DE2320707C2 - Elektrische Umspannstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Umspannstation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wegen des ständig steigenden Energiebedarfs werden derartige Umspannstationen in immer größerer Anzahl benötigt Insbesondere in den Stadtgebieten macht die Beschaffung des notwendigen Platzes für diese Stationen zunehmend Schwierigkeiten.

Deshalb ist bereits vorgeschlagen worden, Umspannstationen als Unterflui'stationen auszubilden und sie beispielsweise in Bürgersteigen, Vorgärten, Grünanlagen oder dergleichen einzulassen. Unbefriedigend gelöst ist bei diesen bereits vorgeschlagenen Unterflurstationen jedoch die Be- und Entlüftung des Stationsinneren, die Bewältigung des in die Station eindringenden Regen- und Spritzwassers und der Schutz der in der Station installierten elektrischen Aggregate vor diesem Wasser.

So weisi beispielsweise die eingangs genannte, bekannte Unterflurstation vergleichbarer Art eine wasserdicht verschließbare Einstiegsluke und außerdem zwei mit Gittern versehene Lüftungsöffnungen auf. Unterhalb dieser Lüftungsöffnungen befinden sich behälterartige Ausformungen des Betonkörpers, von denen Rohrstutzen zum Anschluß an ein Abwasserkanalsystem ausgehen. In zum Inneren der eigentlichen

Unterflurstation weisenden seitlichen Wandungen dieser Ausformungen befinden sich Lüftungsöffnungen zur Abfuhr von auftretender Verlustwärme und Zufuhr von Frischluft Als Aufstell- und Gehebene dient der Boden des Betonkörpers; in einem kleinen Bereich ist der Boden mit einem sogenannten Sumpf versehen, das heißt mit einer kastenartigen Vertiefung zur Aufnahme von eindringendem Wasser. Der Betonkörper dieser Unterflurstation ist infolge der genannten Ausformungen verhältnismäßig aufwendig in seiner Formgebung

und außerdem ist es nicht zu vermeiden, daß durch die genannten seitlichen Lüftungsöffnungen in den behälterartigen Ausformungen unterhalb der Lüftungsgitter doch eine gewisse Menge an Regen- und Schmutzwas-

ser sowie auch an Straßenstaub in den Betonkörper eintritt Nachteilig bei dieser Unterflurstation ist es, daß — bedingt durch eindringendes Regen- oder Spritzwasser, aber auch durch Kondenswasserbildung — der Boden der Station nicht nur feucht sein, sondern darüber hinaus auch noch einen gewissen Warrerstand oder eine Schlammschicht aufweisen kann. Diese Feuchtigkeit verunsichert leicht das Wartungspersonal, wenn es an unter Spannung stehenden Anlagenteilen hant^;eren muß und bringt auch leicht die Gefahr mit sich, daß, wenn die Bodenfeuchtigkeit sich mit eingedrungenem Straßenstaub und Schmutz vermengt, die Trittflächen schmierig und glitschig sein können.

Bekannt sind auch im Querschnitt runde Unterflursiationen, deren seitliche Wandungen von Stahlrohren gebildet werden (US-PS 33 90 225). Diese Stationen weisen auf ihrer oberen Begrenzungsfläche entweder eine Eingrifföffnung (bei kleinen Stationen) oder eine hinstiegöffnung auf, weiche entweder dicht verschließbar oder mit einem Gitterrost verschlossen sind. Auf der Bodenseite sind diese Stationen offen, so daß Feuchtigkeit in ein Bett aus porösem Material, beispielsweise in ein Kiesoett eindringen und von dort aus versickern kann. Bei Gitterrostabdeckungen sind unter den Abdeckungen Platten angeordnet, welche eindringen- ₂s des Wasser zur Wandungsnähe der Station leiten, um ein unmittelbares Auftreten des Wassers auf in der Station angeordnete Aggregate zu vermeiden.

