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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Kapselungsgehäuse,
welches ein erstes Volumen umgibt und eine einen Druckausgleich
ermöglichende Drucksicherungseinrichtung aufweist.
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Eine
derartige Anordnung ist beispielsweise aus der schweizerischen Patentschrift
CH 695 647 A5 bekannt.
Dort ist ein Kapselungsgehäuse beschrieben, welches mit
einem Isoliergas befüllt ist. Als Drucksicherungseinrichtung
ist dort ein Berstelement vorgesehen. Bei Entstehen eines Überdruckes wird
mittels der Drucksicherungseinrichtung ein Druckausgleich herbeigeführt.
Das erste Volumen des Kapselungsgehäuses wird dabei mit
einer Umgebung des Kapselungsgehäuses verbunden.
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Nach
einem erfolgten Austreten des Isoliergases in die Umgebung ist das
Isoliergas verloren. Somit ist ein wirtschaftlicher Verlust zu beklagen.
Je nach Isoliergas ist auch eine Beeinträchtigung der Umgebung
möglich.
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Somit
ist es Aufgabe der Erfindung eine Anordnung der eingangs genannten
Art anzugeben, welche wirtschaftlicher betrieben werden kann und umweltverträglicher
ausgestaltet ist.
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Erfindungsgemäß wird
dies bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
mittels der Drucksicherungseinrichtung ein zwischen dem ersten Volumen
und einem Speichergehäuse verlaufender Kanal schaltbar
ist.
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Der
Einsatz eines Speichergehäuses ermöglicht ein
unkontrolliertes Verflüchtigen von Medien zu verhindern. Über
den Kanal ist das Kapselungsgehäuse mit dem Speichergehäuse
verbunden. Dabei ist die Verbindung derart ausgebildet, dass eine
ausreichende Abdichtung für ein ursprünglich im
Innern des Kapselungsgehäuses eingeschlossenes Medium gewährleistet
ist.
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Zum
Schalten des Kanals kann eine Drucksicherungseinrichtung der bekannten
Art Verwendung finden. Somit ist es möglich, eine erfindungsgemäße Anordnung
auch an bestehenden Kapselungsgehäusen nachzurüsten.
Vorteilhaft ist dabei, dass in die inneren Strukturen des Kapselungsgehäuses
selbst nicht eingegriffen zu werden braucht. Somit können bestehende
Konstruktionen beibehalten werden. Diese sind lediglich hinsichtlich
der Ausbildung und des Anschlusses von Kanal und Speichergehäuse entsprechend
anzupassen. Als Speichergehäuse können beispielsweise
wannenförmige Ausnehmungen Verwendung finden, in welche
das Fluid eingeleitet wird. Die Speichergehäuse können
beispielsweise in Fundamente beispielsweise in Form eines Doppelbodens
integriert sein. Bei Verwendung von Medien die schwerer sind als
das das Kapselungsgehäuse umgebende Medium, sind wannenartige
Ausnehmungen als Speichergehäuse ausreichend. Das Speichergehäuse
kann vorteilhaft bei einer Integration in Bauwerke durch Aufbringung
von Anstrichen abgedichtet werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Drucksicherungseinrichtung
eine Überdrucksicherungseinrichtung des Kapselungsgehäuses
ist.
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Innerhalb
des Kapselungsgehäuses sind im Regelfalle Medien eingeschlossen,
die von der Umgebung des Kapselungsgehäuses separiert sind. Technologisch
bedingt weist das Medium häufig einen gegenüber
der Umgebung abweichenden Druck auf. Kapse lungsgehäuse
sind dabei nur bis zu einem bestimmten Bemessungswert in der Lage,
Druckdifferenzen zwischen dem ersten Volumen und dem Äußeren
des Kapselungsgehäuses standzuhalten. Bei dem Auftreten
von Überdrücken, entweder im ersten Volumen des
Kapselungsgehäuses oder außerhalb des Kapselungsgehäuses,
kann eine Drucksicherungseinrichtung ein Überströmen
von Medien zulassen. Drucksicherungseinrichtungen sind beispielsweise
Berstscheiben oder Ventile. Da mit dem Vorsehen eines Speichergehäuses
ein aus dem ersten Volumen des Kapselungsgehäuses strömendes
Medium auffangbar ist, kann bei Auslegungen von Kapselungsgehäusen
nunmehr vorgesehen sein, deren Druckbeständigkeit zu reduzieren
und stattdessen ein Ansprechen der Drucksicherungseinrichtung häufiger
zu gestatten. Somit ist es möglich, den Materialaufwand
für eine Anordnung zu reduzieren da diese nicht mehr auf
seltener auftretende Extrembedingungen ausgelegt sein muss. Nach
einem Ansprechen der Drucksicherungseinrichtung kann das im Speichervolumen
aufgefangene Medium erneut genutzt werden.
