-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Halteteil, insbesondere als Teil einer mehrfeldrigen Schaltanlage und ein Halteteil für einen Schaltschrank.
-
Stand der Technik
-
Bei einem Schaltschrank mit einem aus der
DE 10 2007 028 008 A1 bekannten Schrankgerüst, auch als Rahmengestell bezeichnet, wird ein einfacher L-Winkel aus Blech als Halteteil für Stromschienen, die auch als Sammelschienen bezeichnet werden, angeschraubt. An diesem Halteteil werden aus der
DE 10 2007 029 081 A1 bekannte Kunststoff-Halter befestigt, an denen dann wiederum die Sammelschienen befestigt werden.
-
Es gibt Anwendungsfälle, wo man sich gegen den schlimmstmöglichen Fehlerfall beim Betrieb einer Schaltanlage, einen Störlichtbogen, rüstet. Wenn beispielsweise ein Schraubenschlüssel auf ein stromführendes Kupferschienenpaket von Sammelschienen fällt, kann ein Lichtbogen gezündet werden, da Plasma entstehen kann, das den Strom leitet. In knapp 20 Millisekunden erhitzt sich die Luft auf 15.000 K. Eine gewaltige Explosion durch sich ausdehnende Luft entsteht und ein Lichtbogen zwischen den Schienen entsteht und kann Schienen, Blechwände und alles weitere in der Nähe wegschmelzen. Binnen 0,3 sec kann ein Schaltschrank völlig zerstört sein.
-
Aus der
EP 0 714 564 B1 ist eine Schutzelektrode bekannt, mit dem sich die Energie des Störlichtbogens auf das Schrankgehäuse ableiten lässt.
-
Ziel ist es, bei einem Störfall die Zerstörung auf einen Schaltschrank zu beschränken und bei einer mehrfeldrigen Schaltanlage den Störlichtbogen im Entstehungsfeld zu halten.
-
Darstellung der Erfindung
-
Der erfindungsgemäße Schaltschrank für eine insbesondere mehrfeldrige Schaltanlage weist ein Rahmengestell mit zueinander beabstandeten Rahmenteilen auf, wobei mindestens zwei Rahmenteile zur Anbringung von Sammelschienen mittels elektrisch isolierender Sammelschienenhalter ausgebildet sind. Weiterhin ist ein Halteteil vorgesehen, an dem einerseits die Sammelschienenhalter befestigbar sind und das weiterhin selbst an einem Rahmenteil befestigbar ist. Das Halteteil weist eine Schutzelektrode auf, die einen Abstand d zur nächstliegenden Sammelschiene aufweist, der kleiner als der Abstand D der Sammelschiene zum Halteteil ist.
-
Mit dem mit einer Schutzelektrode versehenen Halteteil lässt sich die Energie des Störlichtbogens über das geerdete Rahmengestell auf das gesamte Schrankgehäuse ableiten, in dem ein allphasiger Erdschluss geschaffen wird.
-
Das Halteteil leitet im Fall eines Störlichtbogens die Energie auf das Gehäuse ab und verglüht dabei teilweise. Es wirkt als eine Art Opferblech, welches ca. zur Hälfte im Zeitraum von 0,3 sec verglüht, ein Weiterlaufen des Störlichtbogens in angrenzende Schaltfelder wird verhindert und der restliche Teil der Anlage kann im Notbetrieb weiterbetrieben werden.
-
Durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Barriere zwischen den Feldern, das ein isolierendes Bauteil aus einem GfK-Material sein kann, kann darüber hinaus ein weitgehend dichtes Gehäuse zum Nachbarfeld erreicht werden und ein Weiterlaufen des Lichtbogens verhindert wird.
-
Die Schutzelektrode selbst kann abgewinkelt ausgebildet sein und einen sich zur Sammelschiene hin erstreckenden Bereich als einen Schenkel des Winkels sowie einen sich daran anschließenden entlang der Sammelschiene in dem Abstand d verlaufenden Bereich als anderen Schenkel des Winkels aufweisen.
-
Dadurch ist es möglich, die Schutzelektrode unter Einhaltung der Mindestabstände nahe an die Sammelschiene zu bringen, um gezielt den Störlichtbogen gegen Erde allphasig kurz zu schließen.
