DE3125364C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, elektri­ sche Mittelspannungsschaltanlage mit wenigstens zwei Schaltfeldern und mit einem die Schaltfelder übergrei­ fenden Ausgleichsraum, in dem sich bei einem Störungs­ fall mit Lichtbogenerscheinung entstehendes Heißgas mit kalter Luft durchmischen kann, um gefährliche Wirkungen des Heißgases zu vermeiden, und das im hinteren, oberen Bereich der Schaltanlage angeordnet und zumindest nach vorne und an seinen Seiten und bei Freiaufstellung auch nach hinten mittels Wänden begrenzt ist, wobei Öffnungen vorgesehen sind, die dem aus den Schaltfeldern durch Druckentlastungsaustrittsöffnungen in den Ausgleichsraum einströmenden Heißgas ein Abströmen aus dem Ausgleichs­ raum gestatten.

Aus der DE-AS 11 23 734 ist eine metallgekapselte Schaltanlage bekannt geworden, die Schaltzellen aufweist, bei denen unterhalb bzw. oberhalb oder auch seitlich alle Schaltzellen überdeckende Kanäle vorgese­ hen sind. Diese Kanäle sind relativ schmal und bewirken aufgrund ihres geringen Querschnitts einen großen Druck­ anstieg innerhalb der Schaltzellen und aufgrund einer vollständigen Umlenkung der Gasströmung um 90° in die schmalen Kanäle kommt es zu einer Drosselwirkung, was den Abzug von Gasen noch weiter behindert, und aus diesem Grunde kann eine schnelle Druckentlastung in einer gestörten Zelle nicht stattfinden.

Aus der DE-OS 26 25 510 ist eine Schaltzelle bekannt geworden, die nach oben hin praktisch offen, deren Ober­ seite aber ohne Vorsehen einer Auslaßöffnung abgedeckt ist. Das bei einer Explosion oder bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehende Gas strömt nach oben durch Leitkanäle ab und prallt auf die die Oberseite abdecken­ de Platte und dadurch wird das Gas praktisch unbehindert nach vorn umgelenkt. Dabei werden die heißen Gase solan­ ge nach vorn ausgeblasen, bis sich der Druck im Inneren der Schaltzelle abgebaut hat; im Inneren des Gebäudes befindliche Personen sind vor diesen heißen Gasen nicht geschützt.

Aus der DE-PS 6 91 983 ist eine Schaltzelle bekannt ge­ worden, bei der ein Abzugskanal lediglich für die bei einer normalen Schalthandlung auftretenden Gase vorgese­ hen ist. Für die Abführung von bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehender Gase, mit entsprechendem Druckanstieg, ist der dort vorgesehene Abzugskanal nicht geeignet.

Aus der DE-PS 5 65 261 sind Maßnahmen bekannt geworden, mit denen verhindert werden kann, daß ein Lichtbogen in einer Schaltzelle in die nächste Schaltzelle über­ schlägt. Nichts ausgesagt ist zu dem Problem, wie die bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehenden heißen Gase abgeführt werden können.

Aus dem DE-GM 70 24 488 ist eine spezielle Kapselung aus schwer entflammbarem Kunststoff bekannt geworden; das Problem der Abführung der bei einem Störlichtbogen auf­ tretenden heißen Gase ist hier nicht angesprochen wor­ den.

Aus der DE-Z Techn. Mitt. AEG-Telefunken 65 (1975) 1/2, Seite 32 und ff. ist eine Schaltanlage bekannt geworden, die mehrere Schaltzellen aufweist, die oben von einem Ausgleichsvolumen überdeckt sind. Die bei Auftreten ei­ nes Störlichtbogens in einer Zelle entstehenden heißen Gase können durch Öffnungen in den Zwischenwänden zwi­ schen den Schaltzellen und über den oberen Ausgleichs­ raum in benachbarte Schaltzellen einströmen, so daß die Störlichtbogengase praktisch die gesamte Schaltanlage erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltanlage der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei der bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehende heiße Gase aus der Schaltanlage auströmen können, ohne daß der Gasstrahl direkt oder indirekt in den Bedienungsraum so abströmen kann, daß dort befindliches Bedienungspersonal gefährdet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen durch oberhalb des Ausgleichsraumes ange­ ordnete Abdeckplatten umgrenzt sind und daß ihre Anord­ nung und/oder ihre Abmessungen bezogen auf die Druckent­ lastungsaustrittsöffnung im Bodenteil des Ausgleichs­ raumes so gewählt sind, daß ein freies Abströmen aus dem Ausgleichsraum behindert wird, ohne daß die Druckentla­ stungswirkung verschlechtert ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahingehen, daß die von den Abdeckplatten freige­ lassene, nach oben offene, wenigstens eine Öffnung bezo­ gen auf Druckentlastungsaustrittsöffnungen im Bodenteil des Ausgleichsraumes so angeordnet ist, daß ein aus den Druckentlastungsaustrittsöffnungen austretender Gas­ strahl zunächst auf die Innenflächen der Abdeckplatten trifft und so im Inneren des Ausgleichsraumes umgelenkt und verwirbelt wird.

