DE9102514U1

DE9102514U1 - Medium-voltage electrical switchgear

Info

Publication number: DE9102514U1
Application number: DE9102514U
Authority: DE
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1991-03-02
Filing date: 1991-03-02
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2001-03-03

Description

ABB Patent GmbHABB Patents GmbH

Mannheim 27. Febr. 1991Mannheim 27 February 1991

Mp.-Nr. 91/528 PAT 4-Ni/WiMp. No. 91/528 PAT 4-Ni/Wi

Elektrische Mittelspannungsschaltanlage BeschreibungMedium-voltage electrical switchgear Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische, metallgekapselte Mittelspannungsschaltanlage für Innenraumaufstellung, bestehend aus mehreren aneinandergereihten Schaltfeldern, die vorzugsweise mehrere gegeneinander geschottete Abteile mit diversen elektrischen Schalt- bzw. Ausrüstelementen enthalten und bei denen Wandungsteile bei einem inneren Druckanstieg zum "Auspuffen" geöffnet werden, wobei der Gasausstoß an der Oberseite der Schaltfelder erfolgt.The invention relates to an electrical, metal-encapsulated medium-voltage switchgear for indoor installation, consisting of several switch panels arranged in a row, which preferably contain several compartments partitioned off from one another with various electrical switching or equipment elements and in which wall parts are opened for "exhaustion" in the event of an internal pressure increase, with the gas being discharged from the top of the switch panels.

Bei solchen Schaltanlagen gilt es, den Lichtbogenauswurf, wenn er denn in den Aufstellungsraum geleitet werden muß, in eine ungefährliche Richtung zu lenken und möglichst vorzukühlen. Dies hat dazu geführt, daß der "Auspuff" nach oben oder - dem Bedienungsgang abgewandt - nach hinten erfolgt. Metallgitter zur Kühlung an der Austrittsstelle der Gase aus den Schaltfeldern sind meist nicht effektiv, da eine zu große Dämmung vermieden werden muß.In such switchgear, it is important to direct the arc discharge, if it has to be directed into the installation room, in a safe direction and to pre-cool it if possible. This has led to the "exhaust" being directed upwards or - away from the service corridor - to the rear. Metal grids for cooling at the point where the gases exit the switchgear panels are usually not effective, as excessive insulation must be avoided.

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Die Erfindung will nun erreichen, daß die Lichtbogengase sowohl druckgemindert als auch wesentlich gekühlt die Schaltanlage verlassen, und zwar mit einem noch günstigen Schaltanlagenbauvolumen.The invention now aims to ensure that the arc gases leave the switchgear both at a reduced pressure and significantly cooled, and that this is done with a switchgear construction volume that is still favorable.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen auf die Oberseite der Schaltfelder aufgesetzten und diese übergreifenden Expansionskanal, in den die Lichtbogengase der Schaltfelder unmittelbar eingeleitet werden, daß mindestens ein weiterer Auspuffkanal vorhanden ist, in den die Lichtbogengase über wenigstens eine Verbindungsöffnung umgeleitet werden und in dessen mindestens einem Auspuffende ein Metallgittergeflecht, insbesondere Streckmetallschichten, eingesetzt ist- wobei das bzw. die Auspuffenden parallel zum Expansionskanal gerichtet sind.This task is solved by an expansion channel placed on the top of the switch panels and extending over them, into which the arc gases from the switch panels are directly introduced, that at least one further exhaust channel is present into which the arc gases are diverted via at least one connection opening and in at least one exhaust end of which a metal mesh, in particular expanded metal layers, is inserted - with the exhaust end or ends being directed parallel to the expansion channel.

