DE19645304C2 - Elektrische Anlage für den Mittelspannungsbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage für den Mittelspannungsbereich in geschlossener Bauweise, ins­ besondere Schaltanlage, mit gekapselten elektrischen Funktionsmodulen, welche Mittelspannung führende Funktionsräume aufweisen und mit einem an die Mittel­ spannung führenden Funktionsräume über Störfall­ druckentlastungselemente angeschlossenen Druckent­ lastungskanal, wobei der Druckentlastungskanal zumin­ dest einen als Öffnung in der Kapselung der elektri­ schen Anlage ausgebildeten Druckentlastungskanalaus­ laß zum Entlasten der elektrischen Anlage von Druck­ stößen aus einem Störlichtbogen aufweist und wobei an den Druckentlastungskanalauslaß ein Dämpfelement zur Absorption der thermischen Energie und des Druckstoßes aus einem Störlichtbogen angeschlossen ist.

Elektrische Anlagen im Sinne der Erfindung dienen im weitesten Sinne der elektrischen Energieverteilung, umfassen also neben Schaltanlagen auch beispielsweise Transformatoren, elektrische Maschinen und Leitungen wie Sammelschienen oder ähnliches. Als Mittelspan­ nungsbereich 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 gear­ beitet wird.

Eine elektrische Anlage in geschlossener Bauweise weist keine nennenswerten Öffnungen zwischen dem Anlageninneren 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 Anlage durchschlagen. Als gekapselte Module sind jeweils gegeneinander geschlossene Zellen der Anlage bezeichnet.

Ein elektrisches Funktionsmodul enthält meist ledig­ lich eine bestimmte funktionelle Baugruppe mit zugehö­ rigen Funktionselementen. Es versteht sich, daß die Mo­ dule in der Regel elektrisch über Sammelschienen mit­ einander verbunden sind. Mittelspannung führende Funktionsräume eines elektrischen Funktionsmoduls sind gegeneinander meist druckfest abgeschlossene Be­ reiche mit Mittelspannung führenden Funktionselemen­ ten, wie beispielsweise Sammelschienen, Leistungs­ schalter, Transformatoren, Kabelanschlußelemente, u. ä. Üblicherweise sind geeignete druckfeste Durchführun­ gen, z. B. für elektrische Leitungen, vorgesehen zur Ver­ bindung der elektrischen Funktionselemente verschie­ dener Funktionsräume untereinander. Ebenso sind in der Regel an den elektrischen Funktionsmodulen seit­ lich (druckfeste) elektrische Sammelschienenanschlüsse für die meist in Querrichtung des elektrischen Funk­ tionsmoduls und darin verlaufenden Sammelschienen eingerichtet, so daß mehrere elektrische Funktionsmo­ dule elektrisch miteinander verbunden werden können. Der Ableitung von störlichtbogenbedingten Druckstö­ ßen aus dem elektrischen Funktionsmodul dienen die Störfalldruckentlastungselemente sowie der Druckent­ lastungskanal. Störfalldruckentlastungselemente sind im einfachsten Fall Öffnungen, meist werden jedoch als Ventil funktionierende Druckentlastungsklappen einge­ setzt. Es ist aber auch der Einsatz von Berstelementen möglich.

Ein Störlichtbogen kann im Zuge einer (äußerst un­ wahrscheinlichen) Betriebsstörung in einem Mittelspan­ nung führenden Funktionsraum auftreten. Der Stör­ lichtbogen bildet dabei einen Kurzschluß zwischen elek­ trischen Elementen, die auf unterschiedlichem elektri­ schen Potential liegen.

