DE3436108C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltschrank gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Der Schaltschrank nach der Erfindung ist in erster Linie für blechgekapselte Schaltan­ lagen für den Mittelspannungsbereich von 3-36 kV bestimmt, er kann jedoch auch bei Niederspannungsschaltanlagen und bei anderen Kapselungsarten angewendet werden. Eine gekapselte Hochspannungsschaltanlage, bei der im wesentlichen die Merk­ male des vorgenannten Schaltschranks vorkommen, ist bekannt aus der DE-OS 23 30 163.

Schaltschränke der vorgenannten Art werden so konstruiert, daß die Tür und die Vorderseite des Schaltschrankes dem Überdruck standhalten, der beim Auftreten eines Lichtbogens im Schaltschrank entsteht, während die Deckenbleche oder rückseitigen bleche so bemessen sind, daß sie bei dem Über­ druck nachgeben und einen Auslaß für die komprimierten Gase schaffen. Da diese Bleche jedoch einen erheblichen Träg­ heitswiderstand haben, kann es zum Aufbau eines verhältnis­ mäßig hohen Überdruckes im Schaltschrank kommen, bevor die genannten Bleche nachgeben. Das bedeutet, daß die Vorder­ seite und die übrigen Seiten des Schrankes verhältnismäßig stark ausgeführt werden müssen, um dem hohen Druck standhal­ ten zu können.

Eine solche Druckentlastungsklappe soll folgenden Anforde­ rungen gerecht werden:

• a) Das Blech soll bei Überdruck schnell eine Öffnung freige­ ben, um eine hohe Beanspruchung der übrigen Schrankteile zu vermeiden. Dies bedeutet, daß das Blech einen minima­ len Trägheitswiderstand haben muß.
• b) Das Blech soll bei Lichtbogenfehlern in seiner Befesti­ gung festgehalten werden, um die Verletzung von Personen durch herumfliegende Teile zu verhindern. Das Blech soll den Gasstrom vom Bedienungsraum fortleiten.
• c) Das Blech soll wiederkehrenden Drücken von der Außenseite standhalten, ohne in den Schaltschrank hineingepreßt zu werden und Sekundärfehler zu verursachen.
• d) Das Blech soll bei normalem Betrieb den Abfluß erwärmter Luft und die Abstrahlung von Wärme in die Umgebung ermög­ lichen.
• e) Das Blech soll dort, wo dies gefordert wird, der Forde­ rung der Kapselungsklasse IP 4 (gemäß IEC 529) entspre­ chen, nach der ein Hineinstecken eines Drahtes mit 1 mm Durchmesser nicht möglich ist.

Die bei der Schaltanlage nach der DE-OS 23 30 163 verwendete Druckentlastungsklappe besteht aus einem Doppelblech, das am Rande mit abgewinkelten versteifenden Blechen versehen ist. Das Doppelblech weist kiemenartige Lüftungsöffnungen auf, die dadurch gebildet werden, daß in bestimmten Bereichen des Abdeckbleches das obere Blech nach oben und das untere nach unten schräg weggebogen wird. Diese Druckentlastungsklappe hat einerseits den Nachteil, daß ihre Masse durch die Dop­ pelblechanordnung und die umlaufenden verstärkenden Winkel­ bleche relativ groß ist, und andererseits die Lüftungsöff­ nungen relativ groß sind. Um zu verhindern, daß Fremdkörper, insbesondere kleine Tiere, in die Schaltzelle eindringen, können, sind zusätzlich feinmaschige Drahtnetze vor den Lüf­ tungsöffnungen erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die durch die Lüftungsöffnungen abzuführende warme Luft beim Durchtritt durch die Lüftungsöffnungen mehr­ fach umgelenkt wird, was den Strömungswiderstand vergrößert und damit die Belüftung nachteilig beeinflußt.

Aus der DE-GM 71 38 720 ist eine Schaltzelle mit einer Druck­ entlastungsklappe bekannt, die aus einem geschlossenen Blech besteht, welches über einer Öffnung in der Wand der Schaltzelle an einer Seite fest an die Schaltzelle ange­ schlossen ist und an der gegenüberliegenden Seite lose auf­ liegt. Das Blech ist mit großen versteifenden Seitenflan­ schen versehen, welche die Masse der Klappe erheblich ver­ größern. Lüftungsöffnungen sind in dem Blech nicht vorhan­ den.

