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Druckfest gekapselte Kleinstation zum Schalten und Steuern elektrischer
Verbraucher in schlagwetter- und explosionsgefährdeten Betrieben In schlagwetter-
und explosionsgefährdeten Betrieben werden an die elektrischen Geräte hohe Sicherheitsanforderungen
gestellt, um Menschen und Material zu schützen. Abgesehen von rein elektrischen
Schutzeinrichtungen werden zur Erfüllung dieser Forderungen druckfeste
- meist metallische -
Gehäuse verwendet.
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Beim Aufbau elektrischer Stationen und Verteilungen werden bisher
zwei Wege beschritten.
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Der eine Weg sieht für jedes elektrische Gerät oder für eine kleinere
Anzahl organisch zusammengehörender elektrischer Geräte ein druckfestes oder explosionssicheres
Gehäuse vor. Die einzelnen Gehäuse werden mit oder ohne Zwischenglieder zusammengebaut.
Hierzu sind Montagewände oder gemeinsame Tragrahmen erforderlich. Aus einer Vielzahl
gehäusegekapselter Geräte entsteht somit eine elektrische Station.
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Beim anderen Weg werden praktisch alle für die Station oder Verteilung
erforderlichen Geräte in einem gemeinsamen Gehäuse - einer Kleinstation -zusammengefaßt.
Das Gehäuse einer derartigen Kleinstation ist dementsprechend größer als ein für
sich gekapseltes Einzelgerät, hat jedoch den Vorteil, daß eine langwierige Montage
vermieden wird und die Kleinstation sofort betriebsbereit ist. Je nach den betrieblichen
Gegebenheiten wird der eine oder der andere Weg wirtschaftlicher sein.
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Dient die Station der Versorgung von Verbrauchern, deren Aufstellungsort
häufig wechselt, oder sind die örtlichen Gegebenheiten für die Montage einer aus
einer Vielzahl gehäusegekapselter Geräte aufgebauten Station ungünstig, so wird
man der Kleinstation, deren Geräte in einem Gehäuse zusammengefaßt sind, den Vorzug
geben.
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Die bisherigen Kleinstationen erfüllen jedoch nicht alle Forderungen,
die an eine derartige Station, insbesondere im Bergbau unter Tage, gestellt werden.
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Es sind Kleinstationen vorgeschlagen worden, bei denen alle Geräte,
wie Trennschalter, Steuergeräte, Schütze, Wandler und Meßgeräte, in einem Gehäuse
ohne jede Zwischenwand angeordnet sind. Beim öffnen eines derartigen Gehäuses besteht
die Gefahr der Funkenbildung und damit die Möglichkeit einer Explosion, falls bei
sonst abgeschalteter Station keine besondere Abdeckung der spannungsführenden Eingangsdurchführungen
vorgesehen ist.
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Eine andere schlagwettergeschützte Hochspannungsschalteinheit mit
ausfahrbarem Schalter ist in einem druckfesten zylinderförmig ausgebildeten Gehäuse
untergebracht, dessen eine Begrenzungswand nach innen gewölbt ist. Durch eine dagegengesetzte
und nach außen gewölbte Abdeckhaube entsteht neben dem Raum für die Schalteinheit
ein zusätzlicher Raum zur Aufnahme der elektrischen Verbindungskabel und Leitungen,
die auf diese Weise besser geschützt zu verlegen sind. Diese bekannte Hochspannungssehalteinheit
kann nur an besonders gut zugänglichen Stellen verwendet werden, da das zylindrische
Gehäuse durch Deckel von vom und hinten abgeschlossen wird. Die Schalteinheit muß
also von zwei Seiten zugänglich sein. Außerdem fehlt die raummäßig besonders vorteilhafte
pultförmige Ausbildung des Gehäuses, und es ist im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand
keine Möglichkeit vorhanden, um die den Leistungsschalter enthaltende Kammer ohne
Sammelschienenabschaltung vollständig spannungsfrei zu machen. Andere Kleinstationen
sehen für den Trennschalter und die übrigen Geräte je eine besondere Gehäusekammer
vor, jedoch besteht keine Verriegelung zwischen dem Trennschalter und dem Gehäusedeckel
der Gehäusekammer der übrigen Geräte, so daß es immer noch möglich ist, Arbeiten
an den Geräten bei eingeschaltetem Trennschalter durchzuführen, was wiederum Explosionsgefahr
bedeutet.
