DE19645304C1 - Elektrische Anlage für den Mittelspannungsbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage für den Mittelspannungsbereich in geschlossener Bauweise, insbe­ sondere Schaltanlage, mit gekapselten elektrischen Funkti­ onsmodulen, welche Mittelspannung führende Funktionsräume aufweisen und mit einem an die Mittelspannung führenden Funktionsräume über Störfalldruckentlastungselemente ange­ schlossenen Druckentlastungskanal, wobei der Druckentla­ stungskanal zumindest einen als Öffnung in der Kapselung der elektrischen Anlage ausgebildeten Druckentlastungska­ nalauslaß zum Entlasten der elektrischen Anlage von Druck­ stößen aus einem Störlichtbogen aufweist und wobei an den Druckentlastungskanalauslaß ein Dämpfelement zur Absorpti­ on der thermischen Energie und des Druckstoßes aus einem Störlichtbogen angeschlossen ist.

Elektrische Anlagen im Sinne der Erfindung dienen im weitesten Sinne der elektri­ schen Energieverteilung, umfassen also neben Schaltanlagen auch beispielsweise Transformatoren, elektrische Maschinen und Leitungen wie Sammelschienen oder ähnliches. Als Mit­ telspannungsbereich ist bezeichnet eine Betriebsspannung von mehr als 1 kV bis ca. 40 kV, wobei die Obergrenze auch höher liegen kann, sofern in geschlossener Bauweise und im wesentlichen mit Luft als Isolationsmittel gearbeitet wird.

Eine elektrische Anlage in geschlossener Bauweise weist keine nennenswerten Öffnungen zwischen dem Anlagen­ inneren und der Umgebung der Anlage auf und ist in dem Sinne gasdicht, daß im Inneren der Anlage auftretende Druckstöße allenfalls geringfügig in die Umgebung der An­ lage durchschlagen. Als gekapselte Module sind jeweils gegeneinander geschlossene Zellen der Anlage bezeichnet.

Ein elektrisches Funktionsmodul enthält meist lediglich eine bestimmte funktionelle Baugruppe mit zugehörigen Funktionselementen. Es versteht sich, daß die Module in der Regel elektrisch über Sammelschienen miteinander ver­ bunden sind. Mittelspannung führende Funktionsräume eines elektrischen Funktionsmoduls sind gegeneinander meist druckfest abgeschlossene Bereiche mit Mittelspannung füh­ renden Funktionselementen, wie beispielsweise Sammelschie­ nen, Leistungsschalter, Transformatoren, Kabelanschlußele­ mente, u.ä. Üblicherweise sind geeignete druckfeste Durch­ führungen, z. B. für elektrische Leitungen, vorgesehen zur Verbindung der elektrischen Funktionselemente verschiede­ ner Funktionsräume untereinander. Ebenso sind in der Regel an den elektrischen Funktionsmodulen seitlich (druckfeste) elektrische Sammelschienenanschlüsse für die meist in Querrichtung des elektrischen Funktionsmoduls und darin verlaufenden Sammelschienen eingerichtet, so daß mehrere elektrische Funktionsmodule elektrisch miteinander verbunden werden können. Der Ableitung von störlichtbogen­ bedingten Druckstößen aus dem elektrischen Funktionsmodul dienen die Störfalldruckentlastungselemente sowie der Druckentlastungskanal. Störfalldruckentlastungselemente sind im einfachsten Fall Öffnungen, meist werden jedoch als Ventil funktionierende Druckentlastungsklappen eingesetzt. Es ist aber auch der Einsatz von Berstelemen­ ten möglich.

Ein Störlichtbogen kann im Zuge einer (äußerst unwahr­ scheinlichen) Betriebsstörung in einem Mittelspannung füh­ renden Funktionsraum auftreten. Der Störlichtbogen bildet dabei einen Kurzschluß zwischen elektrischen Elementen, die auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegen.

