DE8915141U1 - Encapsulated control panel - Google Patents

Encapsulated control panel

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DE8915141U1 DE8915141U DE8915141U DE8915141U1 DE 8915141 U1 DE8915141 U1 DE 8915141U1 DE 8915141 U DE8915141 U DE 8915141U DE 8915141 U DE8915141 U DE 8915141U DE 8915141 U1 DE8915141 U1 DE 8915141U1
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Description

CALOR-EMAG Elektrizitäts-Aktiengesellschaft
Ratingen 22, Dez. 1989CALOR-EMAG Electricity Corporation
Ratingen 22, Dec. 1989

Mp.-Nr. 89/675 ZPT/P4-N1/W1Mp. No. 89/675 ZPT/P4-N1/W1

Gekapseltes Schaltfeld BeschreibungEncapsulated control panel Description

Die Neuerung betrifft ein gekapseltes elektrisches Schaltfeld für Mittelspannung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The innovation relates to an encapsulated electrical switchgear panel for medium voltage according to the preamble of claim 1.

Ein solches geht aus der Druckschrift Nr. 1407/ZS der Firma CALOR-EMAG vom September 1989, insbesondere Seite 10/1 bis 10/7 als bekannt hervor.Such a statement is known from publication no. 1407/ZS of the company CALOR-EMAG dated September 1989, in particular pages 10/1 to 10/7.

Will man solche Schaltfelder mit höherem Nennstrom betreiben, so muß für den Abtransport der zusätzlich anfallenden Stromwärme gesorgt werden. So hat man bei einem bekannten Schaltfeld nach dem DE-GM 86 13 866 durch Anordnung eines Lüftungskanales unterhalb des Leistungsschalterraumes für eine von einem Ventilator unterstützte Zwangsbelüftung gesorgt. Der Kanal mündet zunächst in den Kabelanschlußraum sowie in den Sammelschienenraum ein. Von dort wird die Kühlluft über waagerechte Isolierzylinder, in denen sich die fixen Einfahrkontakte für den verfahrbaren Leistungsschalter befinden, in den an dessen Oberseite mit Lüftungsschlitzen versehenen Leistungsschalterraum geleitet.If you want to operate such switchgear panels with a higher rated current, you have to ensure that the additional heat generated by the current is removed. In a known switchgear panel according to DE-GM 86 13 866, forced ventilation supported by a fan was provided by arranging a ventilation duct underneath the circuit breaker compartment. The duct first leads into the cable connection compartment and the busbar compartment. From there, the cooling air is led via horizontal insulating cylinders, in which the fixed insertion contacts for the movable circuit breaker are located, into the circuit breaker compartment, which has ventilation slots on its top.

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89/675 .:..·,.* 2,:..:., ·,,· ,.· 22. Dez. 198989/675 .:..·,.* 2,:..:., ·,,· ,.· 22 Dec. 1989

Diese Entlüftungsart ist aufwendig; sie setzt umfangreiche Eingriffe in das Schaltfeld voraus. So sind öie Verbindungsstellen der einzelnen Räume zusätzlich mit Rückschlagklappen abzusichern. Der vielfach gewundene, mit mehreren horizontalen Abschnitten verlaufende Lüftungsbedarf einer Zwangsventilation, um effektiv zu sein.This type of ventilation is complex; it requires extensive interventions in the control panel. The connecting points between the individual rooms must also be secured with non-return valves. The ventilation system, which is often twisted and has several horizontal sections, requires forced ventilation to be effective.

Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, eine Schaltfeldbelüftung zu schaffen, für deren Verwirklichung so wenig wie möglich in die bestehende Schaltfeldkonstruktion eingegriffen zu werden braucht.The aim of the innovation is to create a switchgear panel ventilation system that requires as little intervention as possible in the existing switchgear panel construction.

Dies gelingt neuerungsgemäß durch einen schachtartigen Lüftungskanal unterhalb des Leistungsschalters.- der unter Mithilfe des Einschubbleches gebildet ist und der neben frontseitigen Einlaßöffnungen an seiner Oberseite dort Auslaßöffnungen besitzt, wo sich im Betriebszustand die darüberliegenden Leistungsschalterpole befinden. Damit kann die aus dem Lüftungskanal austretende Kühlluft in freier Konvektion (Schornsteinwirkung) - die Leistungsschalterpole sowie deren Anschlüsse umspülend, :iach oben in den Leistungsschalterraum abziehen. Letzterer besitzt an seiner Oberseice entsprechende Auslässe.This is achieved by a shaft-like ventilation duct underneath the circuit breaker, which is formed using the slide-in plate and which, in addition to front inlet openings, has outlet openings on its top where the circuit breaker poles above are located in the operating state. This allows the cooling air emerging from the ventilation duct to flow freely (chimney effect) - around the circuit breaker poles and their connections - and then into the circuit breaker compartment. The latter has corresponding outlets on its top.

