DE1230113B

DE1230113B - Flameproof encapsulated small station for switching and controlling electrical consumers in companies that are at risk of firedamp and explosion

Info

Publication number: DE1230113B
Application number: DES59751A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Graemer; Dipl-Ing Manfred Roesner; Dipl-Ing Erich Wenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-09-09
Filing date: 1958-09-09
Publication date: 1966-12-08
Also published as: NL242231A; BE582424A

Description

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.Flameproof encapsulated small station for switching and controlling electrical consumers in fire-weather and explosion-endangered companies In fire-weather and explosion-endangered companies, high safety requirements are placed on electrical devices in order to protect people and material. Apart from purely electrical protective devices, flameproof - mostly metallic - housings are used to meet these requirements.

Beim Aufbau elektrischer Stationen und Verteilungen werden bisher zwei Wege beschritten.When building electrical stations and distributions so far tread two paths.

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.One way is for every electrical device or for a smaller one Number of organically related electrical devices a pressure-resistant or explosion-proof one Housing in front. The individual housings are assembled with or without intermediate links. This requires mounting walls or common support frames. From a multitude Housing encapsulated devices thus create an electrical station.

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.In the other way, practically all devices required for the station or distribution are combined in a common housing - a small station. The housing of such a small station is accordingly larger than a single device encapsulated for itself, but has the advantage that tedious assembly is avoided and the small station is immediately ready for use. Depending on the operational conditions, one way or the other will be more economical.

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.The station is used to supply consumers and their installation location often changes, or are the local conditions for the assembly of a a multitude of housing-encapsulated devices is unfavorable the small station, the devices of which are combined in one housing, is preferred give.

Die bisherigen Kleinstationen erfüllen jedoch nicht alle Forderungen, die an eine derartige Station, insbesondere im Bergbau unter Tage, gestellt werden.However, the previous small stations do not meet all requirements which are placed at such a station, especially in underground mining.

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.Small stations have been proposed in which all devices such as disconnectors, control devices, contactors, converters and measuring devices in one housing are arranged without any partition. When opening such a housing there is the risk of sparks and thus the possibility of an explosion if at Otherwise the station is switched off, no special cover for the live input bushings is provided.

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.Another flameproof high-voltage switching unit with an extendable switch is housed in a pressure-resistant, cylindrical housing, one of which is curved inwardly. A cover that is placed on the opposite side and curved outwards creates an additional space in addition to the space for the switching unit to accommodate the electrical connecting cables and lines, which can be laid in a better protected manner in this way. This known high-voltage holding unit can only be used in particularly easily accessible places, since the cylindrical housing is closed off from the front and back by a cover. The switching unit must therefore be accessible from two sides. In addition, there is no desk-shaped design of the housing, which is particularly advantageous in terms of space, and, in contrast to the subject matter of the invention, there is no possibility of completely de-energizing the chamber containing the circuit breaker without disconnecting the busbar. See other small stations for the circuit breaker and the other devices each have a special housing chamber before, but there is no interlock between the circuit breaker and the housing cover of the housing chamber of the other devices so that it is still possible to carry out work on the unit when the disconnect switch, which again means risk of explosion.

.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.In principle, locking devices between the door of a switchgear cubicle and a switch are known. In these known arrangements, the door leading to the circuit breaker compartment is locked until the circuit breaker is switched off, or the circuit breaker is triggered by opening the door. This measure, known for switchgear above ground, only fulfills the task of preventing the switched-on circuit breaker from being pulled out. The complete absence of voltage in the circuit breaker room is, however, neither aimed at with these arrangements, nor is it necessary because of the lack of danger of explosion in switchgear above ground. . Furthermore, for the previously known small stations with two housing chambers, housing covers which can be folded down at the side or are completely removable are used for the device chamber. When the device insert is removed, it is therefore often deposited on the ground and, when used in underground mining, is contaminated by the coal dust lying on the ground. The risk of contamination is also present and particularly great when the device chamber is arranged under the circuit breaker chamber, because coal dust can then penetrate into the device chamber even when the housing cover is open.

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.Another disadvantage of known small stations is that the inlet connections for the busbars and for the consumer lines are arranged in such a way that a U-shaped line loop is created inside the housing. This line loop increases the susceptibility to failure, requires two sets of pressure-proof bushings in the intermediate floor of the two housing chambers and, in the case of higher rated currents, also requires thick line rails and thus considerable space.

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.The new, flameproof encapsulated small station for switching and controlling electrical loads in companies that are at risk of firedamp and explosion is designed like a desk. The housing is mounted on runners and divided into two chambers arranged one above the other by a pressure-resistant intermediate floor. The new small station is characterized in that the lower chamber of the two stacked chimneys is used to accommodate the Sanimel rails and busbar disconnectors and the upper chamber is used in a known manner to accommodate the switching, control, monitoring and measuring devices and that the downward The pivotable cover of the upper chamber is locked to the disconnector of the lower chamber, so that - in a manner known per se - the upper chamber can only be opened when the disconnector is open.

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.For a more detailed explanation, reference is made to the exemplary embodiment in the drawing. It shows fig. 1 the new flameproof housing in a sectional view, FIG. 2 the front and side views of the new pressure-resistant housing in perspective.