Bei elektrischen Anlagen für den Mittelspannungsbereich kann ein Störlichtbogen einen Kurzschlußstrom von 16 kA und mehr aufweisen. Üblicherweise sind verschiedene Schutzmaßnahmen eingerichtet zur Löschung eines Störlicht­ bogens, so daß die Dauer des Störlichtbogens meist weniger als eine Sekunde beträgt. Mit dem Auftreten eines Stör­ lichtbogens wird kurzzeitig eine sehr beachtliche Energie­ menge frei, die sich vor allem in Form von Wärmestrahlung und Druckwellen sehr hoher thermischer Energie, aber auch durch Strömung heißer Gase, Schall und Auswurf fester Par­ tikel ausbreitet. Insbesondere zur Beherrschung der Druck­ wellen sehr hoher thermischer Energie sind aus Gründen des Personenschutzes und des Schutzes eines die elektrische Anlage beherbergenden Gebäudes besondere Maßnahmen erfor­ derlich. Bezüglich der thermischen Energie ist dies vor allem hinsichtlich des Personenschutzes offensichtlich, wenn berücksichtigt wird, daß die Plasmatemperatur eines Störlichtbogens bis zu 20.000°C betragen kann. Bezüglich des Gebäudeschutzes (und letztlich damit ebenfalls des Personenschutzes) sei zur Verdeutlichung der Problematik folgendes Beispiel gegeben: Tritt in einem elektrischen Funktionsmodul einer üblichen Schaltanlage, welche in einem Gebäude von etwa 2000 m³Volumen untergebracht ist, ein Störlichtbogen von 32 kA Kurzschlußstrom und 1 s Dauer auf, so würde ohne Druckentlastung des elektrischen Funk­ tionsmoduls darin ein Druck von bis zu 50 bar entstehen, welcher nur sehr schwer beherrschbar ist. Sind Druckentla­ stungsmaßnahmen für das elektrische Funktionsmodul einge­ richtet und ist das Gebäude selbst jedoch seinerseits nicht mit weiteren Druckentlastungseinrichtungen versehen, so würde im Gebäudeinneren ein Druckstoß mit ca. 40 mbar Überdruck entstehen. Dem damit verbundenen Kraftstoß mit hoher Anstiegsflanke sind jedoch Ziegelwände, Türen und Fenster eines Gebäudes meist nicht gewachsen. Aus dem Ge­ sagten wird deutlich, daß die Druckwellen hoher thermi­ scher Energie (aber auch Strömungen heißer Gase) ent­ weder abgeleitet, vorzugsweise aber weitgehend vollständig absorbiert werden müssen. Diesem Zweck dient ein Dämpfelement.

Eine elektrische Anlage des eingangs genannten Aufbaus ist beispielsweise aus der Literaturstelle DE-35 25 143 A1 be­ kannt. Bei der insofern bekannten Anlage ist das Dach ei­ ner Transformatorenstation als Hohlraum ausgeführt und mit Stahlwolle gefüllt und insofern als Dämpfelement ausgebil­ det. Dieser Aufbau ist jedoch baulich sehr aufwendig und weist einen sehr großen Raumbedarf auf. Zudem ist ein Aus­ tausch des Dämpfelementes nach einem Störfall nicht mög­ lich, zumindest aber sehr aufwendig. Aus der Literatur­ stelle DE-28 17 418 A1 ist es bekannt, ein im wesentlichen aus einer Aluminiumoxidfüllung bestehendes Dämpfelement in einen Druckentlastungskanal zu integrieren, wobei jedes Funktionsmodul einer elektrischen Anlage einen eigenen Druckentlastungskanal und folglich ein eigenes Dämpfele­ ment aufweist. Diese Zuordnung jeweils eines Druckentla­ stungskanals und eines oder sogar mehrerer Dämpfelemente zu jedem Funktionsmodul ist aufwendig. Zudem ist das Dämp­ felement nicht ohne weiteres austauschbar, da es fest in den Druckentlastungskanal eingebaut ist. Ein Austausch im strengen Sinne ist aber auch schon deshalb nicht möglich, weil die Aluminiumoxidfüllung nach einem Störfall in weite Bereiche der Anlage verteilt wird.

Aus der Literaturstelle DE 195 20 698 A1 (PatG §3(2)) ist eine elektrische Anlage bekannt, die neben den eingangs genannten Merkmalen zusätzlich folgende Merkmale aufweist.

Das Dämpfelement ist als Patrone ausgebildet und mit einem Dämpfelementeinlaß unmittelbar an den Druckentlastungska­ nalauslaß angeschlossen. Ein Dämpfelementeinlaßflansch ist lösbar mit einem Druckentlastungskanalauslaßflansch ver­ bunden. Das Dämpfelement ist bezüglich der Anordnung des Dämpfelementeinlasses und eines Dämpfelementauslasses strö­ mungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal in Reihe und auf verzweigungsfreien Durchfluß geschaltet.

