EP4070347A1 - Kühlungsvorrichtung für eine elektrische drossel - Google Patents

Kühlungsvorrichtung für eine elektrische drossel

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Publication number
EP4070347A1
EP4070347A1 EP19821045.2A EP19821045A EP4070347A1 EP 4070347 A1 EP4070347 A1 EP 4070347A1 EP 19821045 A EP19821045 A EP 19821045A EP 4070347 A1 EP4070347 A1 EP 4070347A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
throttle
pipe system
cooling
building
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19821045.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Armschat
Steffen Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4070347A1 publication Critical patent/EP4070347A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/02—Buildings or groups of buildings for industrial purposes, e.g. for power-plants or factories
    • E04H5/04—Transformer houses; Substations or switchgear houses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/085—Cooling by ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14339—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for high voltage operation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L25/00—Constructive types of pipe joints not provided for in groups F16L13/00 - F16L23/00 ; Details of pipe joints not otherwise provided for, e.g. electrically conducting or insulating means
    • F16L25/01—Constructive types of pipe joints not provided for in groups F16L13/00 - F16L23/00 ; Details of pipe joints not otherwise provided for, e.g. electrically conducting or insulating means specially adapted for realising electrical conduction between the two pipe ends of the joint or between parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • F16L9/125—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement electrically conducting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
    • F16L9/147—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups comprising only layers of metal and plastics with or without reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for guiding cooling air for cooling an electrical throttle or a filter resistor located in a building or room. Furthermore, the present invention relates to a building which contains the throttle and the device for guiding cooling air.
  • the building can be designed as a converter building for providing a DC voltage that is suitable for high-voltage direct current transmission.
  • Filter resistances in filter halls also cause large losses and work at potential, but mostly AC voltage.
  • High-voltage direct current transmission is used to transmit electrical energy over long distances.
  • converters in particular in converter halls or converter buildings, can be provided in order to generate an AC voltage into a DC voltage suitable for HVDC transmission or to convert the DC voltage into an AC voltage, which is a electrical power supply network can be supplied.
  • electrical chokes are also used, i.e. coils that include an electrical conductor that is wound in several turns. In this way, unwanted AC components, which are e.g. present at the output connections of the AC-DC converter, can be filtered out and steep current increases in error states of the system can be attenuated.
  • both the converters and the chokes There are some power losses, which therefore lead to a strong development of heat. Therefore, conventionally, both the converters and the electrical reactors are cooled. Conventionally, the air in the entire interior of the converter building or the converter hall is suitably tempered.
  • the converter In contrast to a throttle, the converter requires complex temperature control of the cooling air in order to provide it in a comparatively narrow temperature range for cooling the converter. At a relatively high ambient temperature, the converter has to be cooled with the aid of compressors in order to achieve the favorable operating temperatures of the converter.
  • the conventional cooling by natural Gutkon convection of the throttle is comparatively inefficient, which makes a large cooling channel cross-section within the throttle or in the windings or between the windings necessary.
  • the electrical throttle should be supplied with re-feeding at low ambient temperatures (e.g. in winter) relatively low supply air temperatures in order to extend the service life. In summer or at relatively high ambient temperatures, a throttle can be cooled inexpensively with comparatively hot cooling air, even if this increases the service life consumption, since this can, however, be kept within an acceptable range.
  • Another disadvantage of the state of the art is that a possible fire within the converter room can only be detected with difficulty and with a long time delay, since the flow speeds between a fire detector (e.g. smoke detector) and the throttle are relatively low and since the fire gas is traditionally clean room air is strongly mixed (diluted). Thus, the detection and, as a result, the fighting or extinguishing of a fire or a burning throttle in a very large converter room is difficult or unreliable.
  • a fire detector e.g. smoke detector
  • a device for guiding cooling air for cooling an electrical choke located in a building or a hall which has cooling air ducts (also called cooling lines) between the turns (of a conductor) of the winding body, the device having: a pipe system for guiding the cooling air, which extends from at least one access area to the cooling lines of the throttle to at least one wall duct in a wall of the building; and an electrically conductive material which is attached to the pipe system and is electrically connected to the conductor of the throttle.
  • the cooling air can, for example, be ambient air from an area outside the building or the room in which the electrical throttle is located.
