DE2915504A1

DE2915504A1 - Explosion-proof electricity substation - has ventilation duct, communicating with exterior, running beneath transformer which is mounted on suspended floor

Info

Publication number: DE2915504A1
Application number: DE19792915504
Authority: DE
Inventors: Illo-Frank Dr Ing Primus
Original assignee: Betonbau GmbH
Current assignee: Betonbau GmbH
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1979-04-17
Publication date: 1980-10-30

Abstract

The explosion-proof electricity sub-station contains a transformer and a switching block with arc protection, mounted on an internal suspended floor. A ventilation duct (14) extends between the latter and the concrete embedded foundation (15) of the sub-station, beneath the transformer and communicates with the exterior via a ventilation shaft. The switching block is enclosed on all sides by an expansion chamber with pressure discharge openings in its bounding walls containing a heat energy absorbing device, in low communication with the ventilation duct (14), so that the cooling path of the latter is extended via the heat energy absorbing device.

Description

"Raumzelle, insbesondere explosionsgefährdete Netzstation"Room cell, especially a network station at risk of explosion

Die Erfindung bezieht sich auf eine Raumzelle mit angegossenem Fundament, insbesondere begehbare explosionsgefährdete elektrische Netzstation mit einem Transformator und einer störlichtbogensicheren Schaltanlage, die auf einem Zwischenboden angeordnet sind, wobei zwischen dem Zwischenboden und dem Fundament ein unter den Transformator führender und über einen Luftschacht mit der Außenluft in Verbindung stehender BelUftungskanal vorgesehen ist.The invention relates to a room cell with a cast foundation, in particular, accessible, potentially explosive electrical network station with a transformer and an accidental arc-proof switchgear, which is arranged on an intermediate floor are, with one under the transformer between the false floor and the foundation leading ventilation duct connected to the outside air via an air shaft is provided.

Bei Netzstationen, in denen störlichtbogensichere Schaltanlagen installiert sind, besteht weiterhin die Notwendigkeit, die infolge eines Störlichtbogens auftretende Druckwelle und die heißen Gase innerhalb der Station in Bereiche zu lenken, in denen sich keine anderen störempfindlichen Aggregate befinden und in denen die Druckwelle weitestgehend abgebaut und die heißen Gase - gegebenenfalls durch zusätzliche Kühlmittel - so weit abgekühlt werden können, daß sie gefahrlos nach außen abgeleitet werden können.At network stations in which accidental arc-proof switchgear is installed are, there is still the need to avoid the arc fault Blast wave and the hot gases inside the station in areas to steer, in which there are no other units susceptible to interference and in which the pressure wave largely dissipated and the hot gases - if necessary by additional coolant - can be cooled down to such an extent that it is safe can be diverted to the outside.

Bei nichtbegehbaren Kleinstationen, sogenannten Kompaktstationen, hat man dieses Problem dadurch gelöst, daß der Niederspannungs-Schaltraum von dem Traforaum und dem Mittelspannungs-Schaltraum durch eine Betonwand druck- und gasdicht abgeschottet ist (DE-GM 78 11 351). Bei größeren begehbaren Netzstationen ist dieses Konzept nur mit einem erheblichen Mehraufwand durchführbar, so daß für diese Netzstationen die Aufgabe bestand, ein neues Sicherheitskonzept zu finden.In the case of non-accessible small stations, so-called compact stations, this problem has been solved by the fact that the low-voltage switchgear of the The transformer room and the medium-voltage switch room are pressure-tight and gas-tight thanks to a concrete wall is sealed off (DE-GM 78 11 351). For larger accessible network stations, this is Concept only feasible with considerable additional effort, so that for these network stations the task was to find a new security concept.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Netz station der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß oberhalb und unterhalb der Schaltanlage, mit Ausnahme der Bedienungsseite vorzugsweise auf allen Seiten der Schaltanlage, ein Expansionsraum vorgesehen ist, dessen Begrenzungswände Druckentlastungsöffnungen aufweisen, die wärmeenergieverzehrende Mittel aufweisen und vorzugsweise mit dem Belüftungskanal und/oder einer Abluftöffnung im Dach oder Oberteil einer Seitenwand der Station strömungstechnisch in Verbindung stehen, und daß der Kühlweg des Belüftungskanales durch wärmeenergieverzehrende Mittel verlängert ist.According to the invention, this object is achieved for a network station at the beginning described type solved in that above and below the switchgear with With the exception of the operating side, preferably on all sides of the switchgear Expansion space is provided, the boundary walls of which have pressure relief openings have, which have heat energy consuming means and preferably with the Ventilation duct and / or an exhaust air opening in the roof or upper part of a side wall the station are fluidically connected, and that the cooling path of the ventilation duct is prolonged by means that consume heat.