Eine der vorgenannten ähnliche Druckentlastungsklappe wird in der DE-GM 18 36 241 beschrieben, wobei die Klappe an der einen Seite der Schaltzellenöffnung mittels eines Schar­ nieres befestigt ist und an der gegenüberliegenden Seite mittels Spreizklammern mit der Wand der Schaltzelle verbun­ den ist. Diese Spreizklammern werden bei Druckentlastung durch die hochgehende Klappe aus der Wand der Schaltzelle herausgezogen. Lüftungsöffnungen sind in der Klappe nicht vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalt­ schrank der eingangs genannten Art zu entwickeln, welcher mit einem Deckenblech oder Rückblech versehen ist, welches bei geringer Masse eine gute Steifigkeit besitzt und welches eine gute Abfuhr der Wärme bei normalem Betrieb sicherstellt und dabei gleichzeitig auf einfache Weise der Forderung der Kapselungsklasse IP 4 (gemäß IEC 529) gerecht werden kann, nach der ein Hineinstecken eines Drahtes mit 1 mm Durchmes­ ser nicht möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schaltschrank gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welcher erfin­ dungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ge­ nannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Ansprüchen genannt.

Dadurch, daß das Blech perforiert und gewellt ist und even­ tuell aus dünnem Aluminiumblech besteht, kann es verhält­ nismäßig leicht sein (eine geringe Masse haben) und trotzdem eine ausreichende mechanische Festigkeit haben. Ein Überdruck in dem Schrank kann dadurch schneller als bei bekannten Konstruktionen abgebaut werden, was bedeutet, daß man dünneres Blech für den Schaltschrank verwenden kann, der somit billiger wird. Die Perforierung und Wellung des Bleches bewirken außerdem, daß der Belüftungsquerschnitt und die wärmeabstrahlende Fläche relativ groß werden.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Deckenblech gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Deckenblech gemäß Fig. 1 in Seitenansicht im montierten Zustand an der Decke eines Schalt­ schrankes,

Fig. 3 in Ansicht von oben ein zu dem Deckenblech gehörendes Hauptblech,

Fig. 4 das Hauptblech gemäß Fig. 3 in Seitenansicht,

Fig. 5 in Draufsicht einen Teil des perforierten Abschnit­ tes des Hauptbleches vor Biegung des Bleches,

Fig. 6 in Draufsicht ein zu dem Deckenblech gehörendes Abdeckblech,

Fig. 7 das in Fig. 6 gezeigte Abdeckblech in Seitenan­ sicht.

Das in den Figuren gezeigte, im folgenden auch Deckenblech genannte, Blech 1 umfaßt ein Haupt­ blech 2 und zwei im folgenden auch Abdeckbleche genannte Abdeckleisten 3. Sowohl das Hauptblech 2 wie die Abdeckbleche 3 bestehen aus dünnem, beispielsweise 0,5 mm starkem, rechteckigem Aluminiumblech. Der zentrale Teil 4 des Hauptbleches 2 ist zum Zwecke des Luftdurchlasses perfo­ riert und außerdem gewellt, um den Belüftungsquerschnitt und die wärmeausstrahlende Fläche zu vergrößern. Die Wellung gibt dem Blech zugleich eine größere Biegesteifigkeit.

Die beiden Ränder 6, 7 des Hauptbleches 2, die parallel zu den Wellen 5 liegen, sind um 180 Grad abgewinkelt und mit Befestigungslöchern 8 bzw. 9 versehen.

Die Abdeckbleche 3 sind zu einem asymmetrischen U-Profil gebogen (Fig. 6 und 7) und auf solche Weise an den um 180 Grad abgewinkelten Rändern des Hauptbleches 2 festgeschweißt, daß die Abdeckbleche 3 die Endabschnitte der Wellen 5 umschließen. Zusammen mit der Wellung des Hauptbleches 2 tragen die Abdeckbleche 3 dazu bei, dem Deckenblech 1 die erforderliche Festigkeit zu geben.