Bei elektrischen Anlagen für den Mittelspannungsbe­ reich kann ein Störlichtbogen einen Kurzschlußstrom von 16 kA und mehr aufweisen. Üblicherweise sind ver­ schiedene Schutzmaßnahmen eingerichtet zur Lö­ schung eines Störlichtbogens, so daß die Dauer des Störlichtbogens meist weniger als eine Sekunde beträgt. Mit dem Auftreten eines Störlichtbogens wird kurzzei­ tig eine sehr beachtliche Energiemenge frei, die sich vor allem in Form von Wärmestrahlung und Druckwellen sehr hoher thermischer Energie, aber auch durch Strö­ mung heißer Gase, Schall und Auswurf fester Partikel ausbreitet. Insbesondere zur Beherrschung der Druck­ wellen sehr hoher thermischer Energie sind aus Grün­ den des Personenschutzes und des Schutzes eines die elektrische Anlage beherbergenden Gebäudes beson­ dere Maßnahmen erforderlich. Bezüglich der thermi­ schen Energie ist dies vor allem hinsichtlich des Perso­ nenschutzes offensichtlich, wenn berücksichtigt wird, daß die Plasmatemperatur eines Störlichtbogens bis zu 20.000°C betragen kann. Bezüglich des Gebäudeschutz­ es (und letztlich damit ebenfalls des Personenschutzes) sei zur Verdeutlichung der Problematik folgendes Bei­ spiel gegeben: Tritt in einem elektrischen Funktionsmo­ dul einer üblichen Schaltanlage, welche in einem Ge­ bäude von etwa 2000 m³ Volumen untergebracht ist, ein Störlichtbogen von 32 kA Kurzschlußstrom und 1 s Dauer auf, so würde ohne Druckentlastung des elektri­ schen Funktionsmoduls darin ein Druck von bis zu 50 bar entstehen, welcher nur sehr schwer beherrschbar ist. Sind Druckentlastungsmaßnahmen für das elektri­ sche Funktionsmodul eingerichtet und ist das Gebäude selbst jedoch seinerseits nicht mit weiteren Druckentla­ stungseinrichtungen versehen, so würde im Gebäudein­ neren ein Druckstoß mit ca. 40 mbar Überdruck entste­ hen. Dem damit verbundenen Kraftstoß mit hoher An­ stiegsflanke sind jedoch Ziegelwände, Türen und Fen­ ster eines Gebäudes meist nicht gewachsen. Aus dem Gesagten wird deutlich, daß die Druckwellen hoher thermischer Energie (aber auch Strömungen heißer Gase) entweder abgeleitet, vorzugsweise aber weitge­ hend vollständig absorbiert werden müssen. Diesem Zweck dient ein Dämpfelement.

Eine elektrische Anlage des eingangs genannten Auf­ baus ist beispielsweise aus der Literaturstelle DE- 35 25 143 A1 bekannt. Bei der insofern bekannten Anla­ ge ist das Dach einer Transformatorenstation als Hohl­ raum ausgeführt und mit Stahlwolle gefüllt und insofern als Dämpfelement ausgebildet. Dieser Aufbau ist jedoch baulich sehr aufwendig und weist einen sehr großen Raumbedarf auf. Zudem ist ein Austausch des Dämpf­ elementes nach einem Störfall nicht möglich, zumindest aber sehr aufwendig. Aus der Literaturstelle DE- 28 17 418 A1 ist es bekannt, ein im wesentlichen aus einer Aluminiumoxidfüllung bestehendes Dämpfele­ ment in einen Druckentlastungskanal zu integrieren, wobei jedes Funktionsmodul einer elektrischen Anlage einen eigenen Druckentlastungskanal und folglich ein eigenes Dämpfelement aufweist. Diese Zuordnung je­ weils eines Druckentlastungskanals und eines oder so­ gar mehrerer Dämpfelemente zu jedem Funktionsmo­ dul ist aufwendig. Zudem ist das Dämpfelement nicht ohne weiteres austauschbar, da es fest in den Druckent­ lastungskanal eingebaut ist. Ein Austausch im strengen Sinne ist aber auch schon deshalb nicht möglich, weil die Aluminiumoxidfüllung nach einem Störfall in weite Be­ reiche der Anlage verteilt wird.

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

Das Dämpfelement ist als Patrone ausgebildet und mit einem Dämpfelementeinlaß unmittelbar an den Druckentlastungskanalauslaß angeschlossen. Ein Dämpfelementeinlaßflansch ist lösbar mit einem Druck­ entlastungskanalauslaßflansch verbunden. Das Dämpf­ element ist bezüglich der Anordnung des Dämpfele­ menteinlasses und eines Dämpfelementauslasses strö­ mungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal in Rei­ he und auf verzweigungsfreien Durchfluß geschaltet.