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Vorteilhafterweise
kann weiter vorgesehen sein, dass innerhalb des ersten Volumens
zumindest ein elektrisch aktives Element angeordnet ist, welches
gegenüber dem Kapselungsgehäuse elektrisch isoliert
ist.
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Elektrisch
aktive Elemente sind beispielsweise elektrische Leiterzüge,
welche zur Übertragung von elektrischer Energie oder Daten
dienen. Diese sind gegenüber benachbarten Baugruppen elektrisch zu
isolieren. Dazu kann vorgesehen sein, dass Feststoffisolationen
die elektrisch aktiven Elemente von dem Kapselungsgehäuse
beabstanden. Zusätzlich kann das Innere des Kapselungsgehäuses
mit einem Fluid befüllt sein. Insbesondere bei Mittel-,
Hoch- und Höchstspannungsanlagen, welche der Übertragung von
elektrischer Energie dienen, ist durch das Kapselungsgehäuse
eine berührungssichere Struktur geschaffen, so dass ein
nicht beabsichtigtes Berühren von elektrisch aktiven Elementen
nahezu unmöglich ist. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung
des Kapselungsgehäuses aus einem elektrisch leitenden Material
kann dieses zusätzlich mit Erdpotential beaufschlagt werden,
so dass eine Berührung der äußeren Oberflächen
des Kapselungsgehäuses, beispielsweise durch Bedienpersonal,
ungefährlich ist.
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Weiterhin
ist die Beaufschlagung des Kapselungsgehäuses mit Erdpotential
dahingehend vorteilhaft, dass sich bei dem Einstellen von elektrischen Fehlern,
beispielsweise an einem elektrisch aktiven Element, eine Fehlerstrombahn
ausbilden kann und so ein zuverlässiges Ansprechen von
Schutzeinrichtungen ermöglicht ist.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass innerhalb des ersten Volumens
ein unter erhöhtem Druck stehendes Fluid angeordnet ist.
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Wird
ein im ersten Volumen befindliches Fluid mit einem erhöhten
Druck beaufschlagt, so ist es möglich, die physikalischen
Eigenschaften des Fluides zu verändern. So kann beispielsweise
vorgesehen sein, ein Isoliergas im ersten Volumen anzuordnen, welches
mit einem erhöhten Druck beaufschlagt wird, so dass die
elektrische Durchschlagfestigkeit des Isoliergases verbessert ist.
Damit ist es vorteilhaft möglich, im Innern des Kapselungsgehäuses
befindliche elektrisch aktive Elemente zu isolieren und die zur
Isolation nötigen Schlagweiten zu reduzieren. Somit kann
man beispielsweise elektrische Schaltgeräte oder elektrische
Schaltanlagen in einer kompakten Form ausgestalten. Dabei kann vorgesehen
sein, dass mehrere Kapselungsgehäuse miteinander verbunden
sind, wobei im Innern des Kapselungsgehäuses nach Vorgaben
eines elektrischen Schaltplanes verschiedene elektrisch aktive Ele mente
wie Sammelschienen, Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter,
Messeinrichtung zum Messen von elektrischen Größen
wie Spannungs- oder Stromwandler usw. angeordnet sind. Somit ist
es möglich, beispielsweise Schaltstationen auszubilden,
welche über mehrere Ein- und Ausgänge verfügen,
welche in verschiedenen Arten miteinander kuppel- bzw. verschaltbar
sind.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Drucksicherungseinrichtung
ein Berstelement ist.
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Berstelemente
sind kostengünstig verfügbar. Sie können
in einfacher Weise an Flanschöffnungen eines Kapselungsgehäuses
angeflanscht werden. Sie stellen an einem Kapselungsgehäuse
eine Sollbruchstelle dar, welche bei einem Überschreiten
einer Druckdifferenz zerstört wird. Berstelemente können
in einfacher Weise ausgetauscht und ersetzt werden. Dabei können
je nach Eigenschaften der Berstelemente unterschiedliche Ansprechschwellen realisiert
werden. Berstelemente weisen beispielsweise einen kreisrunden Querschnitt
auf, welcher in seinen Dimensionen an einen Flansch des Kapselungsgehäuses
angepasst und dort befestigbar ist. Zum Ansetzen eines abgedichteten
Kanals kann dieser Flansch genutzt werden, so dass das Berstelement
beispielsweise im Bereich einer Flanschverbindung zwischen dem Kanal
und dem Kapselungsgehäuse eingefügt ist. Durch
diese Variante wird die Baugröße des Kapselungsgehäuses
selbst kaum verändert und eine Verbindung des Speichergehäuses
mit dem Kapselungsgehäuse über einen Kanal kann
leicht hergestellt werden.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass verschiedene Volumina mittels
verschiedener Drucksicherungseinrichtungen mit dem Speichergehäuse
verbindbar sind.