Für die Unterbringung einer größeren Anzahl von Aggregaten oder von Aggregaten für unterschiedliche Zwecke, beispielsweise für die Stromversorgung einerseits und für die Fernmeldeversorgung andererseits ist, die Verwendung besonders langer, also sehr tief reichender Gehäuseröhren vorgesehen. Hierbei kann durch Einfügung einer Zwischenplattform eine Unterteilung des Gehäuseinneren in je eine Etage für die beispielsweise genannten Stromversorgungsaggregate und die Fernmeldeaggregate vorgenommen werden. Abgesehen davon, daß diese bekannten röhrenförmigen Unterflurstationen nicht grundwasserdicht sind, haftet denjenigen Ausführungen mit einer Gitterabdeckung auch noch der Nachteil an, daß nicht nur Regen-und Spritzwasser, sondern ebenso auch Staub und Straßenschmutz in das Stationsinnere eindringen können. Wird keine regelmäßige Reinigung und Schlammentleerung vorgenommen, so besteht die Gefahr, daQ nach einer längeren Zeitspanne das Innere der Station so weit mit Schmutz oder Schlamm angefüllt ist, daß die erwünschte Wärmeabfuhr oeispielsweise von einem Transformator nicht mehr hinreichend gewährleistet und somit eine Funktionsbeeinträchtigung zu befürchten ist

Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, die Kühlung von sich stark erwärmenden Aggregaten in Unterflurstationen durch eine Wasserkühlung zu bewirken. Hierbei ist ein Wärmeaustausch mit dem Wasserstrom eines Abwasserkanals vorgesehen (DE-AS 11 08 775). Eine solche Gestaltung bedingt nicht nur eine besonders dauerhafte und korrodonsgeschützte Kapselung der zu kühlenden Aggregate, sondern auch das Vorhandensein sowie eine besondere Berück- go sichtigung der Lage von geeigneten Abwasserkanälen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Umspannstationen der eingangs genannten Art eine verbesserte, übersichtliche und wartungsfreundliche Anordnung der darin unterzubringenden Anlagenteile zu schaffen, wobei besonders berücksichtigt werden soll, daß trotz Vergrößerung der Lüftungsöffnungen für Zu- und Abluft die Deckenfläche verringert werden kann und dar. Innere der Unterflurstation von Straßenschmutz, Staub und dergleichen geschützt ist Außerdem soll bei der zu schaffenden Unterflurstation das Sicherheitsbedürfnis des Wartungspersonals Berücksichtigung finden.

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Umspannstation der eingangs beschriebenen Art durch die Kombination der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Umspannstation gegenüber den bekannten Umspannstationen dieser Art besteht darin, daß zur Be- und Entlüftung des Stationsinneren die gesamte Querschnittsfläche der Einstiegsluke zur Verfügung steht, ohne daß befürchtet werden muß, daß das durch die Belüftungsöffnung eventuell eindringende Regen- und Spritzwasser den Betrieb der Umspannstation stören kann.

Außerdem findet durch die erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen Funktionsgruppen zueinander und die Einfügung der gitterförmigen Bedienungsplattform über dem nicht oder nur sehr selteii zu wartenden Transformator das Sicherheitsbedürfnis des Wartungspersonals besondere Beachtung: auf der Bedienungsplattform kann sich nämlich weder Wasser noch glitschiger Schlamm ansammeln, selbst dann nicht, wenn trotz der vorgesehener. Wasser- und Schmutzabfuhr Staub in das Stationsinnere eindringt Vorteilhaft kommt noch hinzu, daß das Wartungspersonal nicht durch den Transformator behindert wird, der normalerweise keiner Wartung bedarf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Umspannstation sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert

Bei einer aus der dänischen Zeitschrift »Elektroteknikeren« Nr. 4/1955, S. 74 bekannten Umspannstation sind die Seitenkanten der Einstiegluke:, die nicht als Lüftungsgitter benutzt wird, gegenüber den Seitenwänden des Betonkörpers der Station domartig hochgezogen, so daß der Mittel- und Niederspannungsteil gegen eine unmittelbare Beaufschlagung durch eindringendes Regen- und Spritzwasser geschützt ist Ein vollständiger Schutz des Mittel- und Niederspannungsteils, wie er durch die vertikalen Wandteile gernäß Patentanspruch 3 erreicht wird, ist hierdurch nicht gegeben.

