DE102017218624A1

DE102017218624A1 - Beschussbeständiges elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE102017218624A1
Application number: DE102017218624.0A
Authority: DE
Inventors: Hannes Marbler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CA3078575A1; WO2019076610A1; EP3669387A1; US20200318933A1

Abstract

Um ein elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem fluiddichten Tank (22,23), der mit einem Isolierfluid befüllt ist, einem in dem Tank (22,23) angeordneten Aktivelement, das einen magnetisierbaren Kern und wenigstens eine einen Kernabschnitt umschließende Wicklung aufweist, und einer den Tank (22,23) umhüllende durchschusshemmenden Armierung (2), die eine Montageöffnung ausbildet, zu schaffen, das einen bequemen und an die jeweiligen Anforderungen anpassbaren Zugang für Wartung- und Montagezwecke ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Montageöffnung mittels einer parallel zur Armierung (2) verschiebbaren durchschusshemmenden Abdeckung (8) verschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrisches Gerät zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem fluiddichten Tank, der mit einem Isolierfluid befüllt ist, einem in dem Tank angeordneten Aktivelement, das einen magnetisierbaren Kern und wenigstens eine einen Kernabschnitt umschließende Wicklung aufweist, und einer den Tank umhüllende durchschusshemmenden Armierung, die eine Montageöffnung ausbildet.
Ein solches elektrisches Gerät ist aus der WO 2016/041566 A1 bereits bekannt. Dort ist ein Transformator gezeigt, der über einen fluiddichten, mit Isolierflüssigkeit befüllten Tank verfügt. In dem Tank ist ein magnetisierbarer Kern mit drei Kernschenkeln angeordnet, die jeweils von konzentrisch angeordneten Wicklungen umschlossen sind. Um den Transformator vor zerstörerischen Anschlägen durch Schusswaffen oder Sprengsätzen zu schützen, ist der Transformator mit einer Armierung ausgerüstet, die aus Stahl mit einer Zugfestigkeit R_m von über 1000 MPA gefertigt ist. Die Armierung besteht z.B. aus sich überlappenden senkrechten Paneelen, die den Tank des Transformators zaunartig umgeben. Eine Paneele ist mittels Scharnier an eine andere Paneele angelengt, so dass die Paneele verschwenkt werden kann. Auf diese Art und Weise ist in dem Armierungszaun eine Montageöffnung bereitgestellt, durch die ein Zugriff auf Bauteile des Transformators zu Wartungszwecken ermöglicht ist.
Dem vorbekannten elektrischen Gerät haftet der Nachteil an, dass die Montageöffnung nur schwer von Hand zu öffnen ist. Darüber hinaus ist die in ihrer Dimensionierung auf die Paneelenbreite begrenzte der Montageöffnung oft nicht ausreichend, um einen ausreichenden und bequemen Zugriff auf die hinter der Armierung liegenden Bauteile des elektrischen Geräts zu ermöglichen. Insbesondere kann die Größe der Montage nicht an die jeweils herrschenden Anforderungen angepasst werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, das einen bequemen und an die jeweiligen Anforderungen anpassbaren Zugang für Wartung- und Montagezwecke ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Montageöffnung mittels einer parallel zur Armierung verschiebbaren durchschusshemmenden Abdeckung verschließbar ist.
Erfindungsgemäß ist ein elektrisches Gerät bereitgestellt, das eine verschiebbare und gleichzeitig durchschusshemmende Abdeckung aufweist. Mit Hilfe der durchschusshemmenden Abdeckung kann die Montageöffnung, die in der Armierung vorgesehen ist, leicht von Hand verschlossen werden. Darüber hinaus ist die Dimensionierung der Montageöffnung von der Breite der Paneele entkoppelt. Mit anderen Worten kann die Lage und die Dimensionierung der Montageöffnung an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Die Anpassung betrifft zum einen die Dimensionierung, also die Größe der Montageöffnung. Ist die Armierung als Armierungszaun ausgeführt, der mit Abstand den Tank umschließt, kann die Montageöffnung so groß ausgeführt werden, dass durch die Montageöffnung bequem auf das hinter dem Armierungszaun liegende Bauteil zugegriffen werden kann. Diese Anpassung ist auch hinsichtlich ihrer Lage und insbesondere der Höhe der Montageöffnung vom Aufstellungsort gemessen ermöglicht. Ein fehlerhaftes Bauteil kann somit z.B. schnell und bequem gewartet oder ausgetauscht werden.