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Komplexe
Anlagen sind häufig aus einer Mehrzahl von Kapselungsgehäusen,
die jeweils verschiedene Volumina umgeben, aufgebaut. Die Volumina
sind dabei voneinander abgetrennt. Im Regelfall sind an den Volumina
zugeordneten Kapselungsgehäusen Drucksicherungseinrichtungen
angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere Kapselungsgehäuse
gemeinsam ein Volumen abgrenzen. In einem solchen Falle ist es lediglich
nötig, dass an einem dieser Kapselungsgehäuse
eine Drucksicherungseinrichtung angeordnet ist. So sind beispielsweise
Schaltanlagen bekannt, welche eine Vielzahl von Kapselungsgehäusen
aufweisen, wobei einzelne Volumina der Kapselungsgehäuse
teilweise miteinander verbunden sind und teilweise voneinander abgeschottet
sind.
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Da
es relativ unwahrscheinlich ist, dass in sämtlichen Kapselungsgehäusen
gleichzeitig ein Ansprechen der Drucksicherungseinrichtungen erfolgt, ist
es vorteilhaft, mehrere Kanäle verschiedener Volumina in
einem gemeinsamen Speichergehäuse münden zu lassen.
Somit ist ein Speichervolumen gegeben, welches ein ausreichendes
Volumen zur Verfügung stellt, um aus den jeweiligen Volumina
abströmende Medien in sich aufzunehmen. Je nach einem zu
erwartenden Gleichzeitigkeitsfaktor des Ansprechens einzelner Drucksicherungseinrichtungen kann
das Aufnahmevermögen des Speichergehäuses mehr
oder weniger groß ausgelegt sein.
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Vorteilhaft
kann dabei vorgesehen sein, dass das Speichergehäuse das
Fluid von einem das Kapselungsgehäuse umgebenden Medium
separiert.
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Ein
Separieren stellt eine zuverlässige Abschottung von abströmenden
Medien dar. So ist es beispielsweise möglich, erfindungsgemäße
Anlagen auch in explosionsgefährdeten Umgebungen einzusetzen,
da selbst nach einem Auftreten einer kriti schen Druckdifferenz und
daraus folgenden Ansprechen einer Drucksicherungseinrichtung ein
geschlossenes Gefäßsystem aufrecht erhalten ist.
Gegenüber offenen Speichergehäuse, beispielsweise
wannenförmigen Gestaltungen, weist ein gedichteter Verbund
von Kapselungsgehäuse über den Kanal zu dem Speichergehäuse
den Vorteil auf, dass Verunreinigungen des aufzufangenden Mediums
verhindert sind.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz eines
Kapselungsgehäuses vor Beschädigung anzugeben.
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Dabei
sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass
bei Erreichen einer Druckdifferenz eine Drucksicherungseinrichtung
des Kapselungsgehäuses eine gedichtete Verbindung zwischen
einem ersten Volumen, welches von dem Kapselungsgehäuse begrenzt
ist, mit einem Speichergehäuse freigibt.
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Ein
Freigeben einer fluiddichten Verbindung zwischen dem ersten Volumen
des Kapselungsgehäuses und dem Speichergehäuse
gestattet es, dass im Innern des Kapselungsgehäuse befindliche
von der Umwelt abgegrenzte Medium auch nach dem Ansprechen einer
Drucksicherungseinrichtung zuverlässig abzutrennen. Dadurch
ist es beispielsweise möglich, gefährliche Stoffe
an einem Verflüchtigen zu hindern. Weiterhin ist somit
eine Möglichkeit gegeben, ein in das Speichergehäuse
strömendes Medium wiederholt zu verwenden. Gegebenenfalls
kann dabei vorgesehen sein, dass das Medium vor einer weiteren Verwertung
einer Behandlung, beispielsweise einem Reinigungsprozess unterzogen
wird.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass nach einer Freigabe der Verbindung,
das Kapselungsgehäuse und das Speichergehäuse
ein Verflüchtigen eines ursprünglich innerhalb
des Kapselungsgehäuses befindlichen Fluids verhindert.
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Ein
Verflüchtigen kann beispielsweise dadurch verhindert werden,
indem nach einer Freigabe des Kanals ein Gefäßsystem
entsteht, welches gegenüber Umwelteinflüssen hermetisch
abgeschlossen ist. So ist selbst nach einem Ansprechen einer Drucksicherungseinrichtung
ein geschlossenes System gegeben.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
in Figuren gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei
zeigt die
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1 eine
Anordnung mit einem Speichergehäuse in einer ersten Ausführungsvariante
und die
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2 eine
Anordnung mit einem Speichergehäuse in einer zweiten Ausführungsvariante.