Aus der Literaturstelle DE 34 24 363 A1 ist eine Dämpfpa­ trone an sich bekannt, wobei die Dämpfpatrone ebene Kühl­ bleche aufweist, deren Hauptebenen parallel zur (Ein-) Strömungsrichtung ausgerichtet sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber das technische Problem zugrunde, eine elektrische Anlage für den Mittelspannungsbereich anzugeben, die allen Anforderungen der Störfallbeherrschung genügt, dennoch aber einfacher und wartungsfreundlicher, insbesondere aber auch weniger Raum beanspruchend ausgebildet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung gegenüber der Literaturstelle DE-35 25 143 A1, daß das Dämpf­ element als Patrone ausgebildet und mit einem Dämpfele­ menteinlaß unmittelbar an den Druckentlastungskanalauslaß angeschlossen ist, wobei ein Dämpfelementeinlaßflansch lösbar mit einem Druckentlastungskanalauslaßflansch ver­ bunden ist, daß das Dämpfelement bezüglich der Anordnung des Dämpfelementeinlasses und eines Dämpfelementauslasses strömungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal in Reihe und auf verzweigungsfreien Durchfluß geschaltet ist, und daß das Dämpfelement eine Vielzahl von bezogen auf die Strömungsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete, als Strömungswiderstände sowie als Absorptionselemente für thermische Energie funktionierende Deflektorelemente aufweist.

Als Deflektorelemente sind einen Strömungswiderstand bildende Bauelemente bezeichnet, die zwischen dem Dämpfelementeinlaß und dem Dämpfele­ mentauslaß angeordnet sind und Gasflüsse umlenken. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß überraschender­ weise eine allen Anforderungen genügende Absorption ther­ mischer Energie und Dissipation von Druckwellen möglich wird, wenn in dem Patronengehäuse des Dämpfelementes mit­ tels der Deflektorelemente gleichsam ein Labyrinth für Druckwellen und strömende Gase eingerichtet wird. Der Aus­ druck Labyrinth meint dabei, daß Gasströme zwischen dem Dämpfelementeinlaß und dem Dämpfelementauslaß einen Weg nehmen, dessen Länge erheblich länger, ggf. sogar vielfach länger ist als der Abstand zwischen dem Dämpfelementeinlaß und dem Dämpfelementauslaß. In anderen Zusammenhängen wer­ den solche Verhältnisse mit einem sogenannten Labyrinthfak­ tor charakterisiert. Bei einer erfindungsgemäß ausgebilde­ ten elektrischen Anlage empfiehlt es sich meist, den Laby­ rinthfaktor größer als 1,4 auszubilden. Die Deflektorele­ mente tragen aufgrund der beachtlichen Vielzahl von Umlen­ kungsvorgängen weiterhin zur Bildung von Turbulenzen bei, die eine Streuung von laminaren Gasströmen und Vergleich­ mäßigung von Druckwellen fördern. Zu dem rein geometri­ schen Labyrintheffekt tritt somit noch ein strömungstech­ nischer Labyrintheffekt hinzu. Damit stellt das Dämpfele­ ment aber auch einen Strömungswiderstand dar, der steile Druckflanken dämpft. Der insofern durch Umlenkungen an den Deflektorelementen beachtlich erhöhte Weg der Gase führt in übrigen zu einem sehr hohen Wärmeübergang aus der Gasphase in die Deflektorelemente, da die Kontaktzeiten der Gasphase mit den Deflektorelementen lang sind (Verrin­ gerung der Gasgeschwindigkeiten und Verlängerung der Kon­ taktwege) und da zudem aufgrund der Turbulenzen die sta­ tionären Grenzschichten unmittelbar an den Oberflächen der Deflektorelemente vergleichweise dünn sind. Insofern funk­ tionieren die Deflektorelemente auch als hochwirksame Kühl­ elemente. Es versteht sich, daß die Deflektorelemente dabei eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollten. Zweckmäßigerweise sind sie deshalb aus Metall, beispiels­ weise rostfreiem Stahl, gefertigt. Insgesamt führt die erfindungsgemäße Einrichtung von Deflektorelementen zu einem beachtlichen synergistischen Effekt hinsichtlich der Dämpfung bzw. Absorption von thermischen Energien und Druckstößen aufgrund eines Störlichtbogens mit dem Ergeb­ nis, daß in einem Störfall am Dämpfelementauslaß leicht beherrschbare bzw. ungefährliche Verhältnisse herrschen. Weiterhin dürfte eine Beschädigung des Dämpfelementes nur durch schwere Störfälle möglich sein, so daß nicht notwen­ digerweise nach jedem Störfall ein Austausch des Dämpfele­ mentes geboten sein wird. Bei Verwendung von beispielswei­ se Stahlwolle zur Dämpfung tritt demgegenüber oft bereits bei relativ leichten Störfällen eine thermische Überla­ stung der Stahlwolle im Einlaßbereich auf mit der Folge von Verschmelzungen, weshalb dann stets ein Austausch not­ wendig ist. Die Ausbildung des Dämpfelementes als wieder lösbares Bauteil hat neben den offensichtlichen Vorteilen den Vorteil, daß lediglich der Druckkanalauslaßflansch und der Dämpfelementeinlaßflansch gleichsam genormt sein müs­ sen, das Dämpfelement aber den jeweils geltenden Anforde­ rungen entsprechend bemessen werden kann. Bei sich ändernden Anforde­ rungen kann ein altes Dämpfelement dann ohne weiteres ge­ gen ein neu bemessenes Dämpfelement ausgetauscht werden.