  • the building or the room can have building walls or room walls which delimit the interior of the building or the room from an outer area, i.e. the surrounding area.
  • the cooling air can include, for example, atmospheric air.
  • a fluid which is different from atmospheric air can also be used for cooling.
  • a gas which has a different composition than ambient air can also be used for cooling.
  • carbon dioxide, nitrogen or a mixture thereof can also be used as the cooling air.
  • the cooling air can be tempered before being fed to the electrical throttle, but does not have to be tempered.
  • the cooling air can have different temperatures in different times of the year, for example between -10 ° C and 50 ° C.
  • the electrical choke can be designed for high voltages, e.g. between 200 kV and 500 kV.
  • the electrical throttle can in particular be an air throttle, which can in particular be essentially cylindrical with a diameter of, for example, between 1 m and 5 m.
  • the conductor can be designed as a conductor bundle made up of several partial conductors (e.g. copper or aluminum) conductors.
  • the electrical choke can be held at a sufficient distance from the floor e.g. by means of insulator supports, e.g. between 1 m and 3 m within the building or the room.
  • a cylinder symmetry axis (or approximate cylinder symmetry axis) of the throttle can be oriented essentially vertically.
  • the cooling lines (also referred to as cooling air ducts) within the electrical throttle can also be designed to guide the cooling air, which is supplied to the cooling lines by means of the pipe system or is discharged from the cooling lines by means of the pipe system.
  • the cooling air can be supplied vertically from below to the cooling lines by means of part of the pipe system (in particular by means of the air supply pipe system) and can be discharged from the cooling lines of the throttle at an upper end of the throttle by means of another part of the pipe system (in particular by means of the air discharge pipe system) become.
  • the cooling air, which is provided for cooling the throttle can be routed exclusively within the pipe system and the cooling lines of the throttle without getting into the interior of the building or the room in which, for example, one or more converters are arranged.
  • the cooling of the electrical throttle's rule can thus be carried out separately and independently of cooling measures of other electrical components, which can also be arranged within the building or the room.
  • the cooling requirements of the throttle can be met without requiring cooling requirements. to disrupt their electrical or electronic equipment.
  • the pipe system can consist of several parts, as explained in detail below.
  • the pipe system can e.g. be attached or mounted directly to the throttle, or can be supported by further auxiliary devices or e.g. by one or more insulator supports, which are used at the same time to hold the throttle itself.
  • the pipe system can, for example, be coupled to the throttle in a substantially airtight manner, in particular using one or more seals, such as sealing lips, so that the cooling air can be supplied or discharged into or out of the cooling lines of the throttles without the cooling air leaking out of the Pipe system out and into the room.
  • the access area can, for example, comprise two areas, in particular an air supply area (e.g. below the cooling lines) and an air discharge area (e.g. above the cooling lines of the throttle).
  • the access area can define a space within the pipe system (within a respective connection part) within which the cooling air flows, namely into and out of the cooling lines.
  • the access area can also be understood as a distribution area (when cooling air is supplied) or as a collecting area (e.g. when air is discharged).
  • a multiplicity of cooling lines can be provided within the throttle which, for example, have cylindrical symmetry and which are, for example, radially spaced from one another, in particular between radially spaced apart layers or turns of the conductor of the reactor.
  • the wall duct can, for example, comprise an air supply wall duct and / or an air discharge wall duct.
  • the electrical (semi-) conductive material can, for example, a Me tall or metal powder or metal coating and / or um- grasp what is applied to the pipe system, for example.
  • the electrically conductive material can be or comprise a composite material, which is characterized by a polymeric binder, which contains metallic, ceramic and / or carbon-based (e.g. carbon black, graphite, carbon nanotubes, graphene or the like) filler .
  • the fillers can have an irregular geometry, preferably a mixture of platelet-shaped and spherical geometries.
  • the platelet-shaped geometry serves to better contact the fillers with one another and ensures increased reproducibility in the resulting resistance coating.
  • a spherical geometry ensures better through-hole plating through the layer itself. This is important in contact-making areas.
  • the type of ceramic filler can be that of a doped metal oxide such as antimony doped tin oxide.
  • the ceramic filler can be or contain a doped or an undoped silicon carbide.
  • the filler is to be of a metallic nature, then it should be in a sub-percolation filler concentration, otherwise its electrical conductivity would be too high and a "short circuit" would arise between the earthed wall bushing and the high-voltage winding.
