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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanlagen mit einem Schaltgasgemisch und ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltanlage mit dem Schaltgasgemisch.
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Im Stand der Technik sind Schaltanlagen bekannt, die SF6, also Schwefelhexafluorid, als Schaltgas, Isoliergas und/oder Löschgas verwenden. Da SF6 aber einen im Vergleich zu CO2 hohes Treibhauspotenzial (Englisch: Global Warming Potential oder GWP) hat, bestehen Bestrebungen das SF6 durch andere Gase zu ersetzen.
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Da diese Ersatzgase im Vergleich zu SF6 entweder toxisch und/oder entflammbar sind, müssen Maßnahmen getroffen werden, um bei Undichtigkeiten beziehungsweise Leckagen diese zu erkennen und gegebenenfalls Personen vor der Gefahr durch das Ersatzgas zu wahren. Im Prinzip sind verschiedene Sensortechnologien für die verschiedenen potenziellen Schalt-, Lösch- und/oder Isoliergase vorhanden. Diese sind aber kostenintensiv und aufwändig in Installation, Wartung und Betrieb. Daher ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine kostengünstige und zuverlässige Warnung vor Leckagen bereitzustellen.
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Die
JP 2004-336861A , die
JP 2005-27439A beschreiben gasisolierte Schalter, wobei ein Gas zur Detektion von Leckagen verwendet wird.
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Die
US 20060186091 A1 offenbart eine Beimischung eines riechbaren Gases zum Schaltgas, so dass eine Leckage gerochen werden kann.
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Dieses Problem wird durch den unabhängigen Anspruch 1 und die von diesem abhängigen Ansprüchen gelöst.
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Die erfindungsgemäße Schaltanlage, insbesondere eine gasisolierte Schaltanlage, weist ein Schaltgasgemisch auf, wobei das Schaltgasgemisch für Schaltanlagen, mindestens ein Löschgas und/oder Isoliergas und weiter mindestens ein Detektionsgas enthält. Unter einem Detektionsgas werden Gase verstanden, die leicht nachweisbar, wahrnehmbar und/oder detektierbar sind. Wahrnehmbar bezieht sich dabei auf menschliche Sinne, während nachweisbar und detektierbar im technischen Sinne zu interpretieren sind.
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Die Schaltanlage ist zumindest teilweise doppelwandig ausgeführt, und doppelwandige Teile derart ausgeführt sind, dass eine innere Wand einen Bereich mit dem Schaltgasgemisch vollständig oder teilweise umschließt und die äußere Wand die innere Wand im doppelwandigen Bereich umschließt, und dass in dem doppelwandigen Bereich zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand zumindest ein Detektionsgas eingeschlossen ist, oder die Schaltanlage über Flächen außerhalb eines mit dem Schaltgasgemisch befüllten Bereichs verfügt, wobei die Flächen zumindest teilweise mit einer chemischen Reagenz behandelt sind, wobei die chemische Reagenz bei Kontakt mit dem Schaltgasgemisch eine sichtbare und/oder detektierbare Farbänderung erfährt. Unter Farbänderung ist im Übrigen auch eine Änderung einer sichtbaren und/oder detektierbaren Transparenz der Reagenz zu verstehen.
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Weiter wird bevorzugt, dass an der Schaltanlage Detektionseinrichtungen zum Erkennen des Detektionsgases vorgesehen sind, wobei die Detektionseinrichtungen geeignet, ist im Falle eines Erkennens des Detektionsgases einen optischen Alarm und/oder akustischen Alarm auszulösen und/oder eine Information über ein Erkennen des Detektionsgases an eine Kommunikationseinheit weiterzuleiten.