Der erfindungsgemäße Einsatz von Deflektorelementen er­ laubt es im übrigen, daß der Druckentlastungskanal und das Dämpfelement strömungstechnisch in einer Linie, d. h. ohne sonstige Umlenkvorrichtungen, angeordnet sein können.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das Dämp­ felement hinsichtlich der Anzahl, der Ausbildung, der An­ ordnung und des Werkstoffes der Deflektorelemente mit der Maßgabe ausgebildet, daß im wesentlichen die Energie eines Druckstoßes aus einem Störlichtbogen von zumindest 16 kA Kurzschlußstrom und 1 s Dauer absorbiert und so die Krite­ rien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, erfüllt werden. - Die Kriterien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, lauten: 1) Ordnungsgemäß gesicherte Türen, Abdeckungen usw. dürfen sich nicht öffnen. 2) Teile, die eine Gefährdung verursa­ chen können, dürfen nicht wegfliegen. 3) Durch Lichtbo­ geneinwirkung dürfen keine Löcher in den frei zugänglichen äußeren Teilen der Kapselung infolge Durchbrennens oder aufgrund anderer Effekte entstehen. 4) Senkrecht ange­ brachte Indikatoren entzünden sich nicht. 5) Waagerecht angebrachte Indikatoren entzünden sich nicht. 6) Alle Erd­ verbindungen bleiben wirksam. Diese Kriterien beziehen sich bei dieser Norm auf einen Störlichtbogen mit einem Kurzschlußwechselstrom von beispielsweise 25 kA und 1 s Dauer. Es versteht sich, daß auch Störlichtbögen mit weni­ ger als 16 kA beherrschbar sind. Die Bemessung des Dämpfe­ lementes läßt sich aber auch mit einfachen Versuchen so auslegen, daß Störlichtbögen mit mehr als 25 kA be­ herrschbar sind.

Vorteilhafterweise sind die Deflektorelemente als quer zur Strömungsrichtung angeordnete und vorzugsweise perforati­ onsfreie Winkelbleche ausgebildet, wobei die Winkelspitzen der Winkelbleche dem Druckentlastungskanalauslaß zugewandt sind. Ist der von den Winkelblechen aufgespannte Winkel beispielsweise 90°, so beträgt die Umlenkung an den ersten Deflektorelementen durch Strömung bei symmetrischer Anord­ nung bezüglich der Strömungsrichtung bereits etwa 45°, die Umlenkung durch Druck- bzw. Schallwellenreflexion sogar etwa 90°. Die Umlenkungswinkel bei nachgeordneten Deflekto­ relementen sind aufgrund des Versatzes sogar noch höher, bis zu fast 180°.

Im einzelnen ist es bevorzugt, daß jeweils eine Mehrzahl von Deflektorelementen nebeneinander in senkrecht zur Strömungsrichtung stehenden Deflektorebenen Deflektorele­ mentreihen bildend angeordnet sind und daß in den Deflek­ torebenen einander benachbarte Deflektorelemente mit Zwi­ schenräumen zueinander angeordnet sind. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Deflektorelementrei­ hen verschiedener Deflektorebenen in Projektion in Strö­ mungsrichtung so zueinander versetzt angeordnet sind, daß die Deflektorelemente aufeinanderfolgender Deflektorebenen die Zwischenräume zwischen Deflektorelementen unmittelbar vor- und/oder nachgeordneter Deflektorebenen abdecken. Einen besonders guten Labyrintheffekt erzielt man, wenn die Deflektorelementreihen aufeinanderfolgender Deflektor­ ebenen in Projektion in Strömungsrichtung in einzelnen um den halben Abstand in einer Deflektorebene benachbarter Deflektorelemente gegeneinander seitlich versetzt angeordnet sind.