  • the metallic filler can be encapsulated with a silver layer, otherwise the contact resistance in the composite layer would increase in an uncontrolled manner over time due to corrosion. (Silver also corrodes, but the resulting silver oxide is electrically conductive)
  • the polymeric binder can be made of any plastic, but preferably a duromer, in the case of duromers preferably from the group of epoxides, polyesterimides, polyesters or polyurethanes.
  • the composite material can be applied to the ventilation pipe as tapes or the like, but preferably sprayed on as a varnish containing solvents.
  • the entire pipe system can be coated with the electrically semiconducting material, for example sprayed on or vapor deposited, for example from the inside or outside.
  • the electrically semiconductive material can be provided to reduce the high voltage applied to the choke during operation in the wall bushing due to an electrical current flow essentially to earth potential. This means that the electrical potential in the ventilation duct should be reduced or built up over the length of the pipe. Effective cooling of the electrical throttle can thus be carried out by means of the supplied cooling air, in particular without interfering with other electrical components with regard to cooling, if the cooling air is also discharged by the throttle into an outside area of the room by means of the pipe system.
  • the electrically conductive material is provided continuously or uninterrupted between the throttle and the wall duct. This ensures an electrical current flow between the throttle and the wall bushing through the electrically conductive material in order to effectively and reliably reduce or reduce the voltage between the throttle and the wall bushing, which is applied to the pipe system, to zero or to ground potential .
  • the pipe system can, for example, be completely or at least partially equipped with the conductive material, which enables an electrical flow between a part of the pipe system attached to the throttle and the wall duct.
  • the pipe system has an air supply pipe system which is coupled to an air supply area of the throttle and to an air supply wall duct and is arranged and designed to cool the cooling air through the air supply wall duct from an area outside the hall feed lines.
  • the supply pipe system is provided for supplying the cooling air to the throttle or its cooling lines.
  • the pipe system has an air discharge pipe system, which is coupled to an air discharge area of the throttle and with an air discharge wall duct and is arranged and designed, the cooling air from the cooling lines through the air discharge wall duct into an area outside the building to dissipate.
  • the cooling of the throttle can be carried out completely separately and independently of the cooling of other components in the room or the building.
  • the air supply pipe system and / or the air discharge pipe system has: a respective connection part (also referred to as a distribution part or collecting part), which is tightly connected to the air supply area or the air discharge area of the throttle in communication with the cooling lines and with the Conductor of the reactor is electrically connected; and one or more pipe segments that are mechanically and electrically connected to one another and are mechanically and electrically connected at one end to the connection part and at the other end to the air supply wall duct or the air discharge W andungs exit are mechanically and electrically connected.
  • a respective connection part also referred to as a distribution part or collecting part
  • connection part can also be understood as a distributor part for the air supply pipe system, for example, and can be understood as a collecting part for the air discharge pipe system, for example.
  • connection part can also comprise means for mounting or sealing on the throttle.
  • connection part of the air supply pipe system can be coupled to the throttle at a lower end face thereof, in particular airtight, and can be electrically connected to the conductor of the throttle at the lower end of the throttle, in particular via the electrically conductive material that is attached to the connection part is attached or coated.
  • connection part and each of the pipe segments can be equipped with the electrically conductive material.
  • the coatings of various pipe segments or a pipe segment and the connection part can be electrically connected to one another by, for example, providing metal sleeves and connecting the sleeves with an electrical conductor.
  • the electrically conductive material which is attached or applied to the connection part can be electrically connected to the conductor of the choke.
  • the respective electrically conductive materials which are attached or applied to each of the pipe segments can be electrically connected to one another, for example with the aid of respective metal sleeves and one or more electrical wires.
  • the metal sleeves can be on or under the semiconducting coating of the pipe.
  • the pipe itself is made of an electrically non-conductive material.
  • the wall bushings in particular the air supply wall bushing and / or the air discharge wall bushing, can, for example, be at ground potential and the pipe segment, which is connected to the respective wall bushing, can thus be at its end due to the electrical connection. fertilizer can also be brought to earth potential. In this way, the high voltage along the connection part and the pipe segments can be reduced effectively and reliably (ie, for example, quasi-linearly and with an almost constant field strength over the entire length of the pipe).