Aus der Literaturstelle DE 34 24 363 A1 ist eine Dämpfpatrone an sich bekannt, wobei die Dämpfpatro­ ne ebene Kühlbleche aufweist, deren Hauptebenen par­ allel zur (Ein-)Strömungsrichtung ausgerichtet sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber das technische Problem zugrunde, eine elektrische Anlage für den Mit­ telspannungsbereich anzugeben, die allen Anforderun­ gen der Störfallbeherrschung genügt, dennoch aber ein­ facher und wartungsfreundlicher, insbesondere aber auch weniger Raum beanspruchend ausgebildet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Er­ findung gegenüber der Literaturstelle DE-35 25 143 A1, eine elektrische Anlage gemäß Anspruch 1.

Als Deflektorelemente sind einen Strömungswider­ stand bildende Bauelemente bezeichnet, die zwischen dem Dämpfelementeinlaß und dem Dämpfelementaus­ laß angeordnet sind und Gasflüsse umlenken. Die Erfin­ dung beruht auf der Erkenntnis, daß überraschender­ weise eine allen Anforderungen genügende Absorption thermischer Energie und Dissipation von Druckwellen möglich wird, wenn in dem Patronengehäuse des Dämpfelementes mittels der Detektorelemente gleich­ sam ein Labyrinth für Druckwellen und strömende Gase eingerichtet wird. Der Ausdruck 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 Zusammenhän­ gen werden solche Verhältnisse mit einem sogenannten Labyrinthfaktor charakterisiert. Bei einer erfindungsge­ mäß ausgebildeten elektrischen Anlage empfiehlt es sich meist, den Labyrinthfaktor größer als 1,4 auszubil­ den. Die Deflektorelemente tragen aufgrund der be­ achtlichen Vielzahl von Umlenkungsvorgängen weiter­ hin zur Bildung von Turbulenzen bei, die eine Streuung von laminaren Gasströmen und Vergleichmäßigung von Druckwellen fördern. Zu dem rein geometrischen Laby­ rintheffekt tritt somit noch ein strömungstechnischer Labyrintheffekt hinzu. Damit stellt das Dampfelement aber auch einen Strömungswiderstand dar, der steile Druckflanken dämpft. Der insofern durch Umlenkun­ gen an den Deflektorelementen beachtlich erhöhte Weg der Gase führt im übrigen zu einem sehr hohen Wärme­ übergang aus der Gasphase in die Deflektorelemente, da die Kontaktzeiten der Gashase mit den Deflektor­ elementen lang sind (Verringerung der Gasgeschwin­ digkeiten und Verlängerung der Kontaktwege) und da zudem aufgrund der Turbulenzen die stationären Grenzschichten unmittelbar an den Oberflächen der Deflektorelemente vergleichweise dünn sind. Insofern funktionierten die Deflektorelemente auch als hochwirk­ same Kühlelemente. Es versteht sich, daß die Deflektor­ elemente dabei eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollten. Zweckmäßigerweise sind sie deshalb aus Metall, beispielsweise rostfreiem Stahl, gefertigt. Insgesamt führt die erfindungsgemäße Einrichtung von Deflektor­ elementen zu einem beachtlichen synergistischen Effekt hinsichtlich der Dämpfung bzw. Absorption von thermi­ schen Energien und Druckstößen aufgrund eines Stör­ lichtbogens mit dem Ergebnis, daß in einem Störfall am Dämpfelementauslaß leicht beherrschbare bzw. unge­ fährliche Verhältnisse herrschen. Weiterhin dürfte eine Beschädigung des Dämpfelementes nur durch schwere Störfälle möglich sein, so daß nicht notwendigerweise nach jedem Störfall ein Austausch des Dämpfelementes geboten sein wird. Bei Verwendung von beispielsweise Stahlwolle zur Dämpfung tritt demgegenüber oft be­ reits bei relativ leichten Störfällen eine thermische Überlastung der Stahlwolle im Einlaßbereich auf mit der Folge von Verschmelzungen, weshalb dann stets ein Austausch notwendig ist. Die Ausbildung des Dämpfele­ mentes als wieder lösbares Bauteil hat neben den offen­ sichtlichen Vorteilen den Vorteil, daß lediglich der Druckkanalauslaßflansch und der Dämpfelementeinlaß­ flansch gleichsam genormt sein müssen, das Dämpfele­ ment aber den jeweils geltenden Anforderungen ent­ sprechend bemessen werden kann. Bei sich ändernden Anforderungen kann ein altes Dämpfelement dann oh­ ne weiteres gegen ein neu bemessenes Dämpfelement ausgetauscht werden.