Weiterhin empfiehlt es sich, den Dämpfelementauslaß als Dämpfelementauslaßflansch auszubilden, insbesondere wenn der Dämpfelementauslaß lösbar an einen Kaminkanal ange­ schlossen sein soll. Ein solcher Kaminkanal kann zweckmä­ ßig sein, wenn aus gebäudetechnischen Gründen beispiels­ weise die Ableitung von Druckstoßresten sichergestellt sein soll. Im allgemeinen ist ein solcher Kaminkanal je­ doch nicht zwingend anzuordnen.

Eine hinsichtlich Aufbau und Montage sowie des Raumbedar­ fes vorteilhafte elektrische Anlage ist dadurch gebildet, daß die elektrischen Funktionsmodule hermetisch geschlos­ sen als selbständige Einheiten ausgebildet sind, und daß alle Funktionsräume für Mittelspannung führende Funktion­ selemente unmittelbar an den im Inneren der elektrischen Funktionsmodule angeordneten Druckentlastungskanal angren­ zend ausgebildet sind, wobei der Druckentlastungskanal in Querrichtung der elektrischen Funktionsmodule und geradli­ nig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses verlau­ fend ausgebildet ist. - Der Ausdruck hermetisch geschlos­ sen meint, daß auch im Falle eines Störlichtbogens keine Öffnungen nach außen in der Kapselung eines elektri­ schen Funktionsmoduls entstehen können bzw. keine Druck­ entlastung über irgendeine freiliegende Außenfläche eines elektrischen Funktionsmoduls erfolgt. Jede Druckentlastung findet vielmehr über die Störfalldruckentlastungselement­ funktionsmodulintern in den integrierten Druckentlastungs­ kanal hinein statt. Mit dem Begriff einer selbständigen Einheit soll ausgedrückt werden, daß die elektrischen Funktionsmodule nicht nur hinsichtlich der elektrischen Funktionen ein Module bilden, sondern daß die elektrischen Funktionsmodule auch hinsichtlich der Beherrschung eines Störlichtbogens als Einheiten gebaut sind und funktionie­ ren, und zwar ohne zusätzliche außenseitige Anbauten an elektrischen Funktionsmodulen im Zuge der Erstellung einer elektrischen Anlage aus den Funktionsmodulen. Eine solche elektrische Anlage kann zwei Druckentlastungskanalauslässe oder auch nur einen aufweisen. In letzterem Falle ist ei­ nes der Enden des Druckentlastungskanals mit einem druck­ festen Verschluß versehen und nur ein Dämpfelement an das andere Ende angeschlossen. In ersterem Fall sind zwei Dämpfelemente an die Druckentlastungskanalauslässe, d. h. beidseitig der elektrischen Funktionsmodule, angeschlos­ sen. Eine solche elektrische Anlage läßt sich vorteilhaf­ terweise auf besonders einfache Weise aufbauen, da die Grundkonzeption des modularen Aufbaus konsequent zu Ende entwickelt und ausgeführt worden ist. Zum Aufbau ist es lediglich notwendig, elektrische Funktionsmodule mit den gewünschten Funktionen sowie zumindest einem Dämpfelement auszuwählen, am Standort in der gewünschten Reihenfolge nebeneinander aufzustellen und miteinander zu verbinden. Das Verbinden erstreckt sich dabei im wesentlichen auf die Kontaktierung von Sammelschienenanschlüssen und die ausrei­ chend druckdichte Aneinanderfügung der Druckentlastungska­ nalteile jedes elektrischen Funktionsmoduls sowie dem ausreichend druckfesten Anschluß zumindest eines Dämpfele­ ments. Es entfällt die bei bekannten Anlagen erforderliche individuelle Dimensionierung und Herstellung eines auf zu­ setzenden Druckentlastungskanals. Insgesamt ergibt sich eine beachtliche montagetechnische Erleichterung verbunden nicht nur mit einer Materialeinsparung bezüglich des Druck­ entlastungskanals sondern insbesondere auch verbunden mit einer erheblichen Raumersparnis. Eine solche elektrische Anlage baut weniger hoch, ohne daß die sonstigen Außenab­ messungen störend vergrößert werden müssen. Auch ist eine Ergänzung der elektrischen Anlage durch zusätzliche Funk­ tionsmodule ohne weiteres, insbesondere ohne Neuanferti­ gung eines separaten, erweiterten Druckentlastungskanals, möglich. Im einzelnen sind die elektrischen Funktionsmodu­ le hinsichtlich der internen Anordnung der Funktionsräume dann beispielsweise wie folgt ausgebildet. Der Druckentla­ stungskanal ist im oberen Bereich des Funktionsmoduls, vorzugsweise an eine obere Abschlußwand des Funktionsmo­ duls angrenzend, angeordnet. Im oberen Bereich des Funkti­ onsmoduls sind rückseitig ein Sammelschienenraum sowie frontseitig ein Niederspannungsraum eingerichtet. Der Druckentlastungskanal ist zwischen dem Sammelschienenraum und dem Niederspannungsraum angeordnet. Im unteren Bereich des Funktionsmoduls sind rückseitig ein Kabelanschlußraum und frontseitig ein Leistungselementeraum, beispielsweise ein Leistungsschalterraum, eingerichtet. Der Leistungs­ elementeraum und der Kabelanschlußraum grenzen aneinander an. Der Kabelanschlußraum kann so ausgebildet sein, daß er den Leistungselementeraum seitlich umgreift, vorzugsweise beidseitig umgreift, und sich bis zum Druckentlastungskanal erstreckt.