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Bevorzugt wird, dass die Schaltanlage mindestens einen ersten Behälter aufweist, in dem ein oder mehrere weitere Behälter angeordnet sind, wobei die einen oder mehreren weiteren Behälter über einen Öffnungsmechanismus verfügen, der von außerhalb des ersten Behälters derart betätigbar ist, dass ein im einen oder mehreren weiteren Behältern vorhandenes Detektionsgas zumindest teilweise in den ersten Behälter übertreten kann und/oder sich mit dem Gas im ersten Behälter vermischen kann.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltanlage nach einem vorstehenden Ausführungen, wobei die Schaltanlage entweder mit dem Schaltgasgemisch befüllt und dann gasdicht verschlossen wird oder die Schaltanlage über einen ersten Behälter verfügt, dessen Innenraum mit einem Löschgas und/oder Isoliergas befüllt wird und die Schaltanlage und/oder der erste Behälter nach dem Befüllen gasdicht verschlossen wird, wobei in der Schaltanlage mindestens ein oder mehr gasdicht verschlossene weitere Behälter angeordnet sind, der oder die weiteren Behälter zumindest ein Detektionsgas enthalten. Der oder die weiteren Behälter sind mit einem oder mehreren Öffnungsmechanismen versehen, über die ein Öffnen des einen oder mehreren weiteren Behältern von außerhalb des ersten Behälters der Schaltanlage derart eingeleitet wird, dass das Detektionsgas zumindest teilweise in den ersten Behälter übertritt und/oder sich das Detektionsgas mit dem Löschgas und/oder Isoliergas im ersten Behälter vermischt.
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Bevorzugt wird auch, dass der Öffnungsmechanismus oder die Öffnungsmechanismen ein oder mehrere Magnetventile sind, und dass das eine oder die mehreren Magnetventile über einen oder mehrerer Magneten, die außerhalb des ersten Behälters angeordnet sind, gesteuert werden.
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Auch wird ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltanlage nach einer der obigen Ausführungen bevorzugt, bei der die chemische Reagenz entweder:
- vor dem Befüllen der Schaltanlage mit dem
- - Schaltgasgemisch, oder
- - dem Löschgas und/oder dem Isoliergas auf die Schaltanlage aufgebracht wird, oder
- nach dem Befüllen der Schaltanlage mit dem
- - Schaltgasgemisch, oder
- - dem Löschgas und/oder dem Isoliergas auf die Schaltanlage aufgebracht wird.
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Bevorzugt wird auch ein Schaltgasgemisch für Schaltanlagen, wobei das Schaltgasgemisch eines oder mehrere der folgenden Löschgase und/oder Isoliergase enthält:
- Schwefelhexafluorid, Hydrofluorolefin, insbesondere Hydrofluorolefin-1234yf(2,3,3,3-Tertrafluorpropen), insbesondere Hydrofluorolefin-1234ze (1,3,3,3-Tetrafluorpropen), Heptafluorisobutyronitril, Perfluoriertes C5-Keton, Perfluoriertes C6-Keton, Hydrofluoroether, Hydrofluorolefine, Polyfluorinierte Oxirane, Fluoramine, Stickstoff, Kohlendioxid, Sauerstoff.
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Auch bevorzugt wird Schaltgasgemisch für Schaltanlagen, wobei das Detektionsgas ein Gas ist, für das der menschliche Geruchssinn empfindlich ist. Als für das der menschliche Geruchssinn empfindlich ist, ist so zu verstehen, dass Detektionsgas auch noch in großer Verdünnung wahrnehmbar ist. Solche Detektionsgase sind beispielsweise in der
DE202006018157U1 aufgeführt. Ein Gas, für das der menschliche Geruchssinn empfindlich ist, ist in der Regel ab einer Menge von weniger als 10^15 Molekülen pro Kubikdezimeter wahrnehmbar, bevorzugt ab einer Menge von weniger als 10^10 Molekülen pro Kubikdezimeter wahrnehmbar, weiter bevorzugt ab einer Menge von weniger als 10^9 Molekülen pro Kubikdezimeter wahrnehmbar.
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Weiter wird bevorzugt, dass Detektionsgas ein Gas ist, für das der menschliche Geruchssinn hoch empfindlich ist. Als für das der menschliche Geruchssinn hoch empfindlich ist, ist so zu verstehen, dass Detektionsgas auch noch in sehr großer Verdünnung wahrnehmbar ist. Einige der in der
DE202006018157U1 aufgeführten Gase erfüllen diese Anforderung. Ein Gas, für das der menschliche Geruchssinn hoch empfindlich ist, ist in der Regel ab einer Menge von weniger als 10^9 Molekülen pro Kubikdezimeter wahrnehmbar, bevorzugt ab einer Menge von weniger als 10^8 Molekülen pro Kubikdezimeter wahrnehmbar.