Der erfindungsgemäße Einsatz von Deflektorelemen­ ten erlaubt es im übrigen, daß der Druckentlastungska­ nal und das Dämpfelement strömungstechnisch in einer Linie, d. h. ohne sonstige Umlenkvorrichtungen, ange­ ordnet sein können.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das Dämpfelement hinsichtlich der Anzahl, der Ausbil­ dung, der Anordnung und des Werkstoffes der Deflek­ torelemente mit der Maßgabe ausgebildet, daß im we­ sentlichen 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. - Die Kriterien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, lauten: 1) Ordnungsge­ mäß gesicherte Türen, Abdeckungen usw. dürfen sich nicht öffnen. 2) Teile, die eine Gefährdung verursachen können, dürfen nicht wegfliegen. 3) Durch Lichtbogen­ einwirkung dürfen keine Löcher in den frei zugängli­ chen äußeren Teilen der Kapselung infolge Durchbren­ nens oder aufgrund anderer Effekte entstehen. 4) Senk­ recht angebrachte Indikatoren entzünden sich nicht. 5) Waagerecht angebrachte Indikatoren entzünden sich nicht. 6) Alle Erdverbindungen bleiben wirksam. Diese Kriterien beziehen sich bei dieser Norm auf einen Stör­ lichtbogen mit einem Kurzschlußwechselstrom von bei­ spielsweise 25 kA und 1 s Dauer. Es versteht sich, daß auch Störlichtbögen mit weniger als 16 kA beherrsch­ bar sind. Die Bemessung des Dämpfelementes läßt sich aber auch mit einfachen Versuchen so auslegen, daß Störlichtbögen mit mehr als 25 kA beherrschbar sind.

Vorteilhafterweise sind die Deflektorelemente als perforationsfreie Winkelbleche ausgebildet. Ist der von den Winkelblechen aufgespannte Winkel beispielsweise 90°, so beträgt die Umlenkung an den ersten Deflektorele­ menten durch Strömung bei symmetrischer Anordnung bezüglich der Strömungsrichtung bereits etwa 45°, die Umlenkung durch Druck- bzw. Schallwellenreflexion sogar etwa 90°. Die Umlenkungswinkel bei nachgeord­ neten Deflektorelementen sind aufgrund des Versatzes sogar noch höher, bis zu fast 180°.

Im einzelnen ist es bevorzugt, daß jeweils eine Mehr­ zahl von Deflektorelementen nebeneinander in senk­ recht zur Strömungsrichtung stehenden Deflektorebe­ nen Deflektorelementreihen bildend angeordnet sind und daß in den Deflektorebenen einander benachbarte Deflektorelemente mit Zwischenräumen zueinander an­ geordnet sind. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Deflektorelementreihen verschiedener De­ flektorebenen in Projektion in Strömungsrichtung so zueinander versetzt angeordnet sind, daß die Deflektor­ elemente aufeinanderfolgender Deflektorebenen die Zwischenräume zwischen Deflektorelementen unmit­ telbar vor- und/oder nachgeordneter Deflektorebenen abdecken. Einen besonders guten Labyrintheffekt er­ zielt man, wenn die Deflektorelementreihen aufeinan­ derfolgender Deflektorebenen in Projektion in Strö­ mungsrichtung 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, insbeson­ dere wenn der Dämpfelementauslaß lösbar an einen Kaminkanal angeschlossen sein soll. Ein solcher Kamin­ kanal kann zweckmäßig sein, wenn aus gebäudetechni­ schen Gründen beispielsweise die Ableitung von Druck­ stoßresten sichergestellt sein soll. Im allgemeinen ist ein solcher Kaminkanal jedoch nicht zwingend anzuordnen.