-
Das Halteteil und die Schutzelektrode können einstückig ausgebildet sein, sodass eine einfache Herstellung beispielsweise aus einem einzigen Blechteil möglich ist.
-
Die Schutzelektrode kann über die gesamte Erstreckung mindestens doppellagig ausgebildet sein, um im Falle eines Störlichtbogens eine ausreichende Verharrungszeit bis zur Abschaltung des vorgeschalteten Schutzorganes zu erreichen.
-
Der Bereich der Schutzelektrode, der entlang der Sammelschiene verläuft, kann eine Materialanhäufung aufweisen, die insbesondere dreilagig ist und die insbesondere bei zweilagiger Ausführung durch Umschlagen einer der beiden Lagen um die andere entstanden ist. Dadurch wird die Verharrungszeit weiter erhöht.
-
Vorteilhafterweise kann auch das Halteteil doppellagig ausgebildet sein, wobei die Materialstärke imn Befestigungsbereich des Sammelschienenhalters geringer sein kann, etwa einlagig. Die Aussparung im Bereich des Sammelschienenhalters ermöglicht die Verwendung der standardmäßigen Sammelschienenhalter, die auf eine bestimmte Materialdicke des Halteteils ausgelegt sind.
-
Vorteilhafterweise kann das Halteteil als Haltewinkel ausgebildet sein, wobei ein Schenkel des Winkels an dem Rahmenteil befestigt ist und der andere Schenkel des Winkels die Sammelschienenhalter trägt. Derartige Haltewinkel sind als solche schon aus dem Stand der Technik bekannt, weisen allerdings nicht gleichzeitig eine Schutzelektrode auf, die den Abstand zur Sammelschiene verringert.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Halteteil für einen Schaltschrank selbst. Dieses Halteteil weist einen ersten Abschnitt zum Befestigen eines oder mehrerer Sammelschienenhalter und einen zweiten Abschnitt zum Verbinden mit dem Schaltschrank auf. Es dient gleichzeitig als Schutzelektrode, die abgewinkelt ausgebildet ist, so dass zwei miteinander entlang einer Scheitellinie verbundene Schenkel ausgebildet sind und dass ein dem Scheitelpunkt entgegengesetztes Ende des einen Schenkels des Winkels an den ersten Abschnitt anschließt und mit diesem verbunden ist.
-
Ein derartiges Halteteil übernimmt sowohl die Haltefunktion für die Sammelschienen als auch die Schutzfunktion zur gezielten Ableitung des Störlichtbogens gegen Erde, indem das Ende der Schutzelektrode näher an der am Halteteil mittels der Sammelschienenhalter zu befestigenden Sammelschiene liegt als das Halteteil selbst. Da die Schutzelektrode ohne tragende Funktion ist, kann sie gefahrlos im Störfall geopfert werden und schmelzen.
-
Vorteilhafterweise können das Halteteil und die Schutzelektrode einstückig ausgebildet sein.
-
Vorteilhafterweise kann die Schutzelektrode über die gesamte Erstreckung mindestens doppellagig ausgebildet sein.
-
Vorteilhafterweise kann der Schenkel, der nicht mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, eine Materialanhäufung aufweisen, die insbesondere dreilagig ist und der insbesondere durch Umschlagen einer der beiden Lagen um die andere entstanden ist.