Die Merkmale nach den Patentansprüchen 4, 5 und 8 sind an sich aus der US-PS 20 24 742 bekannt Es zeigt

F i g. 1 eine Unterflurstation in perspektivischer Darstellung, teilweise im Aufriß;

F i g. 2 die Station gemäß F i g. 1 im Längsschnitt und

F i g. 3 einen Teilquerschnitt durch die Station gemäß Fig. 1, aus dem hauptsächlich die Ausgestaltung der Vorrichtung zum Auffangen und Ableiten des Regen-und Spritzwassers hervorgeht

Das Stationsgebäude der Umspannstation besteht aus einem wasser- und öldichten Betonkcrper 10 von rechteckförmigern Querschnitt, der so in den Erdboden eingelassen ist daß seine obere waagerechte Wandfläche 11 eben mit dem ihn umgebenden Erdreich abschließt In dem Ausführungsbeispiel ist der Betonkörper 10 in einen bei 12 angedeuteten gepflasterten Bürgersteig eingelassen, so daß also die Wandfläche Jl und die Platten des Bürgersteiges 12 eine ebene durchgehende Fläche bilden. Die Wandfläche 11 weist einen rechteckförmigen Durchbruch 13 auf, der als Einstiegluke in das Innere des Betonkörpers 10 dient. Im

Betriebszustand ist dieser Durchbruch 13 durch ein Lüftungsgitter 14 abgedeckt, das auf dem falzförmig ausgebildeten Rand des Durchbruches und drei quer über den Durchbruch verlaufenden Doppel-T-Trägern

15 aufliegt.

Zur Beschreibung des Stationsinneren wird nunmehr auf Fig.2 verwiesen. Unmittelbar unterhalb des Lüftungsgitters 14 sind Abweisbleche zum Auffangen des durch das Lüftungsgitter dringenden Regen- und Spritzwassers angeordnet, die aus im Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufenden nach oben konkaven Rinnen 16 und die Abstände zwischen den Rinnen überdeckenden Abdeckungen 17 bestehen. Einzelheiten dieser Vorrichtung werden später anhand der Fig. 3 beschrieben. Unterhalb der aus den Rinnen

16 und den Abdeckungen 17 bestehenden Abwc: .bit chen zum Auffangen des Regenwassers und damit auch unterhalb des Lüftungsgitters 14 ist eine gitterförmige Bedienungsplattform 18 angeordnet, von der aus der an der einen der beiden Stirnseiten des Betonkörpers 10 angebrachte Mittelspannungsteil 19 und der an der gegenüberliegenden Stirnseite angebrachte Nieder spannungsteil 20, die beide in Höhe der Bedienungsplattform 18 angeordnet sind, bequem gewartet werden können. Unterhalb der Bedienungsplattfr πι !8 ist auf dem Boden des Stationsgebäudes 10 ein Transformator 21 aufgestellt. Durch die höhenversetzte Anordnung de. Mitteispannungsteiles 19 und des Niederspannungsteiles 20 einerseits und des Transformators 21 anderer^ceits befinden sich die elektrischen Anschlüsse dieser dre^: Aggregate im wesentlichen in der gleichen Höhe, so da!.< die Verbindungsleitungen 22 und 23 zwischen die-Aggregaten im wesentlichen horizontal verlaufen unu extrem kurz ausgeführt weiden können. An den beiden Stirnseiten des Transformators 21 ist je eine Trennplatte 24 befestigt, die sich vertikal nach oben durch die Bedienungsplattform 18 und die Rinnen 16 und Abdeckungen 17 hindurch bis zur Unterseite des Lüftungsgitters 14 erstreckt Beide Trennplatten 24 bilden zusammen mit den Längswänden des Betonkörpers 10 einen Kamin für die aus dem Stationsinneren herauszuführende warme Abluft des Transformators 21. Der Transformator 21 stellt aufgrund der in ihm erzeugten Verlustwärme die Hauptwärmequelle im Stationsinneren dar. Durch die bereits beschriebene Kaminwirkung für die abzuführende Warmluft im mittleren Teil des Stationsgebäudes wird gleichzeitig erreicht, daß die von außen in das Stationsinnere nachfließende Kaltluft durch die beiden Endzonen des langgestreckten Lüftungsgitters strömt. Die Kaltluft umströmt dabei den Mittelspannungsteil 19 und den Niederspannungsteil 20, die beide im Abstand von den Wänden des Betonkörpers IÖ angeordnet sind. Zur Verstärkung der Luftzirkulation um diese beiden Aggregate weisen beide in der Zeichnung nicht dargestellte Leitwände und an denjenigen Stellen, an denen mit einer besonders hohen Wärmeentwicklung zu rechnen ist, Kühlrippen auf. Gegen das durch das Lüftungsgitter 14 eindringende Regen-und Spritzwasser sind die beiden Aggregate 19 und 20 zusätzlich durch vertikale Wandteile 25 bzw. 26 geschützt, die an den Stirnkanten des Durchbruches 13 befestigt sind.