Eine hinsichtlich Aufbau und Montage sowie des Raumbedarfes vorteilhafte elektrische Anlage ist da­ durch gebildet, daß die elektrischen Funktionsmodule hermetisch geschlossen als selbständige Einheiten aus­ gebildet sind, und daß alle Funktionsräume für Mittel­ spannung führende Funktionselemente unmittelbar an den im Inneren der elektrischen Funktionsmodule ange­ ordneten Druckentlastungskanal angrenzend ausgebil­ det sind, wobei der Druckentlastungskanal in Querrich­ tung der elektrischen Funktionsmodule und geradlinig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses verlau­ fend ausgebildet ist. - Der Ausdruck hermetisch ge­ schlossen meint, daß auch im Falle eines Störlichtbogens keine Öffnungen nach außen in der Kapselung eines elektrischen Funktionsmoduls entstehen können bzw. keine Druckentlastung über irgendeine freiliegende Au­ ßenfläche eines elektrischen Funktionsmoduls erfolgt. Jede Druckentlastung findet vielmehr über die Störfall­ druckentlastungselementfunktionsmodulintern in den integrierten Druckentlastungskanal hinein statt. Mit dem Begriff einer selbständigen Einheit soll ausgedrückt werden, daß die elektrischen Funktionsmodule nicht nur hinsichtlich der elektrischen Funktionen ein Module bil­ den, sondern daß die elektrischen Funktionsmodule auch hinsichtlich der Beherrschung eines Störlichtbo­ gens als Einheiten gebaut sind und funktionieren, und zwar ohne zusätzliche außenseitige Anbauten an elek­ trischen Funktionsmodulen im Zuge der Erstellung ei­ ner elektrischen Anlage aus den Funktionsmodulen. Ei­ ne solche elektrische Anlage kann zwei Druckentla­ stungskanalauslässe oder auch nur einen aufweisen. In letzterem Falle ist eines der Enden des Druckentla­ stungskanals mit einem druckfesten Verschluß versehen und nur ein Dämpfelement an das andere Ende ange­ schlossen. In ersterem Fall sind zwei Dämpfelemente an die Druckentlastungskanalauslässe, d. h. beidseitig der elektrischen Funktionsmodule, angeschlossen. Eine sol­ che elektrische Anlage läßt sich vorteilhafterweise auf besonders einfache Weise aufbauen, da die Grundkon­ zeption 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 ge­ wünschten Reihenfolge nebeneinander aufzustellen und miteinander zu verbinden. Das Verbinden erstreckt sich dabei im wesentlichen auf die Kontaktierung von Sam­ melschienenanschlüssen und die ausreichend druckdich­ te Aneinanderfügung der Druckentlastungskanalteile jedes elektrischen Funktionsmoduls sowie dem ausrei­ chend druckfesten Anschluß zumindest eines Dämpfele­ ments. Es entfällt die bei bekannten Anlagen erforderli­ che individuelle Dimensionierung und Herstellung eines auf zusetzenden Druckentlastungskanals. Insgesamt er­ gibt sich eine beachtliche montagetechnische Erleichte­ rung verbunden nicht nur mit einer Materialeinsparung bezüglich des Druckentlastungskanals sondern insbe­ sondere auch verbunden mit einer erheblichen Raumer­ sparnis. Eine solche elektrische Anlage baut weniger hoch, ohne daß die sonstigen Außenabmessungen stö­ rend vergrößert werden müssen. Auch ist eine Ergän­ zung der elektrischen Anlage durch zusätzliche Funk­ tionsmodule ohne weiteres, insbesondere ohne Neuan­ fertigung eines separaten, erweiterten Druckentla­ stungskanals, möglich. Im einzelnen sind die elektri­ schen Funktionsmodule hinsichtlich der internen An­ ordnung der Funktionsräume dann beispielsweise wie folgt ausgebildet. Der Druckentlastungskanal ist im oberen Bereich des Funktionsmoduls, vorzugsweise an eine obere Abschlußwand des Funktionsmoduls angren­ zend, angeordnet. Im oberen Bereich des Funktionsmo­ duls sind rückseitig ein Sammelschienenraum sowie frontseitig ein Niederspannungsraum eingerichtet. Der Druckentlastungskanal ist zwischen dem Sammelschie­ nenraum und dem Niederspannungsraum angeordnet. Im unteren Bereich des Funktionsmoduls sind rückseitig ein Kabelanschlußraum und frontseitig ein Leistungs­ elementeraum, beispielsweise ein Leistungsschalter­ raum, eingerichtet. Der Leistungselementeraum und der Kabelanschlußraum grenzen aneinander an. Der Kabel­ anschlußraum kann so ausgebildet sein, daß er den Lei­ stungselementeraum seitlich umgreift, vorzugsweise beidseitig umgreift, und sich bis zum Druckentlastungs­ kanal erstreckt.