-
Vorteilhafterweise kann das Halteteil bis auf den Befestigungsbereich des Sammelschienenhalters mindestens doppellagig ausgebildet sein. Die Doppellagigkeit kann dabei mit einem Verstärkungsteil erreicht werden, das im Befestigungsbereich der Sammelschienenhalter ausgespart ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Der erfindungsgemäße Schaltschrank und das Halteteil werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Rahmengestell eines Schaltschranks mit Sammelschienen und Halteteilen mit Schutzelektrode;
-
2 Sammelschienen und Halteteile mit Schutzelektrode aus 1 im Detail;
-
3 Sammelschienen, Sammelschienenhalter und Halteteile mit Schutzelektrode aus 2 ohne Rahmengestell und von hinten;
-
4 eine Sammelschiene, einen Sammelschienenhalter und ein Halteteil mit einer Schutzelektrode aus 1–3 im Querschnitt;
-
5 ein erfindungsgemäßes Halteteil mit Schutzelektrode;
-
6 ein Verstärkungsteil des Halteteils aus 5.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
1 zeigt ein Rahmengestell 1 eines Schaltschranks mit Sammelschienen 2 und Halteteilen 3 mit einer Schutzelektrode 4. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Seitenteile und die beispielsweise als Türen ausgebildete Vorder- und Rückseite des Schaltschranks weggelassen, ebenso wie das Dachblech auf der Oberseite und gegebenenfalls mit einem Bodenblech auf der Unterseite. Dieses Rahmengestell des Schaltschranks ist in nicht dargestellter, im Stand der Technik hinlänglich bekannter Weise geerdet.
-
2 zeigt die Sammelschienen 2 und die Halteteile 3 mit der Schutzelektrode 4 aus 1 im Detail. Zu erkennen ist hier, dass das Halteteil 3 als Winkel ausgebildet ist, der beispielsweise aus einem Blech geformt wurde, wobei ein Abschnitt des Winkels mit dem Rahmenteil 6 verbunden ist und sich nach hinten erstreckt und wobei der andere Abschnitt des Winkels die Befestigungsfläche für die Sammelschienen 2 ist. Das Halteteil 3 geht einstückig in die Schutzelektrode 4 über, die ebenfalls als Winkel ausgebildet ist und die einen Schenkel aufweist, der sich unmittelbar an den Schenkel des Halteteils zur Befestigung der Sammelschiene anschließt und der sich in Richtung zur Sammelschiene hin erstreckt und einen weiteren Schenkel, der dazu abgewinkelt in die Nähe der Rückseite der Sammelschiene 3 gerückt ist und sich ein Stück weit entlang der Sammelschiene 3 erstreckt. Dies wird nachfolgend in 4 weiter deutlich, wobei die genaue Gestaltung des Halteteils mit der damit verbundenen Schutzelektrode aus den 6 und 7 erkennbar wird.
-
3 zeigt die Sammelschienen 2, einen Sammelschienenhalter 11 und das Halteteil 3 mit der Schutzelektrode 4 aus 2 ohne Rahmengestell und von hinten. Die aus dem Stand der Technik bekannten Sammelschienenhalter 11 sind aus einem elektrisch isolierenden Material, sodass die Sammelschiene 2 elektrisch isoliert ist gegenüber dem Halteteil 3.
-
Auf der linken Seite der Figur wird ersichtlich, wie sich an das abgewinkelte Halteteil 3 eine abgewinkelte Elektrode 4 anschließt, wobei bereits in dieser Darstellung erkennbar ist, dass im Bereich der Sammelschienenhalter 11 eine Aussparung 12 vorhanden ist.
-
4 zeigt eine Sammelschiene 2, einen Sammelschienenhalter 11 und das Halteteil 3 mit Schutzelektrode 4 aus 1–3 im Querschnitt.
-
In dieser Darstellung ist erkennbar, dass das Halteteil 3 in diesem Ausführungsbeispiel durch Verwendung eines Verstärkungsteils 30 doppellagig ausgebildet ist und in den beiden doppelten Lagen jeweils in die Schutzelektrode 4 übergeht, dass also eine einstückige Verbindung jeder einzelnen der beiden Lagen vorhanden ist. Darüber hinaus ist im Bereich des freien Endes der Schutzelektrode 4 eine weitere Materialanhäufung durch eine Dreilagigkeit vorhanden, in dem eine Lage um die andere herum geschlagen wurde, hier um die Schutzelektrode des Verstärkungsteils 30. Grundsätzlich kann das Halteteil 3 und die Schtzelektrode 4 aber auch einlagig in einer entsprechenden Materialstärke ausgebildet sein.
-
In dieser Darstellung ist weiterhin erkennbar, dass der Abstand d zwischen dem freien Ende der Schutzelektrode 4 und der Sammelschiene 2 kleiner als der Abstand D zwischen dem Halteteil 3 und der Sammelschiene 2 ist, sodass die Länge eines Lichtbogens von D auf d verringert wird, wodurch ein gezieltes Ableiten des Störlichtbogens gegen Erde gewährleistet wird.