  • connection part has a clear cross-sectional area size that changes along a flow direction, the clear cross-sectional area size close to the air supply area or the air discharge area of the throttle being greater than further away from it.
  • the clear cross-sectional area size can, for example, close to the air supply area or the air discharge area of the throttle (at least approximately) equal to the diameter of the throttle or even be larger than the diameter of the throttle.
  • cooling air can be effectively supplied to all of the cooling lines of the throttle, e.g., which are radially spaced apart, and also, all cooling lines, e.g.
  • the clear cross-sectional area size can, for example, increase linearly along the vertical or increase non-linearly, so that there is, for example, an area in which the clear cross-sectional area size increases very sharply or rapidly (along a center line of the access area) and other areas in which the clear cross-sectional area size increases less strongly.
  • connection part can be chosen to optimize a flow of cooling air into the cooling lines of the throttle body in or out of the cooling lines, in particular with regard to reducing turbulence, for example in order to achieve a laminar flow and uniform flow of the To achieve cooling air channels in the throttle body.
  • connection part for example the air supply pipe system and / or of the air discharge pipe system
  • connection part has a substantially cylindrically symmetrical shape and is in particular funnel-shaped. An effective distribution or collection of the cooling air in the supply area or discharge area can thus be achieved.
  • At least one pipe segment has a clear cross-sectional area size that is essentially constant along a direction of flow.
  • Each pipe segment can be essentially cylindrically symmetrical.
  • Conventionally available pipe segments such as electrically non-conductive plastic pipe segments, can thus be used in embodiments.
  • the pipe segments can be connected to one another in a straight line or in a wavy line or in a zigzag line (e.g. plugged into one another) in order to achieve a desired or predetermined total length of the air discharge pipe system or the air supply pipe system, in particular to achieve or achieve a desired creepage distance factor to achieve a desired field strength within the pipe system which, for example, meets safety requirements.
  • connection part of the air supply pipe system and / or the air discharge pipe system is mounted on at least one insulator element that carries the throttle above and isolated from a floor of the building.
  • the throttle can be held by four to ten isolator elements, for example, and these can also be used to hold the air supply pipe system and / or the air discharge pipe system at the same time.
  • a specific or specifically provided for the pipe system bracket in the Be rich of the throttle is not required, but supports in the wide Ren pipe between the wall and the throttle may be required.
  • conventionally available throttles and their brackets can be supported.
  • the electrically conductive material is designed to achieve a potential downshift over an extension of the pipe system. This happens due to an electrical current flowing through the semiconducting coating of the pipe and will cause a voltage drop of between 200 kV and 500 kV operating voltage. This means that the choke can be supported to prepare an electrical voltage for HVDC transmission.
  • the electrically conductive material e.g. the electrically conductive composite material
  • the electrically conductive material can be electrically connected to the high voltage coil winding on one side and connected to earth on the other side.
  • the electrical resistance of this electrically conductive coating can be designed in such a way that there are virtually no measurable electrical losses in the layer so that it is not destroyed by this Joule-like heating and the efficiency of the choke is not impaired.
  • the electrical conductivity can, for example, be so high that electrostatically charged dust particles can discharge (through the layer). Good electrical conductivity is also an advantage for constant field distribution over the length of the pipe.
  • the square resistance of the layer can be greater than 1 * 10 L 5 Ohm, for example, between 1 * 10 L 9 Ohm and 1 * 10 L 12 Ohm with a ventilation pipe length of 10 m and a coil voltage of 500 kV (field strength of 50 V / mm)
  • the electrically conductive material in the access area of the throttle is electrically connected to the conductor of the throttle and is designed to allow an electrical current to flow between the connecting part of the feed pipe system and / or the discharge pipe system. tems and the air supply wall bushing or the air discharge wall bushing, the current being between 0.1 mA and 5 mA.
  • the current flowing through the electrically conductive material is relatively small in order to keep the power loss low. In order to obtain this desired current, the electrically conductive material can be selected appropriately with regard to its electrical resistance.
  • the pipe system being made of insulating plastic, in particular thermoplastic or thermosetting plastic, with inner surfaces in particular having smooth surfaces.
  • insulating plastic in particular thermoplastic or thermosetting plastic
  • inner surfaces in particular having smooth surfaces.
  • Conventionally available pipe segments can thus be used.