Schließlich ist es auch möglich, das Dämpfelement teilweise oder auch ganz in den Druckentlastungskanal zu integrieren, wobei dann der Druckentlastungskanal­ auslaß gleichsam verlagert ist in das Innere der elektri­ schen Anlage.

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

Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Anlage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein elektrisches Funk­ tionsmodul aus Fig. 1,

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

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

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

Die in der Fig. 1 dargestellte elektrische Anlage 1 ist in geschlossener Bauweise ausgeführt und für den Mit­ telspannungsbereich ausgebildet. Die elektrische Anla­ ge 1 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von gekapselten elektrischen Funktionsmodulen 2, die nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Weiterhin ist rechtsseitig des rechtesten Funk­ tionsmoduls 2 ein patronenartiges Dämpfelement 3 zur Absorption der thermischen Energie und des Drucksto­ ßes aus einem Störlichtbogen angeschlossen. Anhand der gestrichelten Linien erkennt man einen in Querrich­ tung der Funktionsmodule 2 verlaufenden Druckentla­ stungskanal 4, welcher an seinem rechten Ende mit ei­ nem Druckentlastungskanalauslaß 5 zum Entlasten der elektrischen Anlage von Druckstößen aus einem Stör­ lichtbogen endet. Der Druckentlastungskanalauslaß 5 ist unmittelbar an einen Dämpfelementeinlaß 6 des Dämpfelements 3 angeschlossen. Nicht erkennbar ist, daß am linken Ende des Druckentlastungskanals 4 eine druckfeste Abdeckplatte angebracht ist, die dieses Ende auch im Falle eines Störlichtbogens druckdicht ver­ schließt. 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 Funk­ tionsmodule 2 eine Mehrzahl von gegeneinander abge­ schlossenen Funktionsräumen 7, 8, 9 für Mittelspannung führende Funktionselemente 10, 11, 12 aufweist. Dies sind beispielsweise als Funktionselemente Sammel­ schienen 10 in einem Sammelschienenraum 7, ein Lei­ stungsschalter 11 in einem Leistungsschalterraum 8 und Kabelanschlußelemente 12 in einem Kabelanschluß­ raum 9. Zusätzlich ist ein Niederspannungsraum 13 ein­ gerichtet, in welchem Schwachstromkreise bzw. Nieder­ spannungskreise zu Steuerungs-, Regelungs- und Meß­ zwecken angeordnet sind. Der Druckentlastungskanal 4 ist über Druckentlastungsklappen 14, 15 direkt mit den Funktionsräumen 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 zusammengefügten elektrischen Anlage 1 eine auch in Falle eines Störlichtbogens her­ metisch geschlossene Fläche bildet. Um dies darzustel­ len, sind die Stoßkanten zwischen den Funktionsmodu­ len 2 an deren Oberseite nicht gezeichnet.