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Bevorzugt wird auch ein Schaltgasgemisch für Schaltanlagen, wobei das Detektionsgas ein Gas ist, das in sehr geringen Mengen leicht und in geringen Konzentrationen technisch zu detektieren ist.
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Auch wird bevorzugt, dass das Detektionsgas eines der oder mehrere der folgenden Gase und/oder leicht verdampfenden Flüssigkeiten aufweist oder enthält, Tetrahydrothiophen, Ethanthiol, 1-Propanthiol, 2-Propanthiol, Methanthiol, Citronella, Essigsäureethylester, Buttersäureethylester, Butansäure, Dimethylsulfid, Propionsäuremethylester, 4-Allyl-2-methoxyphenol, (±)-Limonene auch als 1-Methyl-4-prop-1-en-2-yl-cyclohexen bezeichnet, Geosmin auch als (4S,4aS,8aR)-4,8a-Dimethyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydronaphthalin-4a-ol bezeichnet, Butan-1-ol, Methylpyridin, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Hydrochinonmonomethylether, 2,3-Methylethylpyrazin, (2Z)-1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene (HFO-1336-mzz-Z), (2E)-1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene, Butylhydroxytoluol, tert.-Butylhydroxytoluol, Acrylsäurealkylester wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat, Butylhydroxyanisol, 4-Methyl-4-mercapto-2-pentanon. Unter einer leicht verdampfenden Flüssigkeit ist hier eine Flüssigkeit zu verstehen, die unter Betriebsbedingungen, also bei einer vorgegebenen Temperatur und einem vorgegebenen Druck von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase übergeht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren erläutert.
- 1: Schematische Darstellung des gasdichten Behälters einer Schaltanlage mit Schaltgasgemisch;
- 2: Schematische Darstellung eines doppelwandigen gasdichten Behälters einer Schaltanlage mit Schaltgasgemisch und Detektionsgas;
- 3: Schematische Darstellung eines gasdichten Behälters einer Schaltanlage mit einem weiteren Behälter zum Bereitstellen des Detektionsgases;
- 4: Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Schaltanlage mit Schaltgasgemisch.
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Die 1 verdeutlicht, dass in dem gasdichten Behälter einer Schaltanlage 2 das Schaltgasgemisch vorhanden ist.
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Die 2 zeigt einen doppelwandigen gasdichten Behälter einer Schaltanlage, wobei der doppelwandige Behälter eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4 aufweist.
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Die innere Wand 3 des doppelwandig ausgeführten gasdichten Behälters oder der doppelwandig ausgefüllten Schaltanlage schließt das Schaltgasgemisch 1 ein. Zwischen der inneren Wand der doppelwandig ausgeführten Schaltanlage oder des gasdicht ausgeführten Behälters der Schaltanlage und der äußeren Wand 4 der doppelwandig ausgeführten Schaltanlage oder des doppelwandig ausgeführten gasdichten Behälters der Schaltanlage ist das Detektionsgas 11 eingeschlossen.
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Im Falle einer Leckage der äußereren Wand 4 des doppelwandig ausgeführten gasdichten Behälters der Schaltanlage oder der doppelwandig ausgeführten Schaltanlage tritt das Detektionsgas 11 aus und ist aufgrund seiner geringen Wahrnehmungsschelle und/oder die geringe Detektionsschwelle für Sensoren einfach und schnell bemerken und/oder zu detektieren.
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Das gleiche gilt für den Fall einer Leckage von sowohl der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4.
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Die 3 zeigt nun schematisch einen gasdichten Behälter einer Schaltanlage oder die Schaltanlage, wobei ein erster Behälter 6 zur Aufnahme des Lösch- und/oder Isoliergases vorhanden ist, und ein weiterer Behälter 8 in dem ersten Behälter 6 vorhanden ist, der mit dem Detektionsgas 11 gefüllt ist. Des Weiteren verfügt der weitere Behälter 8 über ein Ventil, hier ein Magnetventil, das von außerhalb des ersten Behälters 6 bedienbar ist.