Das Deckenblech 1 wird in der Weise an einem Schaltschrank 10 (Fig. 2) befestigt, daß der mit den Befestigungslöchern 8 versehen, um 180 Grad abgewinkelte Rand 6, der nachste­ hend Befestigungsrand genannt wird, durch Bolzen 11 druck­ fest an dem Schrank fixiert wird. Die andere, um 180 Grad abgewinkelte Rand 7, der im folgenden Öffnungsrand genannt wird, wird mittels Kunststoffnieten 12 bedeutend schwächer an dem Schrank befestigt als der vorgenannte Befestigungs­ rand. Die Kunststoffniete 12 sind so bemessen und angeord­ net, daß sie bei einem in Pfeilrichtung A (Fig. 2) wirken­ den Überdruck im Schaltschrank bei einer Belastung von ca. 100 N pro Niet zerreißen oder herausgerissen werden. Das Deckenblech 1 wird dabei längs der Linie 13 umgebogen und schwenkt in die durch die strichpunktierte Linie 14 angedeutete Stellung.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der Perforierung in Deckenblech 1. In dem gezeigten Falle besteht die Perforierung aus rechteckigen Löchern mit einer Breite b vn 0,8 mm, was bedeutet, daß die den Kapselungsgrad IP 4 kennzeichnenden Forderungen erfüllt sind. Die Länge des Loches beträgt vorzugsweise ca. 10 mm.

Das beschriebene Deckenblech 1 braucht nicht notwendigerweise die gesamte Deckenfläche des Schaltschranks abzudecken. Schaltschränke für Mittelspannung sind oft durch Zwischenwände in mehrere separate Räume unterteilt, z. B. einen Raum für die Sammelschienen, einen Raum für den Leistungsschalter und einen Raum für den Anschluß externer Kabel, Stromtransformatoren und eventuell Erdungsschalter. Jeder dieser Räume erstreckt sich vorzugsweise bis zur Decke des Schaltschrankes und wird mit separaten Deckenblechen der vorgenannten Art versehen.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind mehrere Modifikationen möglich. Beispielsweise kann statt perforiertem Aluminiumblech sog. Streckmetall verwendet werden. Die Wellung des Deckenbleches braucht nicht die bevorzugte, in den Figuren dargestellte Dreiecksform zu haben, sondern kann in beliebiger anderer Weise ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Schaltschrank, dessen Decken- und/oder Rückseite zumin­ dest teilweise aus einem Blech (1) besteht, das bei einem gewissen Überdruck beim Auftreten eines Lichtbogenfehlers zwecks kontrollierter Druckentlastung im Schrank nachgibt, wobei das Blech (1) druckfest an nur einem (6) seiner Ränder derart befestigt ist, daß das Blech bei dem genannten Über­ druck längs dieses Randes umschlägt, und wobei das Blech mit Lüftungsöffnungen zur Wärmeabführung versehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Blech (1) derart perforiert und gewellt ist, daß jede Welle (5) eine Vielzahl von Löchern aufweist, daß das Blech (1) an seinem Befestigungsrand (6) in an sich bekannter Weise so befestigt ist, daß das Blech längs dieses Randes bei dem genannten Überdruck umgebogen wird, und daß das Blech (1) an seinem dem Befestigungsrand (6) gegenüberliegenden Rand (7) mittels Nieten (12) oder dergleichen befestigt ist, die derart bemessen sind, daß sie bei dem genannten Überdruck zerreißen oder herausgerissen werden.

2. Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Blech (1) aus Leichtmetall be­ steht.

3. Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (1) eine Dicke von höchstens 1 mm hat.

4. Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perfo­ rierungen des Bleches (1) aus rechteckigen Löchern besteht, deren Breite kleiner als 1 mm ist.

5. Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (5) des Bleches (1) sich parallel zu dem Befestigungsrand (6) erstrecken.

6. Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Bleches (1), die sich senkrecht zum Befestigungsrand erstrecken, derart mit Abdeckleisten (3) versehen sind, daß diese die Endabschnitte der Wellen (5) umschließen und das Blech (1) versteifen.