Durch Betrachtung der Fig. 2 erkennt man, daß die Funktionsräume 7, 8 unmittelbar an den einzigen, im Inneren des Funktionsmoduls 2 angeordneten Druck­ entlastungskanal 3 angrenzend ausgebildet sind. Nicht dargestellt ist, daß der Kabelanschlußraum 9 so ausge­ bildet ist, daß er sich den Leistungselementeraum 8 beidseitig umgreifend bis zum Druckentlastungskanal 4 erstreckt und an diesen über zumindest eine Druckent­ lastungsklappe angeschlossen ist. Alle Funktionsräume 7, 8, 9 sind sowohl nach außen, als auch gegeneinander druckfest abgetrennt, lediglich in den Bereichen der Druckentlastungsklappen kann ein Überdruck direkt in den Druckentlastungskanal 4 entweichen. In der Fig. 1 erkennt man weiterhin, daß der Druckentlastungskanal 4 in die elektrische Anlage 1 integriert ist und geradlinig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses 5 ver­ laufend ausgebildet ist. Aus einer vergleichenden Be­ trachtung mit Fig. 2 ist entnehmbar, daß alle Funktions­ räume 7, 8, 9 für Mittelspannung führende Funktionsele­ mente 10, 11, 12 unmittelbar an den einzigen, im Inneren der Funktionsmodule 2 angeordneten Druckentla­ stungskanal 4 angrenzend ausgebildet sind. Alle Funk­ tionsräume 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 entwei­ chen.

In der Fig. 3 erkennt man zunächst, daß der Dämpf­ elementeinlaß 6 als Dämpfelementeinlaßflansch 16 aus­ gebildet ist, der lösbar mit einem Druckentlastungska­ nalauslaßflansch verbindbar ist. Weiterhin ist durch ver­ gleichende Betrachtung mit der Fig. 1 entnehmbar, daß das Dämpfelement 3 bezüglich der Anordnung des Dämpfelementeinlasses 6 und eines Dämpfelementaus­ lasses 17 strömungstechnisch mit dem Druckentla­ stungskanal 4 in Reihe und auf verzweigungsfreien 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 ver­ setzt angeordnete, als Strömungswiderstände sowie als Absorptionselemente für thermische Energie funktio­ nierende Deflektorelemente 18 aufweist. Die Deflektor­ elemente 18 sind als quer zur Strömungsrichtung ange­ ordnete und vorzugsweise perforationsfreie Winkelble­ che ausgebildet, wobei die Winkelspitzen 19 der Win­ kelbleche dem Druckentlastungskanalauslaß 5 zuge­ wandt sind. Jeweils eine Mehrzahl von Deflektorele­ menten 18 sind nebeneinander in senkrecht zur Strö­ mungsrichtung stehenden Deflektorebenen Deflektor­ elementreihen 20 bildend angeordnet. In den Deflektor­ ebenen einander benachbarte Deflektorelemente 18 sind mit Zwischenräumen 21 zueinander angeordnet. Die Deflektorelementreihen 20 verschiedener Deflek­ torebenen sind in Projektion in Strömungsrichtung so zueinander versetzt angeordnet, daß die Deflektorele­ mente 18 aufeinanderfolgender Deflektorebenen die Zwischenräume 21 zwischen Deflektorelementen 18 un­ mittelbar vor- und/oder nachgeordneter Deflektorebe­ nen bzw. -reihen 20 abdecken. Dies ist insbesondere aus den Fig. 4 und 5 erkennbar. In Fig. 5 ist weiterhin darge­ stellt, daß die Deflektorelemente (18) aufeinanderfol­ gender Deflektorebenen in Projektion in Strömungs­ richtung 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 Dämpfelement­ auslaß 17 als Dämpfelementauslaßflansch 22 ausgebil­ det ist. Fig. 1 wiederum ist entnehmbar, daß der Dämpf­ elementauslaß 17 lösbar an einen Kaminkanal 23 ange­ schlossen ist.

Das in den Fig. 1 und 3 bis 5 dargestellte Dämpfele­ ment 3 ist im einzelnen so bemessen, daß es hinsichtlich der Anzahl, der Ausbildung, der Anordnung und des Werkstoffes der Deflektorelemente 18 mit der Maßga­ be ausgebildet 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.