Durch die Schaffung eines besonderen Expansionsraumes um die Schaltanlage besteht die Möglichkeit, Druckwelle und heiße Gase in einen Bereich zu lenken, in dem sie '2manipulierbar': sind. Aus dem Expansionsraum müssen Druckwelle und heiße Gase durch die Druckentlastungsöffnungen treten, die wärmeenergieverzehrende Mittel aufweisen.'Von da wird die Druckwelle in den Belüftungskanal und zur Abluftöffnung geleitet, also aufgeteilt, wodurch sich der Druckanstieg wesentlich verringert.By creating a special expansion space around the switchgear there is the possibility of directing pressure wave and hot gases into an area in to which they are 'manipulable': are. From the expansion space must pressure wave and hot Gases step through the pressure relief openings, the heat-consuming ones From there the pressure wave is in the ventilation duct and the exhaust air opening guided, i.e. divided, which significantly reduces the pressure increase.

Die heißen Gase haben innerhalb der Station einen sehr langen Weg zurückzulegen, bevor sie über die Zu- und Abluftöffnungen nach außen austreten können. Dann haben sie sich aber so weitgehend abgekühlt, daß sie keine Gefahr für Passanten in der Nähe der Netz station darstellen.The hot gases have a very long way inside the station before they can escape to the outside through the air inlet and outlet openings. But then they have cooled down to such an extent that they are no danger to passers-by pose near the network station.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung, die die Anordnung der Druckentlastungsöffnungen in den Begrenzungswänden des Expansionsraumes und bevorzugce wärmeenergieverzehrende Mittel und deren Anordnung betreffen, sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.Appropriate developments of the invention, the arrangement of the pressure relief openings in the boundary walls of the expansion space and preferentially heat-energy consuming Means and their arrangement relate to, are specified in the subclaims. the In the following, the invention will be described with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing described and explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine begehbare Netzstation; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Netzstation gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 3 Je einen Längsschnitt durch zwei weitere AusfUhrungs-und Fig. 4 beispiele von Netzstationen und Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch die Netzstation gemäß Fig. 4 entlang der Linie V-VX Gleiche oder gleichwirkende Teile sind bei allen drei Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.1 shows a longitudinal section through a network station that can be walked on; FIG. 2 shows a cross section through the network station according to FIG. 1 along the line II-II; 3 each shows a longitudinal section through two further embodiments and FIG. 4 examples of network stations and FIG. 5 shows a horizontal section through the network station according to Fig. 4 along the line V-VX Identical or equivalent parts are in all three Embodiments are provided with the same reference numerals.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figo 1 und 2 ist eine begehbare Netzstation, die sich insbesondere für dreiseitige Grenzbebauung eignet. Auf der vierten frei zugänglichen Seite ist unter einer Tür 10 ein Zuluftschacht 11 vorgesehen, dessen Oberseite durch ein Gitter 12 abgedeckt ist. Der Zuluftschacht 11 steht über eine Druckentlastungsöffnung 13 in Verbindung mit einem BelUftungskanal 14, dessen Unterseite durch das Fundament 15 und dessen Oberseite 16 und Seitenwände 17 und 18 durch eine umgestülpte Betonwanne mit U-fdrmigem Querschnitt gebildet sind. Der BelUftungskanal 14 weist labyrinthartig angeordnete Lochblechstreifen 19 auf, die bei Durchströmen heißer Gase durch den Belüftungskanal als wärmeenergieverzehrende Mittel wirken und den Kühlweg der Gase verlängern.The embodiment according to Figo 1 and 2 is a walk-in network station, which is particularly suitable for three-sided border development. Free on the fourth accessible side, a supply air shaft 11 is provided under a door 10, the Top is covered by a grid 12. The supply air shaft 11 is on a Pressure relief opening 13 in connection with a ventilation duct 14, the underside of which through the foundation 15 and its top 16 and side walls 17 and 18 by a Everted concrete tubs are formed with a U-shaped cross-section. The ventilation duct 14 has perforated metal strips 19 arranged like a labyrinth, which when flowing through hot gases through the ventilation duct act as heat-energy-consuming agents and extend the cooling path of the gases.