Durch die beiden Kanäle ist zunächst ein erheblicher Expansionsraum geschaffen. Die wesentlich druckentspannten Gase werden zusätzlich am Auspuffende wirksam durch Streckmetallschichten gekühlt; deren Dämmwirkung hat ob der Größe des vorgeschalteten Expansionsraumes nicht mehr den zuvor geschilderten Stellenwert im Hinblick auf die Berstsicherheit der Schaltfelder. Durch die Umlenkung und der damit einhergehenden Vorkühlung der Gase werden die Streckmetallschichten thermisch nicht über Gebühr beansprucht. All dies ermöglicht es, die Lichtbogengase in Richtung längs zum Bedienungsgang an der Oberseite der Schaltanlage aus dem Auspuffkanal zu entlassen. Somit wird vorteilhaft der Raum oberhalb der Schaltanlage ausgenutzt, der ohnehin beim direkten Auspuffen nach oben vorhanden sein muß; es bedarf daher keine Veränderung des Aufstellraumes in der Höhe.The two channels initially create a considerable expansion space. The gases, which have been significantly depressurized, are additionally effectively cooled at the exhaust end by expanded metal layers; due to the size of the expansion space upstream, their insulating effect no longer has the previously described importance with regard to the bursting safety of the switchgear. Due to the diversion and the associated pre-cooling of the gases, the expanded metal layers are not subjected to excessive thermal stress. All of this makes it possible to release the arc gases from the exhaust channel in a direction along the operating corridor on the top of the switchgear. This makes advantageous use of the space above the switchgear, which must be available anyway when exhausting directly upwards; there is therefore no need to change the height of the installation space.

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Die Enden des Auspuffkanales können zueinander bzw. gegeneinander gerichtet sein. Wesentlich ist, daß zwischen ihnen bzw. zwischen ihnen und der nächstliegenden Wandung ein ausreichender Zwischenraum vorhanden ist.The ends of the exhaust duct can be directed towards or against each other. It is important that there is sufficient space between them or between them and the nearest wall.

Eine optimale Raumausnutzung erhält man, wenn die Kanäle übereinander angeordnet werden. Sie können mit gleicher Tiefenabmessung ausgeführt sein, was der Halterung des Auspuffkanales zuträglich ist.Optimum use of space is achieved when the ducts are arranged one above the other. They can be designed with the same depth, which is beneficial for the mounting of the exhaust duct.

Für den Expansionskanal ist eine stabile Konstruktion zweckmäßig. Eine solche läßt sich durch ein - im Querschnitt gesehen - Vieleck ausführen.A stable construction is advisable for the expansion channel. This can be achieved by a polygon - seen in cross-section.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den anliegenden Figuren dargestellt und soll im folgenden näher erläutert werden.An embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying figures and will be explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 die Frontansicht einer zellenförmigen Schaltanlage; Expansions- sowie Auspuffkanal im Schnitt,Figure 1: Front view of a cellular switchgear; expansion and exhaust duct in section,

Figur 2 eine Seitenansicht der Schaltanlage nach Figur 1 im Schnitt,Figure 2 is a side view of the switchgear according to Figure 1 in section,

Figur 3 eine Ausführungsvariante der Schaltanlage in Frontansicht mit zueinanderweisenden Auspuffkanalenden .Figure 3 shows a variant of the switchgear in front view with the exhaust duct ends facing each other.

Die zellenförmige Schaltanlage wird von aneinandergereihten Schaltfeldern la bis In gebildet. Wie in Figur 2 zu erkennen, setzt sich ein solches Schaltfeld Ic aus mehreren gegeneinander geschotteten Abteilen zusammen. Zu sehen ist z. B. ein Leistungsschalterabteil 2, ein Sammelschienenabteil 3 sowie ein frontseitig verlaufendes, in der Höhe die anderen Abteile überragendes Niederspannungsabteil 4.The cell-shaped switchgear is formed by switch panels la to In arranged in a row. As can be seen in Figure 2, such a switch panel Ic is made up of several compartments that are partitioned off from one another. For example, you can see a circuit breaker compartment 2, a busbar compartment 3 and a low-voltage compartment 4 running along the front that is higher than the other compartments.