Claims (8)

1. Elektrische Anlage (1) für den Mittelspannungs­ bereich in geschlossener Bauweise, insbesondere Schaltanlage,
mit gekapselten elektrischen Funktionsmodulen (2), welche Mittelspannung führende Funktionsräu­ me (7, 8, 9) aufweisen und
mit einem an die Mittelspannung führenden Funk­ tionsräume (7, 8, 9) über Störfalldruckentlastungs­ elemente (14, 15) angeschlossenen Druckentla­ stungskanal (4),
wobei der Druckentlastungskanal (4) zumindest ei­ nen als Öffnung in der Kapselung der elektrischen Anlage (1) ausgebildeten Druckentlastungskanal­ auslaß (5) zum Entlasten der elektrischen Anlage (1) von Druckstößen aus einem Störlichtbogen auf­ weist und
wobei an den Druckentlastungskanalauslaß (5) ein Dämpfelement (3) zur Absorption der thermischen Energie und des Druckstoßes aus einem Störlicht­ bogen angeschlossen ist,
wobei das Dämpfelement (3) als Patrone ausgebil­ det und mit einem Dämpfelementeinlaß (6) unmit­ telbar an den Druckentlastungskanalauslaß (5) an­ geschlossen ist,
wobei ein Dämpfelementeinlaßflansch (16) lösbar mit einem Druckentlastungskanalauslaßflansch verbunden ist,
wobei das Dämpfelement (3) bezüglich der Anord­ nung des Dämpfelementeinlasses (6) und eines Dämpfelementauslasses (11) strömungstechnisch mit dem Druckentlastungskanal (4) in Reihe und auf verzweigungsfreien Durchfluß geschaltet ist,
wobei das Dämpfelement (3) eine Vielzahl von be­ zogen auf die Strömungsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete, als Strömungswiderstände sowie als Absorptionselemente für thermische Energie funktionierende Deflektorelemente (18) aufweist, und
wobei die Deflektorelemente (18) als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Winkelbleche ausgebildet sind, wobei die Winkelspitzen (19) der Winkelbleche dem Druckentlastungskanalauslaß zugewandt sind.

2. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfelement (3) hin­ sichtlich der Anzahl, der Ausbildung, der Anord­ nung und des Werkstoffes der Deflektorelemente (18) mit der Maßgabe ausgebildet ist, daß im we­ sentlichen die Energie eines Druckstoßes aus einem Störlichtbogen von zumindest 16 kA Kurzschluß­ strom und 1 s Dauer absorbiert und so die Kriterien 1 bis 6 der DIN VDE 0670, Teil 6, erfüllt werden.

3. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Mehrzahl von Deflektorelementen (18) nebenein­ ander in senkrecht zur Strömungsrichtung stehen­ den Deflektorebenen Deflektorelementreihen (20) bildend angeordnet sind und daß in den Deflektor­ ebenen zueinander benachbarte Deflektorelemen­ te (18) mit Zwischenräumen (21) zueinander ange­ ordnet sind.

4. Elektrische Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektorelementreihen (20) verschiedener Deflektorebenen in Projektion in Strömungsrichtung so zueinander versetzt ange­ ordnet sind, daß die Deflektorelemente (18) aufein­ anderfolgender Deflektorebenen die Zwischenräu­ me (21) zwischen Deflektorelementen (18) unmit­ telbar vor- und/oder nachgeordneter Deflektor­ ebenen abdecken.

5. Elektrische Anlage nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deflektorelemente (18) aufeinanderfolgender Deflektorebenen in Pro­ jektion in Strömungsrichtung um den halben Ab­ stand in einer Deflektorebene benachbarter De­ flektorelemente (18) gegeneinander seitlich ver­ setzt angeordnet sind.

6. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfele­ mentauslaß (17) als Dämpfelementauslaßflansch (22) ausgebildet ist.

7. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfele­ mentauslaß (17) lösbar an einen Kaminkanal (23) angeschlossen ist.

8. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Funktionsmodule (2) hermetisch geschlossen als selbständige Einheiten ausgebildet sind, und daß alle Funktionsräume (7, 8, 9) für Mittelspannung führende Funktionselemente (10, 11, 12) unmittel­ bar an den einen, im Inneren der elektrischen Funk­ tionsmodule (2) angeordneten Druckentlastungs­ kanal (4) angrenzend ausgebildet sind, wobei der Druckentlastungskanal (4) in Querrichtung der elektrischen Funktionsmodule (2) und geradlinig in Richtung des Druckentlastungskanalauslasses (5) verlaufend ausgebildet ist.