Schließlich ist es auch möglich, das Dämpfelement teilweise oder auch ganz in den Druckentlastungskanal zu integrie­ ren, wobei dann der Druckentlastungskanalauslaß gleichsam verlagert ist in das Innere der elektrischen Anlage.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen elektri­ schen Anlage,

Fig. 2 Einen Querschnitt durch ein elektrisches Funktions­ modul aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Dämpfelementes aus Fig. 1 in Durchsicht,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 3 ent­ lang der Querschnittsebene B-B und

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 3 ent­ lang der Querschnittsebene A-A.

Die in der Fig. 1 dargestellte elektrische Anlage 1 ist in geschlossener Bauweise ausgeführt und für den Mittelspan­ nungsbereich ausgebildet. Die elektrische Anlage 1 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von gekapselten elektrischen Funktionsmodulen 2, die nebeneinander ange­ ordnet und miteinander verbunden sind. Weiterhin ist rechtsseitig des rechtesten Funktionsmoduls 2 ein patro­ nenartiges Dämpfelement 3 zur Absorption der thermischen Energie und des Druckstoßes aus einem Störlichtbogen ange­ schlossen. Anhand der gestrichelten Linien erkennt man einen in Querrichtung der Funktionsmodule 2 verlaufenden Druckentlastungskanal 4, welcher an seinem rechten Ende mit einem Druckentlastungskanalauslaß 5 zum Entlasten der elektrischen Anlage von Druckstößen aus einem Störlichtbo­ gen endet. Der Druckentlastungskanalauslaß 5 ist unmittel­ bar an einen Dämpfelementeinlaß 6 des Dämpfelements 3 an­ geschlossen. Nicht erkennbar ist, daß am linken Ende des Druckentlastungskanals 4 eine druckfeste Abdeckplatte an­ gebracht ist, die dieses Ende auch im Falle eines Stör­ lichtbogens druckdicht verschließt. Statt dessen kann aber auch an dem in Fig. 1 links angeordneten elektrischen Funktionsmodul 2 ein (zusätzliches) Dämpfelement vorgesehen sein.

In der Fig. 2 ist erkennbar, daß die elektrischen Funkti­ onsmodule 2 eine Mehrzahl von gegeneinander abgeschlossenen Funktionsräumen 7, 8, 9 für Mittelspannung führende Funktion­ selemente 10, 11, 12 aufweist. Dies sind beispielsweise als Funktionselemente Sammelschienen 10 in einem Sammelschie­ nenraum 7, ein Leistungsschalter 11 in einem Leistungs­ schalterraum 8 und Kabelanschlußelemente 12 in einem Kabe­ lanschlußraum 9. Zusätzlich ist ein Niederspannungsraum 13 eingerichtet, in welchem Schwachstromkreise bzw. Nieder­ spannungskreise zu Steuerungs-, Regelungs- und Meßzwecken angeordnet sind. Der Druckentlastungskanal 4 ist über Druckentlastungsklappen 14, 15 direkt mit den Funktionsräu­ men 7, 8 verbunden ist. Alle elektrischen Funktionsmodule 2 sind hermetisch geschlossen und als selbständige Einheiten ausgebildet. Insbesondere ist der Fig. 1 entnehmbar, daß auch die Oberseite der aus den Funktionsmodulen 2 zusam­ mengefügten elektrischen Anlage 1 eine auch in Falle eines Störlichtbogens hermetisch geschlossene Fläche bildet. Um dies darzustellen, sind die Stoßkanten zwischen den Funk­ tionsmodulen 2 an deren Oberseite nicht gezeichnet.