Die erfindungsgemäße elektrische Anlage ist beispielsweise ein Transformator, eine Drossel oder eine Schaltvorrichtung, die zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz vorgesehen ist. Das Hochspannungsnetz ist beispielsweise ein Hochspannungsübertragungsnetz mit Spannungen über 50 kV oder ein Mittelspannungsnetz, das auch als Energieverteilungsnetz bezeichnet wird, dessen Spannungen zwischen 50 kV und 1 kV liegen. Eine solche elektrische Anlage stellt in der Regel einen Knotenpunkt in dem jeweiligen Hochspannungsnetz dar, der in Krisenzeiten potenzielles Angriffsziel für Anschläge von außen sein kann. Ein solcher Angriff ist beispielsweise der Beschuss mit einer Handfeuerwaffe oder eine Explosion ausgelöst durch einen Sprengsatz in der Nähe des elektrischen Geräts.
Die erfindungsgemäße Armierung besteht - wie die Abdeckung - zweckmäßigerweise aus einem Stahl mit einer Zugfestigkeit R_m von über 1000 MPA oder aus anderen Materialien mit einer entsprechenden Zugfestigkeit. Ein Stahl mit den oben genannten Eigenschaften wird auch als Panzerstahl bezeichnet.
Zweckmäßigerweise ist die Abdeckung von einer Halteschiene gehalten. Die Halteschiene dient zum einen zum Tragen aber auch zum Führen der Abdeckung in einer Verschiebungsrichtung, die zweckmäßigerweise im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Armierung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts verläuft.
Vorteilhafterweise ist die Halteschiene am Tank befestigt. Der Tank stellt die notwendige mechanische Festigkeit für die in der Regel ein hohes Gewicht aufweisende durchschusshemmende Abdeckung auf.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abdeckung Laufrollen aufweist, die in der Halteschiene gelagert sind. Die Laufrollen ermöglichen ein besonders leichtes Verschieben der Abdeckung in der Halteschiene und somit einen besonders einfachen Zugang zu den Bauteilen des elektrischen Geräts. Anstelle von Laufrollen können im Rahmen der Erfindung jedoch auch andere Arten der Lagerung in Betracht kommen, die ein einfaches Gleiten der Abdeckung in der Halteschiene ermöglichen.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn die Abdeckung Führungsrollen aufweist, die in einer Führungsschiene gelagert sind. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist eine Führungsschiene vorgesehen, die das Öffnen und Schließen der Abdeckung noch weiter vereinfacht, insbesondere wenn die Abdeckung groß und schwer ausgebildet ist. So kann beispielsweise bei einer kleineren Abdeckung mit einer Länge und Breite von jeweils unter 1 Meter eine einzige Halteschiene ausreichend sein. Bei größeren Abdeckungen ist es jedoch von Vorteil, wenn eine zusätzliche Führungsschiene vorgesehen ist.
Die Führungsschiene ist vorteilhafterweise unterhalb der Halteschiene angeordnet.
Die Führungsschiene kann im Rahmen der Erfindung ebenfalls am Tank befestigt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedoch die Führungsschiene an einer Rohrleitung des elektrischen Geräts befestigt. Transformatoren, Drosseln oder dergleichen weisen häufig außerhalb des Tanks verlegte Rohrleitungssysteme auf. Da die Führungsschiene nicht das gesamte Gewicht der Abdeckung zu tragen hat, sondern lediglich zum Unterstützen des Gleitens oder Rollens beim Verschieben der Abdecktür dient, kann die Führungsschiene aus Kosten- oder Platzgründen auch einfach an dem äußeren Rohrleitungssystem befestigt werden. Hierzu werden beispielsweise Tragstifte der Führungsschiene an das Rohrleitungssystem angeschweißt oder auf sonstige Art und Weise mechanisch befestigt.
Die Armierung kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zumindest teilweise eine Wandung des Tanks ausbilden. Die Armierung muss daher nicht komplett als zaunartiges Gebilde ausgebildet sein, das mit Abstand die Außenwandung des Tanks umgibt. Vielmehr kann auch die Wandung des Tanks selbst die Armierung sein. Die Abdeckung ist dann zweckmäßigerweise mit Dichtmittel ausgerüstet, um bei von der Abdeckung verschlossener Montageöffnung einen fluiddichten Tank bereitzustellen.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und wobei