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.Grundsätzlich sind Verriegelungsvorrichtungen zwischen der Tür einer
Schaltzelle und einem Schalter bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen wird die
zum Leistungsschalterraum führende Tür so lange verriegelt, bis der Leistungsschalter
ausgeschaltet ist, oder es wird durch das öffnen der Tür die
Auslösung
des Leistungsschalters herbeigeführt. Diese für Schaltanlagen über Tage bekannte
Maßnahme erfüllt aber lediglich die Aufgabe, das Ausfahren des eingeschalteten Leistungsschalters
zu verhindern. Die völlige Spannungslosigkeit des Leistungsschalterraumes wird jedoch
bei diesen Anordnungen weder angestrebt noch ist sie wegen der fehlenden Explosionsgefahr
bei Schaltanlagen über Tage erforderlich. . Ferner werden für die bisher
bekannten Kleinstationen mit zwei Gehäusekammern meist seitlich abklappbare
oder gänzlich abnehmbare Gehäusedeckel für die Gerätekammer verwendet. Beim Herausnehmen
des Geräteeinsatzes werden diese daher häufig am Boden abgesetzt und bei Einsatz
im Bergbau unter Tage durch den am Boden liegenden Kohlenstaub verschmutzt. Die
Verschmutzungsgefahr ist auch dann gegeben und besonders groß, wenn die Gerätekammer
-unter der Trennschalterkammer angeordnet ist, weil dann allein schon bei geöffnetem
Gehäusedeckel Kohlenstaub in die Gerätekammer eindringen kann.
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Ein anderer Nachteil bekannter Kleinstationen besteht darin, daß die
Einführungsstutzen für die Sammelschienen und für die Verbraucherleitungen so angeordnet
sind, daß innerlialb des Gehäuses eine U-förmige Leitungsschleife entsteht. Diese
Leitungsschleife erhöht die Störanfälligkeit, erfordert zwei Sätze druckfeste Durchführungen
im Zwischenboden der beiden Gehäusekammern und erfordert zudem bei höheren
Nennstromstärken stärke Leitungsschienen und damit erheblichen Raum.
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Die neue druckfest gekapselte Kleinstation zum Schalten und Steuern
elektrischer Verbraucher in schlagwetter- und explosionsgefährdeten Betrieben ist
nach Art eines Pultes aufgebaut. Das Gehäuse ist .auf Kufen gelagert und durch einen
druckfesten Zwischenboden in zwei übereinander angeordnete Kammem unterteilt. Die
neue Kleinstation ist dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden übereinander angeordneten
Kaminern die untere Kammer zur Aufnahme der Sanimelschienen und von Sammelschienentrennschaltem
und die obere Kammer in bekannter Weise zur Aufnahme der Schalt-, Steuer-, Überwachungs-
und Meßgeräte dient und daß der nach unten schwenkbare Deckel der oberen Kammer
mit dem Trennschalter der unteren Kammer verriegelt ist, so daß - in an sich
bekannter Weise - ein öff-
nen der oberen Kammer nur bei geöffnetem
Trennschalter möglich ist.
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Zur näheren Erläuterung wird auf das Ausführungsbeispiel in der Zeichnung
verwiesen. Es zeigt F ig. 1 das neue druckfeste Gehäuse in einem Schnittbild,
F i g. 2 die Vorder- und Seitenansicht des neuen druckfesten Gehäuses perspektivisch.
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Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist das auf Kufen aufgebaute Gehäuse
1 durch den Zwischenboden 2 in zwei Gehäusekammern, eine Gerätekammer
3 und eine Trennerkanliner 4, unterteilt. Die Trennerkammer 4 dient zur Aufnahme
des nur schematisch dargestellten Trennschalters 5 und der Sammelschieneu
6. Sie ist durch einen Deckel 7 verschlossen, der mit dem Gehäuse
durch Schrauben 8 verbunden ist. Im Zwischenboden 2 befindet sich ein Satz
druckfester Durchführungen 9, die eine elektrische Verbindung von den Sammelschienen
6 über den Trennschalter 5 zu den Geräten in der Gerätekammer
3
herstellen. In der Gerätekammer 3 sind die Schalt-, Steuer- und Überwachungsgeräte
angeordnet. Sie sind zu einer Geräteeinheit 10 zusammengefaßt, die auf einer
Schiene 11 oder einer sonstigen Führung in der Gerätekammer 3 verschoben
werden kann. Sie wird auch im herausgezogenen Zustand von der Führung so getragen,
daß sie zwar allseitig zugänglich ist, ihre Höhe zum Boden sich jedoch nicht ändert.
