich ist aus der EP 0 654 877 B1 ein Schaltschrank bekannt geworden, dessen Tür mit schlitzartigen Lüftungsöffnungen zur Wärmeabfuhr bzw. zur Ent- und Belüftung versehen ist. Die
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Tür besteht zumindest teilweise aus einem Blechteil, das bei einem gewissen Überdruck beim Austreten eines Lichtbogenfehlers zwecks kontrollierter Druckentlastung im Schaltschrank nach- gibt. An der Innenseite der Tür ist im Bereich der schlitzartigen Lüftungsöffnungen eine Abdeckteil aus Kunststoff angeordnet, um den Schaltschrank gegen das Hineinstecken von Drähten normge- recht zu schützen. Das Abdeckteil weist lamellenartige Vorsprünge auf, welche zusammen mit den lamellenartigen Vorsprüngen der schlitzartigen Lüftungsöffnungen eine V-förmige Dachform bilden.
Das Austreten heisser Gase wird allerdings durch das Abdeckteil nicht verhindert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung für Zuluftöffnungen in elektrischen Anlagen, insbesondere Trafostationen vorzuschlagen, mit welcher, das Austreten heisser Gase durch Zuluftöffnungen wirksam vermieden werden kann, wobei eine kompakte, kostengünstige Einrichtung geschaffen werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Zuluftjalousie zumindest eine, gegen die Richtung der Zuluftströmung wirkende, federbelastete Druckklappe zugeordnet ist, welche bei explosionsartig auftretenden heissen Gasströmen, beispielsweise verursacht von Stör- lichtbögen in der elektrischen Anlage, durch den auftretenden Gasdruck von einer Offenstellung in eine die Zuluftjalousie schliessende Schliessstellung bringbar ist.
Bevorzugt wird die zumindest eine Druckklappe an der Innenseite der Zuluftjalousie angeord- net. Die erfindungsgemässe Sicherheitseinrichtung kann sehr kompakt und platzsparend hergestellt werden und mit der Zuluftjalousie in einer Baueinheit ausgeführt sein, welche problemlos in eine Seitenwand oder ein Türelement der elektrischen Anlage eingebaut werden kann. In einer Trafo- station hat die Druckklappe die Aufgabe, das im Störfall beispielsweise vom Kabelraum durch einen Gaskühler strömende Gas am Austreten an der Trafostation im unteren Bereich zu hindern.
Die zumindest eine Druckklappe ist bevorzugt an der Innenseite der Zuluftjalousie angeordnet, wobei die Zuluftjalousie stochersicher ausgeführt ist und aus zumindest einer Gruppe lamellenartig angeordneter Elemente besteht, welche ein ein- oder mehrfach abgewinkeltes oder abgerundetes Profil aufweisen. Die Abluft der elektrischen Anlage wird in gewohnter Weise über Dach abgeführt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind mehrere, in einer Parallel- ebene zur Zuluftjalousie angeordnete, rechteckförmige Druckklappen vorgesehen, welche jeweils einseitig gelagert und mit Hilfe eines Federelementes, in Offenstellung gehalten sind. Die Druck- klappen sind so konzipiert, dass sie bereits bei einer Schliesskraft von weniger als einem Kilo- gramm automatisch schliessen. Das Schliessen, das Offenhalten, bzw. das Wiederöffnen nach einem Störfall wird beispielsweise durch ein einfaches Federstahlband bewerkstelligt. In einem Versuch wurde festgestellt, dass im Störlichtbogenfall der Druck der heissen Gase um ca. 22 mbar ansteigt. Dieser Druckanstieg reicht aus, um die Druckklappen in der Schliessstellung an einer rahmenartigen Dichtfläche aufliegen zu lassen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen : 1 eine Sicherheitseinrichtung für Zuluftöffnungen in elektrischen Anlagen in ei- ner Schnittdarstellung gemäss Linie I - I in Fig. 2, Fig. 2 eine Vorderansicht der Sicherheitseinrich- tung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine Ausführungsvariante der Sicherheitseinrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 4 eine Vorderansicht der Sicherheitseinrichtung gemäss Fig. 3 sowie die Fig. 5 und 6 eine Trafostati- on in schematischer Darstellung mit einer Sicherheitseinrichtung gemäss Fig. 1 bis Fig. 4 in einer Schnittdarstellung und einer Grundrissdarstellung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Sicherheitseinrichtung 1 für Zuluftöffnungen in elektrischen Anlagen weist zumindest eine einer Zuluftjalousie 2 zugeordnete, gegen die Richtung der Zu- luftströmung (siehe Pfeil 3) wirkende federbelastete Druckklappe 4 auf. Bei einem explosionsartig auftretenden heissen Gasstrom, welcher von Störlichtbögen in der elektrischen Anlage verursacht wird, gelangt die Druckklappe 4 durch den rasch ansteigenden Gasdruck von der dargestellten Offenstellung in eine die Zuluftjalousie 2 schliessende Schliessstellung, bei welcher die im darge- stellten Beispiel einseitig gelagerten, rechteckförmigen Druckklappen 4 an eine rahmenartigen Dichtfläche 5 aufliegen.