1 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Geräts gemäß dem Stand der Technik verdeutlicht,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Abdeckung mit Halte- und Führungsschiene einer erfindungsgemäßen elektrischen Anlage,
3 ein Ausführungsbeispiel von Laufrollen der Abdeckung gemäß 2 und die
4 und 5 die Befestigung der Abdeckung beispielhaft und schematisch verdeutlichen.

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein aus dem Stand der Technik bekanntes schussbeständiges elektrisches Gerät, das dort als Transformator 1 ausgeführt ist. Der Transformator 1 steht dabei aus einem nicht näher dargestellten Fundament. Eine durchschusshemmende Armierung 2 oder Panzerung umhüllt den Transformator 1 insbesondere dessen in 1 nicht näher bezeichneten Tank. Die Panzerung 2 ist hinsichtlich ihrer Beschaffenheit und Abmessung so konstruiert, dass sie einer vom umgebenden Terrain ausgehenden Beschuss oder Splitterbedrohung standhält, so dass alle Bauteile des elektrischen Geräts 1 von der Armierung 2 geschützt sind.
In dem in 1 dargestellten Beispiel besteht die Armierung 2 aus einzelnen Paneelen 3, die sich vom Boden vertikal oder senkrecht nach oben erstrecken. Jede Paneele 3 ist aus einem Stahlblech gefertigt, dessen Zugfestigkeit über 1000 MPA liegt. Die Blechdicke richtet sich je nach dem angestrebten Rating (UL752) beziehungsweise je nach der geforderten Prüfstufe (VPAM APR 2006). Oberhalb des Transformators 1 ist ein Ausdehnungsgefäß 4 erkennbar, das ebenfalls mit Paneelen 3 ummantelt ist, so dass der geforderte Schutz bereitgestellt ist. Der Transformator 1 bildet an seiner Oberseite Dome 5 aus, in die Hochspannungsdurchführungen 6 eingeführt sind. Dabei verfügt jede Hochspannungsdurchführung 6 über einen Freiluftanschluss 7, der zum Anschluss einer Hochspannungsleitung eines Energieversorgungsnetzes dient. Die Dome 5 sind mit dem Ölraum, also dem Tankinneren, des Transformators 1 verbunden. Jede Durchführung 6 ist also einführseitig in dem besagten im Ölraum angeordnet und mit jeweils einer Wicklung verbunden.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Abdeckung 8, die für ein erfindungsgemäß elektrisches Gerät 1, das beispielsweise dem in 1 gezeigten elektrischen Gerät weitestgehend entspricht. Erfindungsgemäß verfügt das elektrische Gerät 1 jedoch über eine Montageöffnung, deren Dimensionierung etwas kleiner ist als die Dimensionierung der Abdeckung 8. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Montageöffnung durch die Abdeckung 8 vollständig geschützt werden kann. Die Abdeckung überragt die figürlich nicht dargestellte Montageöffnung also umfänglich.
Die Abdeckung 8 besteht bevorzugt aus dem gleichen Material wie die Armierung 2 des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 1. Zum Halten der Abdeckung 8 ist eine Halteschiene 9 vorgesehen, die über Befestigungsmittel 10 am Transformatortank befestigt ist. Die Abdeckung 8 verfügt über Halteelemente 11, die mit Laufrollen bestückt werden können, auf die im Folgenden noch genauer eingegangen werden wird. Über die Laufrollen und die Halteelemente 11 ist die Abdeckung 8 in der Halteschiene 9 gelagert und kann in Längsrichtung der Halteschiene 9 verschoben werden.
Unterhalb der Halteschiene 9 ist eine Führungsschiene 12 erkennbar, wobei die Abdeckung auch in der Führungsschiene gelagert ist. Die Befestigungsmittel 10 sind beispielsweise aus Edelblechstücken gefertigt. Die Lagerung der Abdeckung 8 in der Führungsschiene 12 kann wieder über Rollen oder sonstige Mittel erfolgen, die ein einfaches Verschieben in Längsrichtung der Führungsschiene 12 ermöglichen. Hierbei ist es selbstverständlich, dass die Halteschiene 9 und die Führungsschiene 12 parallel zueinander ausgerichtet sind.