Die Anschlüsse der einzelnen Geräte der Geräteeinheit 10 sind zu einer gemeinsamen
Klemmleiste herausgeführt. Durch entsprechende Verbindungen der Klemmen kann die
Geräteeinheit verschiedenen Betriebsbedingungen angepaßt werden (offene Schaltung).
Durch den nach unten abgeschwenkten Deckel 12, der mit seiner Oberkante auf dem
Boden aufliegt, wird ein Schutz gegen Verschmutzung durch Kohlenstaub von unten
bewirkt.
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Die elektrische Verbindung der Geräteeinheit 10
mit dem Trennschalter
und dem angeschlossenen Verbraucher erfolgt über Steck- oder Druckkontakte. In der
Abschrägung der Gehäuseoberseite sind die Meßinstrumente 13 angeordnet. In
die Gerätekammer 3 ist ferner in einer wannenförmigen Kammer der Verbraucheranschlußkasten
14 eingefügt, der seinerseits durch einen Schraubdeckel 15 auf der Oberseite
des Gehäuses verschlossen wird.
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Der nach unten abschwenkbare Deckel 12 der Gerätekanimer
3 ist mechanisch mit dem Trennschalter 5 so verriegelt (nicht dargestellt),
daß ein öffnen des Deckels nur bei geöffnetem Trermschalter 5 möglich ist.
Um ein öffnen des Trennschalters 5
unter Last zu verhindern, kann dieser mit
einem Vorkontakt versehen werden, der sicherstellt, daß der Trennschalter nur bei
abgeschaltetem Verbraucher geöffnet werden kann. Dieser Vorkontakt liegt dann z.
B. im Stromkreis des Steuertransformators. In F i g. 2 sind zwei Kleinstationen
nach F i g. 1 zu einer Doppelstation zusammengefaßt. Hierzu enthält die Trennerkammer
4 der linken Kleinstation an jeder Seite eine Einführung 16. Die rechte Kleinstation
enthält nur eine Einführung an der linken Seite. Die beiden Kleinstationen sind
durch ein besonderes Zwischengehäuse 19 miteinander verbunden.
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Durch Verwendung mehrerer Kleinstationen mit beiderseitiger Einführung
der Trennerkammer lassen sich beliebig viele Kleinstationen zu einer großen Station
für eine Vielzahl von Verbrauchern zusammenfassen. Diese Großstation enthält dann
eine durchgehende Sammelschiene für alle Geräte.
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Die Kufen der einzelnen Kleinstationen können durch besondere Zwischenschienen
miteinander verbunden werden, so daß eine mechanische feste Verbindung zwischen
den einzelnen Gehäusen entsteht. Wie aus der F i g. 2 zu ersehen, sind die
Einführungen für die Gerätekammer und die Trennerkammer auf den Seitenwänden der
Gehäuse in der Tiefe gegeneinander versetzt. Die Einführungen 16 in die Trennerkammer
schließen praktisch mit der Vorderwand und die Einführungen 17 in die Gerätekammer
mit der Rückwand ab. Hierdurch wird eine äußerst leichte Montage und günstige Kabelführung
sowohl des Speisekabels wie auch des abgehenden Kabels zu
den Verbrauchern
möglich. Die Antriebsknebel 18
für die Schalt- und Steuergeräte und für den
Trennschalter sind auf der linken Seitenwand des Gehäuses angeordnet und greifen
mit ihrer Achse durch die Gehäusewand durch. Sie sind im Innem des Gehäuses über
leicht lösbare Kupplungen mit den eigentlichen Antriebsachsen der Steuer- und Schaltgeräte
verbunden,
so daß ohne schwierige Montagearbeiten der Geräteeinsatz
z.B. bei überholungsarbeiten herausgezogen werden kann.
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Die Antriebsknebel 18 können auch an anderer Stelle als an
der linken Seitenwand, so z. B. an der Oberseite des Gehäuses angeordnet werden.
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Die seitlichen Einführungen der Trennerkammer sind so ausgebildet,
daß direkt oder über entsprechende Zwischenglieder auch der Anbau bisher
üb-
licher Schalt- und Steuergeräte mit Einzelgehäusen möglich ist. Bei Verwendung
nur eines Gehäuses kann die Gerätekammer der Kleinstation auch mit zwei seitlichen
Einführungen versehen werden, von denen die eine für die Weiterführung des Speisekabels
und die andere für die abgehende Leitung der Verbraucher vorgesehen ist.