Im dargestellten Beispiel sind in einer Parallelebene zur Zuluftjalousie 2 insgesamt drei recht- eckförmige Druckklappen 4 angeordnet, welche mit Hilfe eines Federelementes 6 (z.B. Federstahl- band) in Offenstellung gehalten sind. Die Zuluftjalousie 2 beseht aus zumindest einer Gruppe lamellenartig angeordneter Elemente 7, welche ein- oder mehrfach abgewinkelt oder abgerundet sein können, um eine den entsprechenden Normen genügende, stochersichere Jalousie zu bilden.
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Die lamellenartigen Elemente 7 der Zuluftjalousie 2 sind in einem rechteckförmigen Rahmen 8 befestigt.
Neben einem Einbau in einer Seitenwand der elektrischen Anlage kann gemäss Fig. 3 und Fig. 4 die Zuluftjalousie 2 samt zumindest einer Druckklappe 4 bevorzugt in einem Türelement 9 der elektrischen Anlage eingebaut sein.
Schliesslich ist in den Fig. 5 und 6 die Einbausituation der erfindungsgemässen Sicherheitsein- richtung 1 in einer elektrischen Anlage, beispielsweise einer Trafostation 12, dargestellt. Die Trafo- station weist in der Mitte einen Traforaum 13 mit dem Transformator 14 auf, wobei auf einer Seite ein Hochspannungsteil 15 mit der Hochspannungsanlage 16 und auf der anderen Seite ein Nieder- spannungsteil 17 abgetrennt durch Zwischenwände anschliesst. In den Seitenwänden und/oder Türen 18 der Trafostation sind Sicherheitseinrichtungen 1 mit Zuluftjalousien und Druckklappen 4 angeordnet, welche bei explosionsartig auftretenden heissen Gasen schliessen.
Entstehen nun bei einem Störlichtbogen in der Hochspannungsanlage 16 heisse Gasströme (Pfeile 21) so gelangen diese zunächst durch eine Kühl- und Bremseinrichtung 20, wo sie vorge- kühlt und gebremst werden, in den Traforaum 13. Die Kühl- und Bremseinrichtung 20 ist so konzi- piert, dass die hohe Wärmebelastung in der ersten Phase durch ein Lochblech aus Stahl aufge- nommen wird. Dahinter sind die Schlitzbleche und die Kühlbleche aus Aluminium angeordnet, wobei zur Abkühlung des Gases die hohe Leitfähigkeit von Aluminium ausgenützt wird.
Die in den Traforaum 13 eintretenden Gase (Pfeile 22) erhöhen den Druck im Innenraum, so- dass die Druckklappen 4 der Sicherheitseinrichtungen 1 schliessen und ein Entweichen heisser Gase aus den unteren Bereichen der Trafostation verhindern.
Die vorgekühlten und gebremsten Gase können schliesslich zeitverzögert und gefahrlos über eine Dachentlüftung (Pfeile 23) abgeführt werden.
ANSPRÜCHE :
1. Sicherheitseinrichtung (1) für Zuluftöffnungen in elektrischen Anlagen (10), insbesondere
Trafostationen, wobei die Zuluftöffnung eine Zuluftjalousie (2) aufweist, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Zuluftjalousie (2) zumindest eine, gegen die Richtung der Zuluftströ- mung wirkende, federbelastete Druckklappe (4) zugeordnet ist, welche bei explosionsartig auftretenden heissen Gasströmen, beispielsweise verursacht von Störlichtbögen in der elektrischen Anlage (10), durch den auftretenden Gasdruck von einer Offenstellung in eine die Zuluftjalousie (2) schliessende Schliessstellung bringbar ist.