Auf der Oberseite 16 des Belüftungekanales 14 liegt ein Zwischenboden 20 auf, der einen in der Zeichnung nicht dargestellten Transformator und eine Schaltanlage 21 trägt, die vom Mittelraum der Netzstation aus bedienbar ist. Die Räume um die Schaltanlage 21 herum mit Ausnahme des auf der Bedienungsseite liegenden Bedienungs- und Wartungsraumes bilden einen Expansionsraum für die beim Auftreten eines Störlichtbogens in der Schaltanlage entstehende Druckwelle und heißen Gase. Aus diesem Expansionsraum können Druckwelle und heiße Gase durch eine weitere Druckentlastungsvorrichtung 22 in das Stationsinnere und von dort über eine Öffnung 23 in der Seitenwand 18 in den Belüftungskanal 14 und andererseits über eine Abluftöffnung 24 im Dach 25 der Station austreten. Die Abluftöffnung 24 ist so durch eine Kuppel 26 überdeckt, daß zwischen dem Rand der Kuppel und dem Dach 25 Austrittsöffnungen für die Abluft verbleiben.On the top 16 of the ventilation duct 14 is an intermediate floor 20, of a transformer, not shown in the drawing, and a switchgear 21 carries, which can be operated from the central area of the network station. The rooms around the Switchgear 21 around with the exception of the operating and maintenance space form an expansion space for the occurrence of an arc fault pressure waves and hot gases occurring in the switchgear. From this expansion space can pressure wave and hot gases through another pressure relief device 22 into the interior of the station and from there via an opening 23 in the side wall 18 into the ventilation duct 14 and, on the other hand, via an exhaust air opening 24 in the roof 25 exit the station. The exhaust air opening 24 is covered by a dome 26, that between the edge of the dome and the roof 25 outlet openings for the exhaust air remain.

Auf dem Weg zu der Abluftöffnung 24 und dem den Zuiuftschacht 11 abdeckenden Gitter 12 hat sich die Druckwelle soweit abgebaut und haben sich die heißen Gase soweit abgekühlt, daß sie keine Gefahr mehr für Passanten in der Nähe der Netz station darstellen.On the way to the exhaust air opening 24 and the one that covers the supply shaft 11 Grid 12 has reduced the pressure wave so far and have the hot gases cooled down to such an extent that there is no longer any danger to passers-by in the vicinity of the network station represent.

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel mündet beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 der die Schaltanlage 21 umgebende Expansionsraum über die Druckentlastungsöffnung 22 direkt in den Belüftungskanal 14. Die Abluftöffnung 24 mit der Kuppel 26 befindet sich direkt über dem Aufstellungsort des Transformators als der im Betrieb heißesten Stelle in der Netzstation und dient im wesentlichen nur der Abführung der erwärmten Abluft.In contrast to the first exemplary embodiment, it ends in the second Embodiment according to FIG. 3 of the expansion space surrounding the switchgear 21 via the pressure relief opening 22 directly into the ventilation duct 14. The exhaust air opening 24 with the dome 26 is located directly above the installation site of the transformer as the hottest point in the network station during operation and essentially serves only the removal of the heated exhaust air.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 ist die Druckentlastungsöffnung 22 des Expansionsraumes über einen Kanal 30 mit der Abluftöffnung 24 im Dach 25 strömungstechnisch verbunden, so daß die Druckwelle und die heißen Gase im wesentlichen nach oben über die Abluftöffnung 24 austreten.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the pressure relief opening is 22 of the expansion space via a duct 30 with the exhaust air opening 24 in the roof 25 fluidically connected, so that the pressure wave and the hot gases are essentially exit upwards via the exhaust air opening 24.

Der Kanal 30 ist aber auch über eine Öffnung 31 in einer Zwischenwand 32 zum Traforaum 33 mit dem Traforaum strömungstechnisch verbunden, so daß einerseits Anteile der Druckwelle und der heißen Gase den Weg über den Traforaum und eine im Boden des Traforaumes vorgesehene weitere Öffnung 34 zum Belüftungskanal 14 finden und andererseits die Abwärme des Trafos über die Öffnung 31 und den Kanal 30 durch die Abluftöffnung 24 abgeführt werden kann.However, the channel 30 is also via an opening 31 in an intermediate wall 32 fluidically connected to the transformer space 33 with the transformer space, so that on the one hand Parts of the pressure wave and the hot gases make their way through the transformer room and one in the Find further opening 34 to the ventilation duct 14 provided at the bottom of the transformer space and on the other hand, the waste heat from the transformer through the opening 31 and the channel 30 the exhaust opening 24 can be discharged.