Die in der Zeichnung dargestellte Unterflurstation weist nicht nur Abweisbleche zum Auffangen und Ableiten des Regenwassers und Wandteiie zum Schutz der elektrischen Aggregate gegen das Regenwasser auf; sie ist darüber hinaus nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch überflutungssicher ausgeführt Dies

ist dadurch erreicht, daß der Mittelspannungsteil 19, der Niederspannungsteil 20 und der Transformator 21 in je einem wasserdicht gekapselten Gehäuse untergebracht sind. Dadurch ist gewährleistet, daß die Umspannstation selbst bei einem Sturzregen, dessen Wassermassen durch die Rinnen 16 nicht aufgefangen werden können, betriebsfähig bleibt.

Die Anordnung der Rinnen 16 und der Vorrichtung zum Ableiten des in das Stationsgebäude eindringenden Wassers ist im einzelnen aus Fig.3 ersichtlich. Die Rinnen 16 verlaufen parallel zu den Stirnwänden des Betonkörpers 10 und sind in einem Winkel von ca. 25° geren die Horizontale geneigt. Darf der Betonkörper 10 wegen der örtlichen Verhältnisse nur eine geringere Bauhöhe aufweisen, so genügt selbstverständlich auch e -e schwächere Neigung der Rinnen 16 gegen die H>: i/ontale. Die nach oben weisenden Endstücke 30 der Rinnen 16 enden in einem Abstand von der an sie grenzenden Innenseite der Längswand des Betonkörpers 10, damit für die nach oben abziehende Warmluft nicht nur der Zwischenraum zwischen den parallel vc-luufenden Rinnen 16 zur Verfügung steht. Dieser Abstand ist durch ein Abdeckblech 31 überdeckt, das derart ausgebildet ist, daß es nicht nur vor dem Eindringen von Wasser schützt, sondern daß es gleichzeitig als Führung für die nach oben strömende Abluft dient.

Die nach unten weisenden Endstücke 32 der Rinnen Ib r.igen in eine an der Längswand des Betonkörpers 10

jo ang eDrachte Sammelrinne 33, die durch eine öffnung im Betonkörper nach außen führt

Die Abdeckung der Zwischenräume zwischen den Rinnen 16 besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 aus nach oben konvexen Rinnen, deren Seitenkanten über den Auffangflächen der Rinnen ίο liegen. In der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform bestehen diese Abdeckungen 17 der Einfachheit halber lediglich aus ebenen Blechstreifen, deren Seitenkanten selbstverständlich auch über den Auffangflächen der Rinnen 16 liegen. Für die Abdeckungen 17 ist aber auch jede beliebige andere Form denkbar. Wichtig ist lediglich, daß sie ihren Zweck, das Eindringen von Wasser durch die Zwischenräume zwischen den Rinnen 16 zu verhindern, voll erfüllt

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Unterflurstation liegt nicht nur in der günstigen Be- und Entlüftungsmöglichkeit des Stationsinneren, die durch das große Lüftungsgitter 14 und die günstige räumliche Anordnung der elektrischen Aggregate 19 bis 21 zueinander ermöglicht wird, sondern auch in der Möglichkeit, derartige Stationen in Fertigbauweise herzustellen und dadurch schnell und leicht aufzustellen, anzuschließen und im SchädcnSfän gegen neue Stationen auszuwechseln. Durch die große Einstiegluke können zudem die einzelnen elektrischen Aggregate 19 bis 21 bequem mit Hilfe eines Hub- oder Kranwagens aus- und eingefahren werden. Dadurch kann im Schadensfall auch ein ganzes Aggregat schnell ausgewechselt werden, so daß die oft umständlichen und zeitraubenden Reparaturen vor Ort entfallen können. Da der Betonkörper 10 nicht nur wasser- sondern auch öldicht ausgeführt ist, kann sein unterer Teil fan Schadensfall gleichzeitig als ölfanggrube dienen, wenn das Öl aus dem -vollgekapselten Transformator 21 auslaufen sollte. Derartige Großschadensfalle kommen zwar recht selten vor; ihr Eventualfall muß aber bei anderen Umspannstationen durch Erstellung einer zusätzlichen ölwanne berücksichtigt werden. Selbstver-