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Die Abteile 2 und 3 sind über durch einen inneren Überdruck sich öffnende Klappen 5, 6 zur Oberseite des Schaltfeldes hin entlastbar. Die Klappen schwenken in den an der Oberseite der Schaltanlage entlang führenden und die einzelnen Schaltfelder la bis In überdeckenden Expansionskanal 7. Letzterer wird im wesentlichen aus sich gegenüberliegenden Seitenwänden 8, 9 sowie dem Dachblech 10 gebildet sein, in das ein oder mehrere Verbindungsöffnungen 11, 12, 13 - je nach Ausführungsart eingebracht sind. Der Expansionskanal 7 kann auch mit einem auf den Schaltfeldern la bis In aufliegenden Bodenblech ausgeführt sein, das dann freilich öffnungen für das Hineinschwenken der Klappen 5, 6 enthalten muß.The compartments 2 and 3 can be relieved towards the top of the switchgear panel via flaps 5, 6 that open due to an internal overpressure. The flaps swing into the expansion channel 7 that runs along the top of the switchgear and covers the individual switchgear panels la to In. The latter will essentially be made up of opposing side walls 8, 9 and the roof plate 10, in which one or more connecting openings 11, 12, 13 are made - depending on the design. The expansion channel 7 can also be designed with a base plate that rests on the switchgear panels la to In, which then of course must contain openings for the flaps 5, 6 to swing in.

Im Querschnitt (siehe Figur 2) gesehen ist der Expansionskanal an der seiner den Schaltfeldern zugewandten Seite rechteckig ausgeführt; während sein oberer, haubenartiger Abschluß durch die nach innen gezogenen Seitenwände 9 trapezförmige Gestalt ausweist. Diese Flächenvergrößung verleiht dem Kanal eine bessere mechanische Stabilität.Viewed in cross-section (see Figure 2), the expansion channel is rectangular on the side facing the switch panels; while its upper, hood-like end has a trapezoidal shape due to the inward-drawn side walls 9. This increase in surface area gives the channel better mechanical stability.

Parallel zum Expansionskanal 7 - nämlich an dessen Oberseite - befindet sich der Auspuffkanal 14, der nicht über die gesamte Schaltanlagenzeile geführt ist. Er kann an dem Expansionskanal 7 oder aber direkt an der Oberseite der Schaltfelder festgemacht sein. Gemäß Figur 1 sind die parallel geführten Kanäle 7, 14 symmetrisch zu deren Verbindungsöffnung 11 ausgeführt, die etwa in der Mitte der Schaltanlagenzeile sich befindet.Parallel to the expansion channel 7 - namely on its top - is the exhaust channel 14, which does not run across the entire switchgear row. It can be attached to the expansion channel 7 or directly to the top of the switchgear panels. According to Figure 1, the parallel channels 7, 14 are designed symmetrically to their connection opening 11, which is located approximately in the middle of the switchgear row.

Kurz vor den, in Längsrichtung der Schaltanlagenzeile weisenden Austrittsöffnungen 15, 16, 17, 18 ist im Auspuff kanalende jeweils eine Kühlvorrichtung in Form von mehrlagigen Streckmetallen 19 untergebracht.Shortly before the outlet openings 15, 16, 17, 18 pointing in the longitudinal direction of the switchgear row, a cooling device in the form of multi-layer expanded metal 19 is accommodated in the exhaust duct end.