Ein besonderer Schwachpunkt hinsichtlich der ErwArmung bei einer Erhöhung des Nennstromes sind die Leistungsschalterpole selbst sowie deren bewegliche, mit Reibbzw. Rollenkontakten bestückten Anschlußstellen. Es ist daher - wie sich gezeigt hat - ausreichend, die Kühlung auf diese Bereiche zu konzentrieren.A particular weak point in terms of heating when the rated current is increased are the circuit breaker poles themselves and their movable connection points equipped with friction or roller contacts. It is therefore - as has been shown - sufficient to concentrate the cooling on these areas.

Durch die Neuerung gelingt dies in denkbar einfacher Weise, nämlich durch Auswechseln des Einschubbleches durch ein solches mit angebautem, schachtartigem Lüftungskanal. Die unmittelbaren elektrischen Anschlüsse der Schalterpole liegen frei innerhalb der die Pole umgebenden Isolierrohre und sind der Kühxung unterworfen.The innovation makes this possible in the simplest way possible, namely by replacing the insert plate with one with an attached, shaft-like ventilation duct. The direct electrical connections of the switch poles are freely located within the insulating tubes surrounding the poles and are subject to cooling.

89/675 /, #§: " 3.1, /.;, ' ',/· ','.'· 22. Dez. 198989/675 /, #§ : " 3.1, /.;, '',/·','.'· 22 Dec. 1989

Bei einem verfahrbaren Leistungsschalter sind noch außerhalb der Isolierrohre angeordnete Einfahrkontakte vorhanden; dennoch ist auch für sie die Kühlung wirksam, da die Wärme über deren kurze, gut leitende Anschlußarme abfließen kann.In a movable circuit breaker, there are still retractable contacts arranged outside the insulating tubes; nevertheless, cooling is also effective for these, since the heat can flow away via their short, highly conductive connecting arms.

Rückschlagklappen und im Bedarfsfall Zwangslüfter können vorteilhaft im einschiebbaren Lüftungskanal integriert sein, ohne daß in das übrige Schaltfeld eingegriffen werden muß.Non-return valves and, if required, forced ventilation fans can be advantageously integrated into the retractable ventilation duct without having to intervene in the rest of the control panel.

Nach Herausnahme des Lüftungskanales ist der Kabelanschlußraum bestens von der Feldfront zugänglich. Um die Zugänglichkeit von der Feldrückseite bei eingeschobenem Lüftungskanal zu verbessern, erhält dieser an seiner in das Feld ragenden Unterseite eine Abschrägung.After removing the ventilation duct, the cable connection area is easily accessible from the front of the panel. To improve accessibility from the rear of the panel when the ventilation duct is inserted, it is given a bevel on its underside that protrudes into the panel.

Die Neuerung soll anhand von schematischen Darstellungen näher erläutert werden.The innovation will be explained in more detail using schematic representations.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Schaltfeldes,Figure 1 is a side view of a switch panel,

Figur 2 das bekannte Einschubblech in Seitenansicht, Figure 2 the well-known insert plate in side view,

Figur 3 und 4 den neuerungsgemäßen, als Einschub handhabbaren Lüftungskanal mit diversen Einbauten .Figures 3 and 4 show the new ventilation duct that can be used as an insert with various built-in components.

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Φ · · 4 φ · · 4

22. Dez. 198922 Dec 1989

Das metallgekapselte in Figur 1 gezeigte Schaltfeld besitzt gegeneinander geschottete Räume. Zu erkennen ist der Leistungsschalterraum 1, der Kabelanschlußraum 2, der Sammelschienenraum 3 sowie ein Niederspannungsabteil 4. Sämtliche Räume - mit Ausnahme des Sammelschienenraumes - sind von der Schaltfeldfront aus über Türen 5, 6, 7 zugänglich. Der Leistungsschalter ist verfahrbar ausgebildet. Zu erkennen ist dessen Schalterpol 8, eine Vakuumröhre, mit dem ihn umgebenden Isolierrohr 9 sowie ein Antriebsgehäuse 10, in dem sich d«r Schalterantrieb befindet. Mit außerhalb des Isolierrohres 9 angeordneten oberen und unteren Anschlußarmen 11, 12 greifen die Schalterpole in Isolierbecher 13, 14 ein, in denen sie mit dort angeordneten Fixkontakten unter Reibschluß kontaktieren. The metal-encapsulated switchgear panel shown in Figure 1 has compartments that are partitioned off from one another. The circuit breaker compartment 1, the cable connection compartment 2, the busbar compartment 3 and a low-voltage compartment 4 can be seen. All compartments - with the exception of the busbar compartment - are accessible from the front of the switchgear panel via doors 5, 6 and 7. The circuit breaker is designed to be movable. Its switch pole 8 can be seen, a vacuum tube with the insulating tube 9 surrounding it and a drive housing 10 in which the switch drive is located. The switch poles engage in insulating cups 13 and 14 with upper and lower connection arms 11 and 12 arranged outside the insulating tube 9, in which they make frictional contact with fixed contacts arranged there.