Besonders vorteilhafte Anordnungen der Abdeckplatten sind jeweils aus den Ansprüchen 3 bis 8 zu entnehmen. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind die Öffnungen viereckig, insbesondere spaltartig, rechteckig oder qua­ dratisch ausgebildet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Abdeckplatten entweder aus Stahlblech oder als Brandschutzplatten oder Doppelblechplatten ausgebildet sein.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Mittel­ spannungsanlage, mit fünf Schaltfeldern und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strömungsver­ hältnisse bei Auftreten eines Störlichtbogens in der Schaltanlage gemäß Fig. 1, gezeichnet gemäß Schnittlinie IV-IV.

Die Fig. 1 zeigt eine elektrische Mittelspannungs­ schaltanlage 40, die sich aus fünf Schaltfeldern 42 bis 50 zusammensetzt. Die beiden Schaltfelder 42 und 50 sind die sogenannten Endschaltfelder, wobei das Schaltfeld 50 dazu gedacht ist, einen Mittelspannungs-Leistungsschal­ ter aufzunehmen. Die Schaltanlage wird in einem Schalt­ anlagenraum frei aufgestellt, so daß sie von allen Sei­ ten zugänglich ist. Oberhalb der Schaltanlage befindet sich ein Ausgleichsraum 52 (s. Fig. 2), der seitlich durch Seitenwände 54 und 56, nach vorn durch Niederspan­ nungsnischen 32 der einzelnen Schaltfelder 42 bis 50 und nach hinten durch eine den Ausgleichsraum 52 abschließ­ ende Rückwand 58 abgeschlossen ist. Wenn keine Nieder­ spannungsnische vorhanden ist, wird der Ausgleichsraum nach vorn einfach durch eine Vorderwand begrenzt. Nach oben hin ist der Ausgleichsraum 52 durch Abdeckplatten teilweise abgedeckt, wobei sich eine erste Abdeckplatte 60 an die Seitenwand 54 und eine zweite Abdeckplatte 62 an die Seitenwand 56 anschließen, dergestalt, daß die Seitenwände 54 bzw. 56 mit den Abdeckplatten 60 und 62 jeweils ein L-förmiges Winkelstück bilden; ferner ist der Ausgleichsraum 52 durch zwei weitere Abdeckplatten 64 und 66 abgedeckt, wobei die Abdeckplatte 64 an den Niederspannungsnischen 32 und die Abdeckplatte 66, ebenfalls die Schaltfelder übergreifend, an der Rückwand 58 anschließen. Ggf. kann die Abdeckplatte 66 mit der Rückwand 58 ebenfalls ein im Querschnitt L-förmiges Teil bilden.

Durch die beiden Abdeckplatten 64 und 66 und durch die Abdeckplatten 60 und 62 ist eine rechteckige Öffnung 68 freigelassen, durch die austretendes Gas abströmen kann, wie in der Fig. 2 dargestellt. Es sei angenommen, daß im Inneren des in Fig. 2 gezeichneten Schaltfeldes ein Störlichtbogen auftritt, wodurch sich das dort befindliche Gas erhitzt und der Druck dieses Gases da­ durch stark erhöht wird. Das Gas würde dann, wenn die Abdeckplatten 64 und 66 nicht vorhanden wären, durch eine oben befindliche Druckausgleichsöffnung ausströmen und gemäß den Linien G 1 nach oben gegen die Deckenwand W des Schaltanlagenraumes stoßen, in dem die Schaltanlage aufgestellt ist, und von dort gemäß den Pfeillinien G 1 in den Raum reflektiert werden, wodurch ggf. in dem Schaltanlagenraum sich aufhaltende Personen vom heißen Gas getroffen und eventuell verletzt werden könnten. Durch das Vorsehen der Abdeckplatten 60, 62, und 64 und 66 mit der dadurch begrenzten Öffnung 68 wird das aus der Druckausgleichsöffnung austretende Gas (durch die punktierte Linie G 2 dargestellt) gegen die Innenfläche bzw. Unterfläche der Abdeckplatten 64 und 66 treffen, je nach Austrittsstelle auch gegen die Unterfläche der Ab­ deckplatten 60 und 62, wodurch eine Verwirbelung des Heißgases und eine Durchmischung des Heißgases mit der im Ausgleichsraum 52 befindlichen Kaltluft bewirkt wird. Die Menge des Heißgases, die unmittelbar aus der Druck­ ausgleichs- oder -entlastungsöffnung durch die Öffnung 68 hindurchtritt (strichpunktierte Linie G 3), ist im Ver­ gleich zu der Gasmenge im Falle ohne Abdeckplatte (ver­ gleiche Linie G 1) deutlich geringer, so daß eine Gefähr­ dung von Menschen in dem Schaltanlagenraum wenn nicht vollständig, so doch gegenüber der Anordnung ohne obere Abdeckplatten deutlich verringert wird.