  • a smooth surface can be advantageous in order to enable a reliably adhering coating through the electrically conductive material or to improve air flow while reducing turbulence.
  • the electrically conductive material comprises an electrically conductive coating on the pipe system, in particular with a uniform thickness; and at least one conductive sleeve in electrical communication with the electrically conductive coating.
  • the electrically conductive coating can be applied particularly easily and can make it possible to cover the pipe system essentially completely by means of the electrically conductive coating. In this way, any dangerous voltages that may occur in an insulating area can be avoided.
  • conductive sleeves in electrical connec tion with the respective electrically conductive coating can be attached, for example screwed, at the ends.
  • the adjoining conductive sleeves eg metal sleeves, or else and preferably also painted “sleeves"
  • the above-mentioned metallically conductive filler is converted into a polymeric binder given and painted in sleeve form on the conductive composite material;
  • Conductive silver paint can also be painted on, etc.
  • electrical sleeves can be provided on the one hand on the connection part and on the other hand on an adjacent pipe segment and are electrically connected by means of a wire. This enables a continuous electrical connection of the entire pipe system from the throttle to the respective wall duct.
  • the electrically conductive coating is at least partially formed by a lacquer, in particular polymerizable lacquer, the lacquer having a duromer and / or elastomer as a binding agent and / or a ceramic material, in particular SiC, as a filler.
  • the coating can be produced in a conventionally available manner.
  • the electrically conductive coating is applied on the outside and / or inside of the pipe system, in particular by means of spraying. If the electrically conductive coating is seen on the outside, an electrical contact to a conductive sleeve can be achieved in a simple manner, which can also be mounted on the outside of a respective raw segment or the connection part. If the electrical coating is applied on the inside, it can be protected from external disruptive influences.
  • the composition and / or thickness of the electrically conductive coating is selected to have a predetermined electrical square resistance, in particular between 10 L 10 and 10 L 12 ohms.
  • a current flow for example between 0.1 mA and 5 mA with expected operating voltages between 200 kV and 500 kV, can be achieved.
  • This can for example by filler size and / or Filler doping can be made possible and can thus be set precisely over decades.
  • a length of the pipe system is selected in order to achieve an electric field strength between 20 V / mm and 100 V / mm during operation.
  • the electrical field strength can thus be in a desired range, in particular within the pipe system on the electrical coating.
  • the device further comprises a protective layer over the electrically conductive material.
  • the protective layer can protect the electrically conductive material from damage.
  • the device furthermore has at least one sensor which is designed to measure at least one of the following within the pipe system: the air flow rate, the cooling air temperature; a smoke concentration;
  • the current path (the connecting wire) can contain a current measuring point to determine the control current currently flowing.
  • a fire can thus also be reliably detected.
  • a fire can also be assigned to the throttle actually affected, if a potentially potential-free connected temperature measurement (e.g. by means of a radio sensor) is incorporated directly in the individual exhaust air duct of a throttle body.
  • a potentially potential-free connected temperature measurement e.g. by means of a radio sensor
  • the temperature sensor can also be of the conventional type and work on earth potential.
  • the device furthermore has at least one fan (or ventilator) in order to supply cooling air to the pipe system and / or to remove it from the pipe system.
  • the fan can be provided, for example, in the air supply wall bushing and / or in the Be Heilab Technologywandungs trim entry.
  • a flow rate of the cooling air through the throttle can be set as desired by means of the fan.
  • the ventila tor can be adjustable with respect to its cooling air flow rate.
  • the fan can be set to a higher throughput when the cooling air is relatively warm compared to the situation when the cooling air is relatively cold.
  • the device furthermore has a CCg storage unit which is coupled to the pipe system, in particular the air supply pipe system, in order to conduct CO 2 into the cooling lines of the throttle.
  • CO 2 carbon dioxide
  • a building comprising a building wall which delimits an interior space; at least one throttle, in particular special air throttle, within the interior; and a device according to one of the preceding embodiments.
  • the building can be understood as synonymous with a hall or synonymously with a room.
  • the building or the room or the hall furthermore has at least one converter within the interior space which is electrically connected to the throttle.
  • the converter can be provided for converting alternating current into direct current or for converting direct current into alternating current.
  • the converter can, for example, have a series connection of high-power transistors for each phase to be converted (for example for each of, for example, three phases).