Die oberen Isolierbecher 14 sind im Sammelschienenraum 3 und die unteren 13 im Kabelanschlußraum 2 angeordnet. Beide Räume sind durch die Schottwand 15 voneinander getrennt. Die aus dem Isolierbecher 14 herausgeführten elektrischen Leitungen sind mit den Sammelschienen 16 verbunden. Jene aus dem Isolierbecher 13 herausgeführten sind an Stromwandlern 17 angeschlossen und deren Ausgänge sind mit den Kabelendverschlüssen 18 verbunden. Ein Abzweig der Hochspannungsleitung führt an den Spannungswandler 19. Mit 20 ist ein Erdungsschalter bezeichnet, der mit dem am Stromwandler befestigten starren Gegenkontakt 21 zusammenarbeitet.The upper insulating cups 14 are arranged in the busbar compartment 3 and the lower ones 13 in the cable connection compartment 2. Both compartments are separated from each other by the bulkhead 15. The electrical cables leading out of the insulating cup 14 are connected to the busbars 16. Those leading out of the insulating cup 13 are connected to current transformers 17 and their outputs are connected to the cable end closures 18. A branch of the high-voltage line leads to the voltage transformer 19. 20 designates an earthing switch, which works together with the rigid counter-contact 21 attached to the current transformer.

Der Schalterantrieb sowie dessen Gehäuse 10 bildet mit den Leistungsschalterelementen 8, 9 eine Fahreinheit, die über Rollen 22 in entsprechenden seitlichen Führungen im Leistungsschalterraum 1 in mehrere Positionen verfahrbar ist. Gezeigt ist die Einschaltstellung. Unterhalb dieser Fahreinheit befindet sich der Lüftungska-The switch drive and its housing 10 form a travel unit with the circuit breaker elements 8, 9, which can be moved into several positions via rollers 22 in corresponding lateral guides in the circuit breaker compartment 1. The switched-on position is shown. The ventilation chamber is located below this travel unit.

89/675 .:'....' 5.:..:.. ·..· .,· 22. Dez. 198989/675 .:'....' 5.:..:.. ·..· .,· 22. Dec. 1989

nal 23. Er läßt sich nach öffnung der Türen 6, 7 sowie nach Lösen von Befestigungsschrauben an den Stellen 24, 25 ^Is Ganzes zur Frontseite hin herausziehen. Dafür steht das seine Oberseite bildende Einschubblech 26 seitlich über. Der Lüftungskanal 23 ist schachtartig ausgebildet und bis auf die Belüftungsöffnungen 27 bzw. die Auslaßöffnungen 28 geschlossen. An seiner ins Schaltfeld ragenden unteren Seite ist er mit einer Schräge 29 ausgeführt. Die Auslaßöffnung 28 sowie die Ausnehmung 30 im Schalterantriebsgehäuse 10 liegen sich in der gezeigten Betriebsstellung gegenüber. In gerader Linie darüber liegen die öffnungen der Isolierrohre 9 sowie die Schalterpole 8 gegenüber. Die Abdeckung 31 der Isolierrohre 9 ist mit Durchlässen für die Kühlluft versehen. Schließlich ist die Oberseite des Leistungsschalterraumes 1 mit einem Lochblech 32 abgedeckt. Somit entsteht ein Belüftungsweg - wie mit den Pfeilen angedeutet -, der von der Frontseite des Schaltfeldes aus durch die Einlaßöffnungen 27, den Lüftungskanal 23, die Auslaßöffnungen 28, die Ausnehmung 30, das Innere des Isolierrohres 9, die Abdeckung 31 und schließlich durch das Lochblech 32 wieder ins Freie führt. Wesentlich dabei ist, daß die freiliegenden elektrischen Anschlußstellen 3y der Schalterpole 8 innerhalb der Isolierrohre 9 in der aufsteigenden Kühlluft sich befinden.nal 23. It can be pulled out as a whole towards the front after opening the doors 6, 7 and loosening the fastening screws at points 24, 25. For this purpose, the insert plate 26 forming its upper side protrudes to the side. The ventilation duct 23 is designed like a shaft and is closed except for the ventilation openings 27 and the outlet openings 28. On its lower side protruding into the switchgear panel, it is designed with a slope 29. The outlet opening 28 and the recess 30 in the switch mechanism housing 10 are opposite one another in the operating position shown. In a straight line above this are the openings of the insulating tubes 9 and the switch poles 8. The cover 31 of the insulating tubes 9 is provided with passages for the cooling air. Finally, the upper side of the circuit breaker compartment 1 is covered with a perforated plate 32. This creates a ventilation path - as indicated by the arrows - which leads from the front of the switch panel through the inlet openings 27, the ventilation duct 23, the outlet openings 28, the recess 30, the inside of the insulating tube 9, the cover 31 and finally back to the outside through the perforated plate 32. It is important that the exposed electrical connection points 3y of the switch poles 8 are located inside the insulating tubes 9 in the rising cooling air.