ff

ständlich enthält die erfindungsgemäße Umspannstation Anzeigevorrichtungen, die einen derartigen Großschadensfall sofort signalisieren, so daß das aus dem Transformator ausfließende Öl nur kurze Zeit offen in dem Betonkörper stehen bleibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrische Umspannstation mit einem Mittelspannungsteil, einem Transformator, einem Niederspannungsteil, die durch eine Montageluke einbringbar sind, und einem diese Funktionseinheiten aufnehmenden öl- und wasserdichten, vorzugsweise einen rechteckförmigen Längsquerschnitt aufweisenden Betonkörper, welcher derart in das Erdreich eingelassen ist, daß seine obere Wandfläche eben mit dem den Betonkörper umgebenden Erdreich abschließt, und der in seiner oberen Wandfläche mit einer F.instiegluke sowie einer mit einem Lüftungsgitter abgedeckten Lüftungsöffnung mit darunter angeordneter Abführvorrichtung für eindringendes Regen- und Spritzwasser mit einer öffnung des Betonkörpers nach außen ausgestattet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die Einstiegluke mindestens ein Teil der Montageluke (13) ist, die in der oberen Wandfläche des Betonkörpers zugleich die mit einem Lüftungsgitter (14) abgedeckte Lüftungsöffnung bildet, daß sich überlappende, beabstandete Abweisbleche (16,17) zum Auffangen und Ableiten, mittels einer quer dazu verlaufenden Sammelrinne (33), des durch das Lüftungsgitter (14) eindringenden Regen- und Spritzwassers entfernbar ausgebildet sind, daß unterhalb dieser Abweisbleche (16,17) eine entfernbare gitterförmige Bedienungsplattform (18) für die Bedienung und Wartung des Mittelspannungs- (19) und Niederspannungsteils (20) angeordnet ist und daß der Mittelspannungs- (19) und der Niederspannungsteil (20) im wesentlichen in Höhe dieser Bedienungsplattform (18) an den Stirnwänden des Betonkörpers (10), der Transformator (21) hingegen unter der Bedienungsplattform (18) angeordnet sind.

2. Umspannstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußvorrichtungen des Mittelspannungsteils (19), des Transformators (21) und des Niederspannungsteils (20) im wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet sind.

3. Umspannstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an denjenigen Seitenkanten der Einstiegluke, die parallel zu den Stirnwänden des Betonkörpers (10) verlaufen, vertikale Wandteile (25, 26) befestigt sind, die den Mittelspannungs- (19) und den Niederspannungsteil (20) gegen das durch das Lüftungsgitter (14) eindringende Regen- und Spritzwasser schützen.

4. Umspannstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelspannungs- (19) und der Niederspannungsteil (20) derart im Betonkörper (10) angeordnet sind, daß sie von der durch das Lüftungsgitter (14) einströmenden Kühlluft allseitig umströmt werden.

5. Umspannstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnflächen des Transformators (21) sich nach oben bis wenigstens unter die Abweisbleche (16, 17) erstreckende, als Kaminwände für die Abluft des Transformators dienende Trennplatten (24) angeordnet sind.

6. Umspannstation nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweisbleche, zum Auffangen des Regen- und Spritzwassers als parallel zueinander angeordnete, gegen die Horizontale geneigt verlaufende, nach oben konkave Rinnen (16, 17) ausgebildet sind, wobei die

Zwischenräume zwischen den einzelnen Rinnen durch Abdeckungen überdeckt sind, deren Seitenkanten über der Auffangfläche der Rinnen liegen, und daß die nach unten weisenden Endstücke (32) der Rinnen in die an der Innenseite einer der beiden Längswände des Betonkörpers angeordnete Sammelrinne (33) ragen, die durch eine der Längs- oder Stirnwände des Betonkörpers (10) nach außen verlängert ist

7. Umspannstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben weisenden Endstücke (30) der Rinnen (16,17) in einem Abstand von der an sie grenzenden Innenseite der anderen der beiden Längswände des Betonkörpers (10) enden und daß dieser Abstand durch ein Abdeckblech (31) überdeckt ist, das zugleich als Führung für die Abluft des Transformators (21) ausgebildet ist

8. Umspannstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umspannstation als überflutungssichere Unterflurstation ausgebildet ist, wobei der Mittelspannungsteil (19), der Transformator (21) und der Niederspannungsteil (20) in je einem wasserdicht gekapselten Gehäuse untergebracht sind.