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.As shown in FIG. 1 , the housing 1 built on runners is divided by the intermediate floor 2 into two housing chambers, a device chamber 3 and a separator duct 4. The disconnector chamber 4 serves to accommodate the disconnector 5 , which is only shown schematically, and the busbar 6. It is closed by a cover 7 which is connected to the housing by screws 8 . In the intermediate floor 2 there is a set of pressure-tight bushings 9 which establish an electrical connection from the busbars 6 via the disconnector 5 to the devices in the device chamber 3 . The switching, control and monitoring devices are arranged in the device chamber 3. They are combined to form a device unit 10 which can be moved on a rail 11 or some other guide in the device chamber 3 . Even in the pulled-out state, it is carried by the guide in such a way that although it is accessible from all sides, its height to the ground does not change. The connections of the individual devices of the device unit 10 are led out to a common terminal strip. The device unit can be adapted to various operating conditions by connecting the terminals accordingly (open circuit). The cover 12, which is pivoted downwards and which rests with its upper edge on the floor, provides protection against contamination by coal dust from below.

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.The electrical connection of the device unit 10 with the isolating switch and the connected consumer is made via plug-in or pressure contacts. The measuring instruments 13 are arranged in the bevel of the upper side of the housing. In the device chamber 3 , the consumer connection box 14 is also inserted in a trough-shaped chamber, which in turn is closed by a screw cap 15 on the top of the housing.

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.The downwardly pivotable cover 12 of the device canister 3 is mechanically locked to the isolating switch 5 (not shown) so that the cover can only be opened when the Trerm switch 5 is open. In order to prevent the disconnector 5 from opening under load, it can be provided with a pre-contact which ensures that the disconnector can only be opened when the consumer is switched off. This pre-contact is then z. B. in the circuit of the control transformer. In Fig. 2 are two small stations according to FIG. 1 combined into a double station. For this purpose, the separator chamber 4 of the left small station contains an inlet 16 on each side. The right small station only contains one inlet on the left side. The two small stations are connected to one another by a special intermediate housing 19.

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.By using several small stations with mutual introduction Any number of small stations can be converted into one large station using the separating chamber summarize for a variety of consumers. This major station then contains one continuous busbar for all devices.

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.The runners of the individual small stations can be connected to one another by special intermediate rails, so that a mechanical, fixed connection is created between the individual housings. As shown in FIG. 2, the inlets for the device chamber and the separator chamber on the side walls of the housing are offset from one another in depth. The inlets 16 into the separator chamber close practically with the front wall and the inlets 17 into the device chamber with the rear wall. This enables extremely easy assembly and inexpensive cable routing of both the feed cable and the outgoing cable to the consumers. The drive toggles 18 for the switching and control devices and for the circuit breaker are arranged on the left side wall of the housing and their axis penetrates through the housing wall. Inside the housing, they are connected to the actual drive axes of the control and switching devices via easily detachable couplings, so that the device insert can be pulled out, for example during overhaul work, without difficult assembly work.

Die Antriebsknebel 18 können auch an anderer Stelle als an der linken Seitenwand, so z. B. an der Oberseite des Gehäuses angeordnet werden.The drive toggle 18 can also be located elsewhere than on the left side wall, such. B. be arranged at the top of the housing.

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.The lateral inlets of the separating chamber are designed in such a way that switching and control devices with individual housings that have hitherto been customary can also be attached directly or via corresponding intermediate links. If only one housing is used, the device chamber of the small station can also be provided with two lateral inlets, one of which is intended for the continuation of the feeder cable and the other for the outgoing line of the consumers.

Claims

Claims: 1. Pressure-tight encapsulated small station, the housing of which is built like a desk, mounted on runners and divided by a pressure-resistant intermediate floor into two chambers arranged one above the other, one of which houses a pull-out switch for switching and controlling electrical loads in explosive - and firedamp-endangered companies, characterized in that of the two chambers arranged one above the other, the lower chamber is used to accommodate the busbars and busbar disconnectors and the upper chamber is used in a known manner to accommodate the switching, control, monitoring and measuring devices and that the after The bottom pivoting lid of the upper chamber is locked to the disconnector of the lower chamber , so that - in a manner known per se - the upper chamber can only be opened when the disconnector is open.

2. Small station according to claim 1, characterized in that the line is routed from the lower chamber (4) into the upper chamber (3) and from this to the consumer connection box (14) arranged in it. 3. Small station according spoke 1, characterized in that plug-in devices or insertion nozzles are provided for the lateral inlets (16, 17). 4. Small station according to claim 1, characterized in that for the lateral inlets (17) junction boxes (14) are provided with inlet stubs, the connection space of which protrudes into the upper chamber (3). 5. Small station according to claim 4, characterized in that the connection boxes (14) are closed by screw covers (15) on the top of the station housing. 6. Small station according to claim 1, characterized in that the switching and control devices of the upper chamber are combined to form a device unit (10) which is slidably arranged on the intermediate floor (2) and connected via electrical connectors. 7. Small station according to claim 1, characterized in that the lower chamber (4) contains an introduction (16 ) on each side, so that the cultivation of further small stations with a continuous busbar (6) or other housing-encapsulated devices is possible. 8. Small station according to claim 1, characterized in that the inlets (16, 17) are offset from one another in the housing depth. 9. Small station according to claim 1, characterized in that the device switches in the upper chamber (3) are connected via releasable couplings with their drive knobs (18) in the housing wall. 10. Small station according to claim 1, characterized in that the measuring instruments (13) are arranged in the inclined desk surface of the housing. 11. Small station according to claim 6, characterized in that the connections of the individual devices of the device unit (10) are led out to a common terminal strip. Considered publications: German Patent Nos. 912 717, 937 714; German utility model No. 1736 662, 1758 672; Bulletin SEV, Vol. 48 (1957), No. 16, pp. 700 to 703.