In Figur 2 ist das Einschubblech 26 gezeigt, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.Figure 2 shows the insert plate 26 as it is known from the prior art.

Figur 3 zeigt den komplettierten Belüftungskanal 23 gemäß 5-er Neuerung mit eingebauter geöffneter Rückschlagklappe 33, die hängend am Drehpunkt 34 angelenkt befestigt ist. Das freie Ende der Entlüftungsklappe liegt auf einem freien Schenkel einer ü-förmigen Feder 35 auf,Figure 3 shows the completed ventilation duct 23 according to innovation 5 with built-in open check valve 33, which is hingedly attached to the pivot point 34. The free end of the ventilation flap rests on a free leg of a U-shaped spring 35,

89/675 .' . : ' &dgr;,·. ·;,·\.: I/ 22. Des. 198989/675 .' . : '&dgr;,·.·;,·\. : I/ 22. Des. 1989

so, daß die Kraft de.T sich schließenden Klappe den Federschenkel zusammendrücken und die Klappe 33 in Schließstellung gelangen kann. In Schließstellung wird sich die Stirn 36 des freien Federschenkels hinter die Klappe 33 setzen und diese in Öffnungsrichtung arretieren. In Schließrichtung besorgt die Arretierung ein Anschlag 37. Das Schließen der Klappe kann durch die Druckwelle eines Störlichtbogens im Leistungsschalterraum bewirkt werden. Die Klappe verschließt dann den Querschnitt des Lüftungskanales und die heißen Lichtbogengase können nicht aus der Frontseite des Lüftungskanales 23 in den Bedienungsgang der Schaltanlage austreten. Reicht bei einer Erhöhung des Nennstromes die natürliche Konvektion nicht aus, so kann in den Lüftungskanal ein Lüfter 38 (siehe Figur 4), zweckmäßigerweise in Walzenform, für eine Zwangsbelüftung eingebaut werden. Dadurch, daß dieser Lüfter in Lüftungsrichtung vor die Rückschlagklappe 33 gesetzt ist, wird er von der Schutzwirkung der Klappe mit erfaßt.so that the force of the closing flap compresses the spring leg and the flap 33 can reach the closed position. In the closed position, the front 36 of the free spring leg will sit behind the flap 33 and lock it in the opening direction. In the closing direction, the locking is provided by a stop 37. The flap can be closed by the pressure wave of an arc fault in the circuit breaker compartment. The flap then closes the cross-section of the ventilation duct and the hot arc gases cannot escape from the front of the ventilation duct 23 into the service corridor of the switchgear. If natural convection is not sufficient when the rated current is increased, a fan 38 (see Figure 4), preferably in the form of a cylinder, can be installed in the ventilation duct for forced ventilation. Because this fan is placed in front of the non-return flap 33 in the ventilation direction, it is also affected by the protective effect of the flap.