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Die
in den Figuren gezeigten Anordnungen weisen jeweils mehrere Kapselungsgehäuse
auf. Die Anordnungen sind so genannte Schaltanlagen, welche mehrere
Kapselungsgehäuse aufweisen, wobei im Innern der Kapselungsgehäuse
verschiedene elektrisch aktive Elemente angeordnet sind. Die äußere
Gestalt der Anordnungen kann dabei variieren. Die räumliche
Anordnung sowie innere Gestaltungsvarianten sind beispielhaft in
der PCT-Offenlegungsschrift
WO
2000/45486 näher beschrieben.
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Die
in der 1 dargestellte Anordnung weist ein erstes, ein
zweites sowie ein drittes Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 auf.
Die Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 sind
beispielsweise geschweißte Behälter oder Gussbehälter,
welche verschiedene Anschlussflansche aufweisen. Über korrespondierende
Anschlussflansche sind das erste und das zweite Kapselungsgehäuse 1, 2 sowie
das zweite und das dritte Kapselungsgehäuse 2, 3 miteinander verbunden.
Im Bereich von Fügestellen der jeweiligen Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 sind
jeweils fluiddichte Barrieren angeordnet, so dass jedes der Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 ein
separates Volumen in seinem Inneren einschließt. Innerhalb
der Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 sind
dabei verschiedene elektrisch aktive Elemente wie Leistungsschalter,
Trennschalter, Spannungs- oder Stromwandler usw. angeordnet. Zur
Erhöhung der dielektrischen Festigkeit sind die Volumina
der Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 mit
einem Medium, vorzugsweise einem Fluid, befällt. Bei der
Verwendung von gasförmigen Fluiden sind diese vorteilhaft
mit einem gegenüber einem die Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 umgebenden
Medium erhöhten Druck versehen.
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Jedes
der Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 verfügt über
eine Drucksicherungseinrichtung 4a, 4b, 4c.
Die Drucksicherungseinrichtungen 4a, 4b, 4c sind
beispielsweise in Form von Berstelementen oder auch von Druckventilen
ausgebildet. Jede der Drucksicherungseinrichtungen 4a, 4b, 4c ist
dazu vorgesehen, je einen Kanal 5a, 5b, 5c,
welche jeweils in einem gemeinsamen Speichergehäuse 6 münden,
bei dem Auftreten einer kritischen Druckdifferenz zwischen dem jeweiligen
Volumen des jeweiligen Kapselungsgehäuses 1, 2, 3 sowie
dem Innern des gemeinsamen Speichergehäuses 6 zu
schalten und eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Volumen des
Kapselungsgehäuses 1, 2, 3 und
dem gemeinsamen Speichergehäuse 6 auszubilden.
Dabei ist es vorgesehen, dass jedes der Kapselungsgehäuse 1, 2, 3 über
einen separaten Kanal 5a, 5b, 5c verfügt,
welcher jeweils direkt mit dem gemeinsamen Speichergehäuse 6 verbunden
ist.
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In
der 2 ist eine zweite Ausführungsvariante
einer Schaltanlage mit mehreren Kapselungsgehäusen 6, 7, 8, 9, 10 dargestellt.
Die Kapselungsgehäuse 6, 7, 8, 9, 10 sind
wiederum in einer bestimmten Art und Weise untereinander winkel starr verbunden,
wobei jedes der Kapselungsgehäuse 6, 7, 8, 9, 10 ein
separates Volumen abschließt. Jedem der Kapselungsgehäuse 6, 7, 8, 9, 10 ist
ein Kanal 6a, 7a, 8a, 9a, 10a zugeordnet.
Jeder der Kanäle 6a, 7a, 8a, 9, 10a ist
mittels einer Drucksicherungseinrichtung schaltbar, so dass das
jeweilige Volumen des jeweiligen Kapselungsgehäuses 6, 7, 8, 9, 10 mit dem
jeweiligen Kanal 6a, 7a, 8a, 9a, 10a verbindbar ist.
Alle Kanäle 6a, 7a, 8a, 9a, 10a münden
in einem Sammelkanal 11. Der Sammelkanal 11 wiederum
ist mit einem gemeinsamen Speichergehäuse 6a verbunden.
Dadurch ist es möglich, die Gesamtlänge der zu
verlegenden Kanäle zu reduzieren. Weiterhin ist es möglich,
auch auf die Kanäle 5a, 5b, 5c, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a selbst
zu einem Vergrößern des Aufnahmevolumens des gemeinsamen
Speichergehäuses 6, 6a zurückzugreifen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - CH 695647
A5 [0002]
- - WO 2000/45486 [0031]