Die weitere Öffnung 34 im Boden des Traforaumes 33 ist so angeordnet, daß die über den Belüftungskanal 14 zuströmende Zuluft den Trafo optimal von unten nach oben bestreichen kann.The further opening 34 in the bottom of the transformer space 33 is arranged so that that the supply air flowing in via the ventilation duct 14 optimally reaches the transformer from below can brush upwards.

Der Kanal 30 weist in der Zeichnung nicht dargestellte wärmeenergieverzehrende Mittel auf, die die heißen Gase vor ihrem Austritt aus der Abluftöffnung 24 weitestgehend abkühlen. Als wärmeenergieverzehrende Mittel hat sich insbesondere grob spiralförmig gewickelter Draht aus rostfreiem Stahl mit einem Mindestquerschnitt von 0,1 mm2 bewährt. Die Druckentlastungsöffnungen 22 sind vorzugsweise mit einem mehrlagigen Paket aus Aluminiumstreckmetall mit einem freien Durchgangsquerschnitt von ca. 40% pro Lage abgedeckt.The channel 30 has in the drawing not shown heat energy dissipating Means that the hot gases before they exit from the exhaust opening 24 as much as possible cooling down. A coarse spiral in particular has proven to be a heat-energy-consuming means Coiled stainless steel wire with a minimum cross-section of 0.1 mm2 proven. The pressure relief openings 22 are preferably with a multilayer Package made of expanded aluminum with a free passage cross-section of approx. 40% covered per layer.

Besonders bewährt hat sich die labyrinthartige Anordnung der Lochblechstreifen im Belüftungskanal 14, die den Zuluftquerschnitt des Belüftungskanals kaum verringern, sondern nur Umlenkungen der noch nicht völlig abgekühlten Gase bewirken.The labyrinth-like arrangement of the perforated sheet metal strips has proven particularly useful in the ventilation duct 14, which hardly reduce the supply air cross-section of the ventilation duct, but only cause diversions of the not yet completely cooled gases.

Die Erfindung ist am Beispiel einer elektrischen Netz station beschrieben. Sie ist aber nicht auf derartige Netz stationen beschränkt, sondern kann mit Vorteil überall dort angewandt werden, wo in einer Raumzelle explosionsgefährdete Aggregate untergebracht sil;d.The invention is described using the example of an electrical network station. But it is not limited to such network stations, but can be used with advantage can be used wherever there is a risk of explosion in a room cell housed sil; d.

Claims

Claims 1Room cell with cast foundation, especially accessible Hazardous electrical network station with a transformer and a accidental arc-proof switchgear, which is arranged on an intermediate floor, with a leading under the transformer between the false floor and the foundation and a ventilation duct connected to the outside air via an air shaft it is provided that there is no such thing as above and below with the exception of the operating side, preferably on all sides the switchgear an expansion space is provided, the boundary walls of which have pressure relief openings have, which have heat energy consuming means and preferably with the Ventilation duct and / or an exhaust air opening in the roof or upper part of a side wall the station are fluidically connected, and that the cooling path of the ventilation duct is prolonged by means that consume heat.

2. Room cell according to claim 1, characterized in that the heat energy consuming Means are arranged in the ventilation channel in the form of a labyrinth.

3. Room unit according to claim 1 or 2, characterized in that the in the station interior facing pressure relief openings are arranged so that their direction of discharge does not point into the control room.

4. Room unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at least one of the pressure relief openings opens into the ventilation duct.

5. Room unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at least one of the pressure relief openings through a channel with the exhaust opening is fluidically connected.

6. Room unit according to claim 5, characterized in that the channel Has heat energy consuming means.

7. Room unit according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat energy consuming means contain perforated metal strips.

8. Room cell according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat energy absorbing means is made of coarse spiral wound wire stainless steel with a minimum cross-section of 0.1 mm2.

9. Room unit according to one of the preceding claims, characterized in that that the pressure relief openings with aluminum expanded metal as a multi-layer package are covered with a free passage cross-section of approx. 4056 per layer.