Claims (8)

89/675 .:..·.." I.:..'... *..· ..* 22. Dez. 1989 Schutzansprüche89/675 .:..·.." I.:..'... *..· ..* 22 Dec. 1989 Protection claims 1. Gekapseltes elektrisches Schaltfeld für Mittelspannung mit mehreren gegeneinander geschotteten Räumen, wie Sammelschienen-, Leistungsschalter- sowie Kabelanschlußraum, wobei die aufrecht stehenden zylindrischen Schalterpole des Leistungsschalters jeweils von an den Enden mit Durchlässen versehenen Isolierrohren koaxial mit Abstand umgeben sind und der Leistungsschalterraum unterhalb des Leistungsschalters zum Kabelanschlußraum hin durch ein von der Schaltfeldfrontseite aus handhabbares Einschubblech abgeschottet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb des Leistungsschalters ein schachtartiger Lüftungskanal (£3) erstreckt, dessen zum Leistungsschalter hin gerichtete Oberseite von dem Einschubblech (26) gebildet ist, daß der Lüftungskanal (23) frontseitige Einlaßöffnungen (27) sowie an seiner Oberseite an der Stelle Auslaßöffnungen (28) besitzt, wo sich darüber im Betriebszustand die Schalterpole (8) befinden. 1. Encapsulated electrical switchgear panel for medium voltage with several compartments which are partitioned off from one another, such as busbar, circuit breaker and cable connection compartments, the upright cylindrical switch poles of the circuit breaker each being coaxially surrounded at a distance by insulating tubes provided with passages at the ends, and the circuit breaker compartment below the circuit breaker being partitioned off from the cable connection compartment by a slide-in plate which can be handled from the front of the switchgear panel, characterized in that a shaft-like ventilation duct (£3) extends below the circuit breaker, the upper side of which directed towards the circuit breaker is formed by the slide-in plate (26), that the ventilation duct (23) has inlet openings (27) on the front and outlet openings (28) on its upper side at the point where the switch poles (8) are located above in the operating state. 2. Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lüftungskanal (23) eine Rückschlagklappe (33) angeordnet ist, die von einer Feder (35) im geöffneten Zustand kraftschlüssig arretiert und im geschlossenen Zustand gegen öffnen gesperrt ist.2. Switch panel according to claim 1, characterized in that a non-return valve (33) is arranged in the ventilation duct (23), which is non-positively locked by a spring (35) in the open state and is blocked against opening in the closed state. 3. Schaltfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (35) eine U-Form aufweist, auf deren freiem Schenkel die geöffnete Klappe (35) mit zum Schenkelende gerichteter Schließrichtung aufliegt, und im Falle des Schließens der Klappe die Stirn (36) des freien Schenkels sich hinter die geschlossene Klappe (33) setzt.3. Switch panel according to claim 2, characterized in that the spring (35) has a U-shape, on the free leg of which the opened flap (35) rests with the closing direction directed towards the leg end, and in the event of the flap being closed, the front (36) of the free leg is positioned behind the closed flap (33). 89/675 .:..·..* 2.:,,:.. ·.,· ,.· 22. Dez. 198989/675 .:..·..* 2.:,,:.. ·.,· ,.· 22. Dec. 1989 4. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Lüftungskanal (23), in Strömungsrichtung gesehen vor der Klappe (33) , ein Lüfter (38), insbesondere ein Walzenlüfter, angeordnet ist.4. Switch panel according to one of claims 1 to 3, characterized in that a fan (38), in particular a roller fan, is arranged in the ventilation duct (23), in front of the flap (33) as seen in the direction of flow. 5. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gejcennzeichnet, daß der Lüftungskanal (23) einen rechteck- bzw. quadratförmigen Querschnitt aufweist und lediglich das die Oberseite bildende Einschubblech (26} zur Führung im Schaltfeld seitlich überstehend ausgeführv ist.5. Switch panel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ventilation duct (23) has a rectangular or square cross-section and only the insert plate (26) forming the upper side is designed to protrude laterally for guidance in the switch panel. 6. Schaltfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungskanal (23) an seiner Unterseite mit einer mit zum Schaltfeldinneren gerichteten Schräge (29) ausgeführt ist.6. Switch panel according to claim 5, characterized in that the ventilation duct (23) is designed on its underside with a slope (29) directed towards the interior of the switch panel. 7. Schaltfeld mit einem den Leistungsschalterpolen teilweise untergebauten Antriebsgehäuse, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsgehäuse (10) an entsprechender Stelle Ausnehmungen (30) zur Bildung eines Lüftungsschachtes entlang der Schalterpole (8) aufweist.7. Switchgear panel with a drive housing partially built under the circuit breaker poles, according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive housing (10) has recesses (30) at a corresponding location to form a ventilation shaft along the switch poles (8). 8. Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalteraum (1) an seiner Oberseite mit einem Lochblech (32) abgedeckt ist.8. Switchgear panel according to one of claims 1 to 7, characterized in that the circuit breaker compartment (1) is covered on its upper side with a perforated plate (32). I I ·I I ·
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