Die Anordnung der Abdeckplatten 60, 62, 64 und 66, die aus Blech bestehen können, ist eine relativ einfache Maßnahme, aus der aber eine sehr große, günstige Wirkung resultiert.

Claims (11)

1. Metallgekapselte elektrische Mittelspannungs­ schaltanlage mit wenigstens zwei Schaltfeldern und mit einem die Schaltfelder übergreifenden Ausgleichsraum, in dem sich bei einem Störungsfall mit Lichtbogenerschei­ nung entstehendes Heißgas mit kalter Luft durchmischen kann, um gefährliche Wirkungen des Heißgases zu vermei­ den, und das im hinteren, oberen Bereich der Schaltanla­ ge angeordnet und zumindest nach vorne und an seinen Seiten und bei Freiaufstellung auch nach hinten mittels Wänden begrenzt ist, wobei Öffnungen vorgesehen sind, die dem aus den Schaltfeldern durch Druckentlastungsaus­ trittsöffnungen in den Ausgleichsraum einströmenden Heißgas ein Abströmen aus dem Ausgleichsraum gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (68) durch oberhalb des Ausgleichsraumes (34, 52) angeordnete Ab­ deckplatten (60, 62, 64, 66) umgrenzt sind und daß ihre Anordnung und/oder ihre Abmessungen bezogen auf die Druckentlastungsaustrittsöffnung im Bodenteil des Aus­ gleichsraumes (34, 52) so gewählt sind, daß ein freies Abströmen aus dem Ausgleichsraum (34, 52) behindert wird, ohne daß die Druckentlastungswirkung verschlech­ tert ist.

2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von den Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) freigelassene, nach oben offene wenigstens eine Öffnung (68) bezogen auf die Druckentlastungsaustrittsöffnungen im Bodenteil des Ausgleichsraumes (52) so angeordnet ist, daß ein aus den Druckentlastungsaustrittsöffnungen austretender Gasstrahl (G ₃) zunächst auf die Innenflä­ chen der Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) trifft und da­ durch im Inneren des Ausgleichsraumes (52) umgelenkt und verwirbelt wird.

3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (64, 66) an den an den Seiten des Ausgleichsraumes (52) befindlichen Sei­ tenwänden (54, 56) anschließen.

4. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) an der den Ausgleichsraum (52) nach hinten begrenzenden Rückwand (58) anschließen.

5. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) an der den Ausgleichsraum (52) nach vorn begrenzenden Wand oder bei Vorhandensein einer Nie­ derspannungsnische (32) an dieser anschließen.

6. Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) an der Oberkante der Seitenwände (54, 56) oder der Rückwand (58) oder der den Ausgleichsraum (52) nach vorn begrenzenden Wand oder der Niederspannungsni­ sche (32) angrenzen.

7. Schaltanlage nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) zusam­ men mit den Seitenwänden (54, 56) und der Rückwand (58) des Ausgleichsraumes (52) einstückig ausgebildet sind.

8. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) unterhalb der Begrenzungwände des Ausgleichs­ raumes (52) in Abstand dazu an diese angeschlossen sind.

9. Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (68) viereckig, insbesondere spaltartig, rechteckig, oder quadratisch ausgebildet ist.

10. Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) aus Stahlblech hergestellt sind.

11. Schaltanlage nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (60, 62, 64, 66) als Brandschutzplatten oder Doppelblechplat­ ten ausgebildet sind.