Durch Betrachtung der Fig. 2 erkennt man, daß die Funkti­ onsräume 7, 8 unmittelbar an den einzigen, im Inneren des Funktionsmoduls 2 angeordneten Druckentlastungskanal 3 an­ grenzend ausgebildet sind. Nicht dargestellt ist, daß der Kabelanschlußraum 9 so ausgebildet ist, daß er sich den Lei­ stungselementeraum 8 beidseitig umgreifend bis zum Druck­ entlastungskanal 4 erstreckt und an diesen über zumindest eine Druckentlastungsklappe angeschlossen ist. Alle Funk­ tionsräume 7, 8, 9 sind sowohl nach außen, als auch gegen­ einander druckfest abgetrennt, lediglich in den Bereichen der Druckentlastungsklappen kann ein Überdruck direkt in den Druckentlastungskanal 4 entweichen. In der Fig. 1 er­ kennt man weiterhin, daß der Druckentlastungskanal 4 in die elektrische Anlage 1 integriert ist und geradlinig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses 5 verlaufend ausgebildet ist. Aus einer vergleichenden Betrachtung mit Fig. 2 ist entnehmbar, daß alle Funktionsräume 7, 8, 9 für Mittelspannung führende Funktionselemente 10, 11, 12 unmit­ telbar an den einzigen, im Inneren der Funktionsmodule 2 angeordneten Druckentlastungskanal 4 angrenzend ausgebildet sind. Alle Funktionsräume 7, 8, 9 sind sowohl nach außen, als auch gegeneinander druckfest abgetrennt, lediglich in den Bereichen der Druckentlastungsklappen kann ein Über­ druck direkt in den Druckentlastungskanal 4 entweichen.

In der Fig. 3 erkennt man zunächst, daß der Dämpfelemen­ teinlaß 6 als Dämpfelementeinlaßflansch 16 ausgebildet ist, der lösbar mit einem Druckentlastungskanalauslaß­ flansch verbindbar ist. Weiterhin ist durch vergleichende Betrachtung mit der Fig. 1 entnehmbar, daß das Dämpfele­ ment 3 bezüglich der Anordnung des Dämpfelementeinlasses 6 und eines Dämpfelementauslasses 17 strömungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal 4 in Reihe und auf verzweigungs­ freien Durchfluß geschaltet ist.

Bei vergleichender Betrachtung der Fig. 3,4 und 5 er­ kennt man, daß das Dämpfelement 3 eine Vielzahl von bezogen auf die Strömungsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete, als Strömungswiderstände sowie als Absorpti­ onselemente für thermische Energie funktionierende Deflek­ torelemente 18 aufweist. Die Deflektorelemente 18 sind als quer zur Strömungsrichtung angeordnete und vorzugsweise perforationsfreie Winkelbleche ausgebildet, wobei die Win­ kelspitzen 19 der Winkelbleche dem Druckentlastungskanal­ auslaß 5 zugewandt sind. Jeweils eine Mehrzahl von Deflek­ torelementen 18 sind nebeneinander in senkrecht zur Strö­ mungsrichtung stehenden Deflektorebenen Deflektorelement­ reihen 20 bildend angeordnet. In den Deflektorebenen ein­ ander benachbarte Deflektorelemente 18 sind mit Zwischen­ räumen 21 zueinander angeordnet. Die Deflektor­ elementreihen 20 verschiedener Deflektorebenen sind in Projektion in Strömungsrichtung so zueinander versetzt angeordnet, daß die Deflektorelemente 18 aufeinanderfol­ gender Deflektorebenen die Zwischenräume 21 zwischen De­ flektorelementen 18 unmittelbar vor- und/oder nachgeordne­ ter Deflektorebenen bzw. -reihen 20 abdecken. Dies ist insbesondere aus den Fig. 4 und 5 erkennbar. In Fig. 5 ist weiterhin dargestellt, daß die Deflektorelemente (18) aufeinanderfolgender Deflektorebenen in Projektion in Strömungsrichtung in einzelnen um den halben Abstand in einer Deflektorebene benachbarter Deflektorelemente (18) gegeneinander seitlich versetzt angeordnet sind.

In der Fig. 3 ist erkennbar, daß der Dämpfelementauslaß 17 als Dämpfelementauslaßflansch 22 ausgebildet ist. Fig. 1 wiederum ist entnehmbar, daß der Dämpfelementauslaß 17 lösbar an einen Kaminkanal 23 angeschlossen ist.

Das in den Fig. 1 und 3 bis 5 dargestellte Dämpfelement 3 ist im einzelnen so bemessen, daß es hinsichtlich der Anzahl, der Ausbildung, der Anordnung und des Werkstoffes der Deflektorelemente 18 mit der Maßgabe ausgebildet ist, daß im wesentlichen die Energie eines Druckstoßes aus ei­ nem Störlichtbogen von zumindest 16 kA Kurzschlußstrom und 1 s Dauer absorbiert und so die Kriterien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, erfüllt werden.