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Durch diesen Aufbau kann zunächst der erste Behälter 6 mit dem Lösch- und/oder Isoliergas befüllt werden und dann gasdicht verschlossen werden. Erst im Anschluss daran, zum Beispiel auch erst nach Aufstellung beim Kunden und bei Befüllung mit dem Isolier- und/oder Löschgas 10 beim Kunden, kann von außerhalb des ersten Behälters 6 der weitere Behälter 8 durch das Magnetventil 14 und den außen vorsehbaren Magneten 16 geöffnet werden. Dies kann zum Beispiel durch Entfernen des Magneten 16 geschehen.
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Die 4 zeigt ein Beispiel für den Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen einer Schaltanlage mit Schaltgasgemisch. Die dreistelligen Bezugszeichen beziehen sich auf die jeweiligen Schritte im Ablaufdiagramm, während die einstelligen und zweistelligen Bezugszeichen auf die Elemente der 1, 2 und 3 beziehen und in 4 nicht erläutert werden. In einem Bereitstellungschritt 100 wird ein gasdichter Behälter 1 einer Schaltanlage und/oder ein erster Behälter 6 bereitgestellt. Der gasdichte Behälter 1 einer Schaltanlage und/oder der erste Behälter 6 weisen bevorzugter Weise zu diesem Zeitpunkt alle Einbauten und/oder Geräte auf, die in der fertigen Schaltanlage vorhanden sein sollen.
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Sofern ein weiterer Behälter 8 mit einem Detektionsgas und/oder Detektionsgasbestandteil innerhalb des ersten Behälters 6 notwendig ist, so wird dieser weiterer Behälter 8 in einem Installationsschritt 150 innerhalb des ersten Behälters 6 derart angeordnet, dass der ein Öffnungsmechanismus, wie das Magnetventil in 3, des weiteren Behälters 8 von außerhalb des ersten Behälters 6 derart betätigbar ist, dass der Öffnungsmechanismus eine Öffnung zwischen dem Innenraum des weiteren Behälters 8 und dem ersten Behälter 6 bewirkt.
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In einem Isoliergasfüllschritt 210 wird der erste Behälter 6 mit Isoliergas und/oder Löschgas befüllt.
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In einem Abdichtungsschritt 300 wird der erste Behälter 6 derart gasdicht verschlossen, dass die in dem ersten Behälter 6 vorhandenen Gase nicht oder nur in sehr geringen Mengen aus dem ersten Behälter 6 austreten können.
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In einem Öffnungsschritt 350 wird der Öffnungsmechanimus, wie das Magnetventil 14, derart betätigt, dass das Detektionsgas 11 aus dem weiteren Behälter 8 austreten kann und sich mit dem Isoliergas und/oder Löschgas vermischen kann und so das Schaltgasgemisch 1 bildet.
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Alternativ kann nach dem Bereitstellungschritt 100 auch ein Schaltgasgemischfüllschritt 200 erfolgen, in dem der gasdichte Behälter 2 einer Schaltanlage mit dem Schaltgasgemisch 1 befüllt wird.
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Analog zum vorherigen Vorgehen erfolgt dann ein Abdichtungsschritt 300, in dem der gasdichte Behälter 2 derart gasdicht verschlossen wird, dass die in dem gasdichten Behälter 2 vorhandenen Gase, wie das Schaltgasgemisch 1, nicht oder nur in sehr geringen Mengen aus dem gasdichten Behälter 2 austreten können.
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Zusätzlich können in den beiden in der 4 beschriebenen Verfahren auch weitere Schritte möglich und/oder hilfreich sein. So ist es vorteilhaft, wenn vor dem Isoliergasfüllschritt 210 oder dem Schaltgasgemischfüllschritt 200 ein Evakuieren und/oder spülen des ersten Behälters 6 oder des gasdichten Behälters 6 durchgeführt werden. Ein Spülen erfolgt dabei bevorzugt mit einem Isoliergas und/oder Löschgas und/oder mit einem Spülgas und/oder einem leicht zu evakuierenden Gas. Insbesondere können das Spülen und evakuieren auch mehrfach und abwechselnd durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltgasgemisch
- 2
- gasdichter Behälter einer Schaltanlage
- 3
- innere Wand einer doppelwandig ausgeführten Schaltanlage
- 4
- äußere Wand einer doppelwandig ausgeführten Schaltanlage
- 6
- erster Behälter
- 8
- ein weiterer Behälter
- 10
- Löschgase und/oder Isoliergase
- 11
- Detektionsgas
- 14
- Magnetventil
- 16
- Magnet