-
Der Sammelschienenhalter 11 selbst ist zweistückig ausgebildet und weist ein zwischen das Halteteil 3 und die Sammelschiene 2 eingebrachtes Distanzteil auf, das für den Abstand zum Halteteil 3 sorgt. Die Befestigung erfolgt über ein auf der anderen Seite des Halteteils angeordnetes Gegenstück, in welchem beispielsweise der Schraubenkopf einer Schraubverbindung angeordnet ist. Derartige Sammelschienenhalter sind Stand der Technik.
-
5 zeigt ein erfindungsgemäßes Halteteil 2 mit Schutzelektrode als einzelnes Bauteil. Zu erkennen ist das als Winkel ausgebildete Halteteil 3 mit einem gelochten Abschnitt zur Befestigung an den Rahmenteilen sowie mit einem Abschnitt zum Befestigen der nicht dargestellten Distanzteile der Sammelschienenhalter, die teilweise durch Öffnungen 13 gesteckt werden und mit dem Gegenstück, das ebenfalls nicht dargestellt ist, in bekannter Weise zusammenwirken.
-
An dem Halteteil ist eine Schutzelektrode vorhanden, die abgewinkelt ausgebildet ist, so dass zwei miteinander entlang einer Scheitellinie verbundene Schenkel ausgebildet sind und dass ein dem Scheitelpunkt entgegengesetztes Ende des einen Schenkels des Winkels an den Abschnitt zum Befestigen der nicht dargestellten Distanzteile der Sammelschienenhalter anschließt und mit diesem einstückig verbunden ist.
-
Dieses Halteteil 3 ist bereits doppellagig ausgebildet und weist im Bereich der Schutzelektrode 4 ein dreilagiges Ende auf, das durch Umschlagen der oberen Lage des Halteteils um das Ende der durch das Verstärkungsteil 30 gebildeten unteren Lage des Halteteils hervorgerufen wurde.
-
6 zeigt das Verstärkungsteil 30 des Halteteils 3 aus 5. Das Verstärkungsteil entspricht in seiner Formgebung weitestgehend dem Halteteil, sodass eine Zweilagigkeit entseht und das Halteteil aufgedoppelt ist. Dabei erstreckt sich das Verstärkungsteil auch in den bereich der Schutzelektrode und sorgt auch hier für eine Materialverstärkung.
-
Selbstverständlich ist es möglich, statt eines abgewinkelten Halteteils 3 mit einer sich zur Rückseite hin erstreckenden Befestigungsleiste am Rahmenteil auch ein Halteteil mit einer seitlichen Befestigungsleiste zu verwenden, wenn das Rahmenteil für eine entsprechende Befestigung ausgebildet ist und die erforderlichen Abstände für die elektrische Betriebssicherheit eingehalten wird.
-
Da das Halteteil mit dem geerdeten Rahmengestell verbunden ist, wird im Fall der Ausbildung eines Lichtbogens die Energie über die Schutzelektrode 4 in das Halteteil 3 und dann über das Rahmenteil 6 in das Rahmengestell 1 abgeleitet. In der üblichen, zur Verfügung stehenden Zeit wird dabei das Halteteil und insbesondere die Schutzelektrode zum Teil aufgebraucht, wobei jedoch das Halteteil nach wie vor noch eine ausreichende Stabilität aufweist, da überwiegend die Schutzelektrode beansprucht wird.
-
Das Halteteil kann auch einlagig ausgebildet sein und mit der Schutzelektrode einstückig verbunden sein, wobei die Schutzelektrode wieder eine Materialanhäufung aufweisen kann. So kann für die Herstellung des Halteteils statt eines doppellagigen Blechs von jeweils 2 mm pro Lage ein Blech in einer Dicke von 4 mm gewählt werden und ein einlagiges Halteteil hergestellt werden, das im Bereich der Schutzelektrode dann durch Umbiegen eine Materialanhäufung auf 8 mm erfahren kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007028008 A1 [0002]
- DE 102007029081 A1 [0002]
- EP 0714564 B1 [0004]