Claims (9)

1. Elektrische Anlage (1) für den Mittelspannungsbereich in geschlossener Bauweise, insbesondere Schaltanlage,
mit gekapselten elektrischen Funktionsmodulen (2), wel­ che Mittelspannung führende Funktionsräume (7, 8, 9) auf­ weisen und
mit einem an die Mittelspannung führenden Funktionsräu­ me (7, 8, 9) über Störfalldruckentlastungselemente (14, 15) angeschlossenen Druckentlastungskanal (4),
wobei der Druckentlastungskanal (4) zumindest einen als Öffnung in der Kapselung der elektrischen Anlage (1) ausgebildeten Druckentlastungskanalauslaß (5) zum Ent­ lasten der elektrischen Anlage (1) von Druckstößen aus einem Störlichtbogen aufweist und
wobei an den Druckentlastungskanalauslaß (5) ein Dämp­ felement (3) zur Absorption der thermischen Energie und des Druckstoßes aus einem Störlichtbogen angeschlossen ist,
wobei das Dämpfelement (3) als Patrone ausgebildet und mit einem Dämpfelementeinlaß (6) unmittelbar an den Druckentlastungskanalauslaß (5) angeschlossen ist,
wobei ein Dämpfelementeinlaßflansch (16) lösbar mit einem Druckentlastungskanalauslaßflansch verbunden ist,
wobei das Dämpfelement (3) bezüglich der Anordnung des Dämpfelementeinlasses (6) und eines Dämpfelementauslasses (17) strömungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal (4) in Reihe und auf verzweigungsfreien Durchfluß ge­ schaltet ist, und
wobei das Dämpfelement (3) eine Vielzahl von bezogen auf die Strömungsrichtung gegeneinander versetzt ange­ ordnete, als Strömungswiderstände sowie als Absorption­ selemente für thermische Energie funktionierende De­ flektorelemente (18) aufweist.

2. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfelement (3) hinsichtlich der Anzahl, der Ausbildung, der Anordnung und des Werkstof­ fes der Deflektorelemente (18) mit der Maßgabe ausge­ bildet ist, daß im wesentlichen die Energie eines Druckstoßes aus einem Störlichtbogen von zumindest 16 kA Kurzschlußstrom und 1 s Dauer absorbiert und so die Kriterien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, erfüllt werden.

3. Elektrische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Deflektorelemente (18) als quer zur Strömungsrichtung angeordnete und vorzugsweise perforationsfreie Winkelbleche ausgebildet sind, wobei die Winkelspitzen (19) der Winkelbleche dem Druckentla­ stungskanalauslaß (5) zugewandt sind.

4. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Mehrzahl von Deflektorelementen (18) nebeneinander in senkrecht zur Strömungsrichtung stehenden Deflektorebenen Deflektor­ elementreihen (20) bildend angeordnet sind und daß in den Deflektorebenen zueinander benachbarte Deflektor­ elemente (18) mit Zwischenräumen (21) zueinander ange­ ordnet sind.

5. Elektrische Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deflektorelementreihen (20) verschie­ dener Deflektorebenen in Projektion in Strömungsrich­ tung so zueinander versetzt angeordnet sind, daß die Deflektorelemente (18) aufeinanderfolgender Deflektor­ ebenen die Zwischenräume (21) zwischen Deflektorelemen­ ten (18) unmittelbar vor- und/oder nachgeordneter De­ flektorebenen abdecken.

6. Elektrische Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Deflektorelemente (18) aufeinan­ derfolgender Deflektorebenen in Projektion in Strö­ mungsrichtung um den halben Abstand in einer Deflektorebene benachbarter Deflektorelemente (18) ge­ geneinander seitlich versetzt angeordnet sind.

7. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfelementauslaß (17) als Dämpfelementauslaßflansch (22) ausgebildet ist.

8. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfelementauslaß (17) lösbar an einen Kaminkanal (23) angeschlossen ist.

9. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Funktions­ module (2) hermetisch geschlossen als selbständige Ein­ heiten ausgebildet sind, und daß alle Funktionsräume (7, 8, 9) für Mittelspannung führende Funktionselemente (10, 11, 12) unmittelbar an den einen, im Inneren der elektrischen Funktionsmodule (2) angeordneten Druckent­ lastungskanal (4) angrenzend ausgebildet sind, wobei der Druckentlastungskanal (4) in Querrichtung der elek­ trischen Funktionsmodule (2) und geradlinig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses (5) verlaufend ausge­ bildet ist.