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Gemäß Figur 2 ist der Auspuffkanal 14 in zwei Einzelkanäle 14a, 14b aufgeteilt, die an den Enden des Expansionskanales 7 angesetzt sind. Sie sind jeweils nur mit einer Austrittsöffnung 17, 18 ausgeführt, die zur Schaltanlagenmitte hin gerichtet sind. Die Verbindungsöffnungen 12, 13 sind jeweils über die Endschaltfelder la sowie In gelegt. Die Einzelkanäle 14a, 14b sind nicht bis zur Anlagenmitte geführt; ihre Austrittsöffnungen 17, 18 stehen sich in einem gehörigen Abstand gegenüber, damit die dort ausgeworfenen Lichtbogengase genügend Platz finden, um in den Aufstellungsraum der Schaltanlage entweichen zu können.According to Figure 2, the exhaust channel 14 is divided into two individual channels 14a, 14b, which are attached to the ends of the expansion channel 7. They are each designed with only one outlet opening 17, 18, which is directed towards the centre of the switchgear. The connecting openings 12, 13 are each placed over the end switch panels la and In. The individual channels 14a, 14b do not extend to the centre of the system; their outlet openings 17, 18 are located opposite each other at a suitable distance so that the arc gases ejected there have enough space to be able to escape into the installation room of the switchgear.

Mit den Pfeilen ist der Strömungsweg der Lichtbogengase die stets eine Umleitung erfahren, aus der Schaltanlage heraus angedeutet. Wesentlich ist, daß ein großer Expansionsraum, nämlich der Inhalt des Expansionskanales, der über die gesamte Anlagenzeile reicht (1 &khgr; h &khgr; a), zur Verfügung steht. Hinzu kommt der Rauminhalt des Auspuffkanales, der zudem einen großen Austrittquerschnitt, nämlich 2 &khgr; a &khgr; b den Lichtbogengasen zur Verfügung stellen kann.The arrows indicate the flow path of the arc gases, which are always diverted, out of the switchgear. It is important that a large expansion space is available, namely the content of the expansion channel, which extends over the entire system row (1 x h x a). Added to this is the volume of the exhaust channel, which can also provide a large exit cross-section, namely 2 x a x b, for the arc gases.

Claims

91/528 1 27 Feb. 1991 Protection claims

1. Electrical, metal-encapsulated medium-voltage switchgear for indoor installation, consisting of several switch panels arranged in a row, which preferably contain several compartments with various electrical switching or equipment elements which are partitioned off from one another and in which wall parts are opened for "exhausting" when there is an internal pressure increase, with the gas being discharged from the top of the switch panels, characterized by an expansion channel (7) placed on the top of the switch panels (la to In) and extending over them, into which the arc gases from the switch panels are introduced directly, and that at least one further exhaust channel (14, 14a, 14b) is present, into which the arc gases are diverted via at least one connecting opening (11, 12, 13) and in whose at least one exhaust end a metal mesh, in particular expanded metal layers (19), is inserted, with the exhaust end or ends being guided parallel to the expansion channel.

2. Switchgear according to claim 1, characterized in that the connecting opening (11) between the channels (7, 14) is made approximately in the middle of the cell-shaped switchgear and the channels are arranged approximately symmetrically to the connecting opening (11), the exhaust channel (14) being designed with a significantly shorter length than the switchgear row.

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3. Switchgear according to claim 2, characterized in that the exhaust channel (14) has two outlet openings (15, 16).

4. Switchgear according to claim 1, characterized in that the exhaust channel is divided into two individual channels (14a, 14b), which are each attached to the ends of the expansion channel (7) and whose outlet openings (17, 18) are directed towards the center of the switchgear.

5. Switchgear according to claim 4, characterized in that the connecting openings (12, 13) of the channels (7, 14a, 14b) are each made above the switchgear end fields (la, In).

6. Switchgear according to claim 4, characterized in that the outlet openings (17, 18) of the individual channels (14a, 14b) - in the longitudinal direction of the switchgear

- are arranged at a distance from each other.

7. Switchgear according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust channel (14, 14a, 14b) is placed on the expansion channel (7).

8. Switchgear according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust (14, 14a, 14b) and the expansion channel (7) have the same depth (a).

9. Switchgear according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion channel (7)

- seen in section - is formed as a polyhedron.

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10. Switchgear according to claim 9, characterized in that the expansion channel (7) is rectangular in its lower part, directed towards the switchgear, and trapezoidal in its upper part with recessed side walls (9).

11. Switchgear according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion and exhaust ducts are designed as prefabricated, type-tested switchgear components.