Im Gegensatz zur Halteschiene 9 ist die Führungsschiene 12 nicht direkt am Tank des elektrischen Geräts befestigt. Vielmehr ist die Führungsschiene 12 mit Befestigungswinkeln 13 ausgerüstet, die über Haltearme 14 an einer Rohrleitung 15 des elektrischen Geräts befestigt sind. Die Rohrleitung 15 verfügt dabei über eine Pumpe 16, die zum Umwälzen der in dem Transformatortank angeordneten Isolierflüssigkeit vorgesehen ist. Dabei ist die Rohrleitung 15 über Befestigungsbolzen 17 am Tank des elektrischen Geräts 1 montiert.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Laufrollen 18 in einer Seitenansicht. Es ist erkennbar, dass jede Laufrolle 18 zwei Rollen 19 aufweist, die drehbar in einem Befestigungsabschnitt 20 angebracht sind, wobei unterhalb der Rollen 19 eine Montageöffnung 21 zur Verbindung mit dem Halteelement 11 der Abdeckung 8 in dem Befestigungsabschnitt ausgebildet ist.
4 zeigt schematisch und beispielhaft die Befestigung an der Wandung 22 des Tanks des Transformators, wobei die Wandung Verstärkungsrippen 23 ausbildet. An der gezeigten Verstärkungsrippe 23 ist ein Montagewinkel 24 angebracht, der an seiner von der Verstärkungsrippe 23 abgewandten Seite einen Querträger 25 hält. Der Querträger 25 erstreckt sich mit Abstand und parallel zur aus einhüllenden Verstärkungsrippen 23 und Wandung 22 bestehenden Tanks.
In der in 5 gezeigten Darstellung ist erkennbar, dass die Befestigungsmittel 10 sich von der Halteschiene 9 bis zum Querträger 25 hin erstrecken, an dem sie mechanisch fest, beispielsweise durch Verschweißen, montiert sind. Die Halteschiene 9 ist somit über die Befestigungsmittel 10, den Querträger 25 und den Montagewinkel 24 fest mit dem aus Verstärkungsrippe 23 und Seitenwandung 22 bestehenden Tank verbunden. Darüber hinaus ist erkennbar, dass die Abdeckung 8 über Laufrollen 18 in der Führungsschiene gelagert ist.
Die Rohrleitung 15 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen mit einem Absperrorgan 28 ausgerüstet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/041566 A1 [0002]

Claims

Elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz mit einem fluiddichten Tank (22,23), der mit einem Isolierfluid befüllt ist, einem in dem Tank (22,23) angeordneten Aktivelement, das einen magnetisierbaren Kern und wenigstens eine einen Kernabschnitt umschließende Wicklung aufweist, und einer den Tank (22,23) umhüllende durchschusshemmenden Armierung (2), die eine Montageöffnung ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnung mittels einer parallel zur Armierung (2) verschiebbaren durchschusshemmenden Abdeckung (8) verschließbar ist.
Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) von einer Halteschiene (9) gehalten ist.
Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschiene (9) am Tank (22,23) befestigt ist.
Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) Laufrollen (18) aufweist, die in der Halteschiene (9) gelagert sind.
Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung Führungsrollen (18) aufweist, die in einer Führungsschiene (12) gelagert sind.
Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (12) unterhalb der Halteschiene (9) angeordnet ist.
Elektrisches Gerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (12) an einer Rohrleitung (15) des elektrischen Geräts (1) befestigt ist.
Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2) zumindest teilweise eine Wandung (22,23) des Tanks ausbildet.
Elektrisches Gerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (12) mit Abstand zum Tank (22,23) angeordnet ist.