  • the high-power transistors eg IGBTs
  • the DC voltage can However, due to the non-ideal conversion, they still have alternating current components, which can subsequently be reduced in amplitude by the electrical throttle.
  • the converter arm throttle also effectively limits strong transient current increases in fault conditions of the system.
  • the converter is designed to convert an AC voltage into DC voltage, in particular between 200 kV and 500 kV, and the choke is connected to remove unwanted residual AC components in order to generate a DC voltage. Voltage suitable for high voltage direct current transmission. Thus, an improved HVDC can be carried out.
  • a method of guiding cooling air for cooling an electrical choke located in a building which has cooling lines between turns of a conductor, the method comprising: guiding the cooling air in a pipe system which is supplied by at least one Access area to the cooling lines of the throttle up to at least egg ner wall penetration in a wall of the building is enough, wherein an electrically conductive material is attached to the pipe system and is electrically connected to the conductor of the throttle.
  • the method further comprises reducing a voltage along the pipe system by means of an electrical current flow in the electrically conductive material between the access area and the wall duct.
  • a throttle is provided with a device for guiding cooling air of the throttle.
  • FIG. 1 schematically illustrates, in a side sectional view, a device with an embodiment of the present invention for guiding cooling air for cooling an electrical throttle together with the electrical throttle;
  • FIG. 2 illustrates a schematic representation in sectional view of a building according to an embodiment of the present invention with a converter and a throttle and a device for guiding cooling air;
  • Fig. 3 illustrates in a schematic view from above a building or a room according to an embodiment of the present invention with converters, chokes and a cooling air supply device according to embodiments of the present invention.
  • the throttle illustrated schematically in sectional view in FIG. 1 with a device for guiding cooling air 100 comprises a device 100 for guiding cooling air for cooling a throttle 101 according to an embodiment of the present invention and the throttle 101.
  • the device 100 for guiding cooling air 103 or 105 (ie supply air 103 and discharge air 105) has a pipe system 120 for guiding the cooling air 103, 105 that from at least one access area 107, 109 to cooling lines 111 of the throttle to at least one wall duct 113, 115 in a wall 117, 119 of a room is enough.
  • the device 100 further comprises an electrically conductive material 121 which is attached to the pipe system 120 and is electrically connected to a conductor 123 of the throttle 101.
  • the choke 101 comprises layers of turns of the conductor 123 which are spaced apart radially and between which the cooling lines 111 are provided for cooling the conductor.
  • the electrically conductive material 121 is designed as a coating on the outside of the pipe system 120 and is provided continuously between the throttle 101 and the wall duct 113 or 115.
  • the embodiment 100 of the cooling air guiding device comprises an air supply pipe system 125 which is coupled to an air supply area 107 of the throttle 101 and to an air supply wall duct 113 and is arranged and designed to divert the cooling air 103 through the air supply wall duct 113 from an area 127 to supply the cooling lines 111 outside the building.
  • the pipe system 120 further comprises an air discharge pipe system 129 which is coupled to an air discharge region 109 of the throttle 101 and to an air discharge wall duct 115 and is arranged and designed to discharge the cooling air 105 (after flowing through the cooling lines 111) from the cooling lines 111 through the air discharge wall duct 115 into an area 127 outside the building.
  • an air discharge pipe system 129 which is coupled to an air discharge region 109 of the throttle 101 and to an air discharge wall duct 115 and is arranged and designed to discharge the cooling air 105 (after flowing through the cooling lines 111) from the cooling lines 111 through the air discharge wall duct 115 into an area 127 outside the building.
  • the air supply pipe system 125 has a connection part 131 which is tightly connected to the air supply area 107 of the throttle 101 in communication with the cooling lines 111 and is electrically connected to the conductor 123 of the throttle 111. Furthermore, the air supply pipe system 125 has a plurality of pipe segments 133 which are mechanically and electrically connected to one another and are mechanically and electrically connected at one end to the connection part 131 and are mechanically and electrically connected to the air supply wall bushing 113 at another end. Seals 134 are provided between pipe segments 133.
  • the air discharge pipe system 129 has a connection part 135 which is tightly connected to the air discharge area 109 of the throttle 101 in communication with the cooling lines 111 and is electrically connected to the conductor 123 of the throttle (namely on an upper side of the throttle 101).
  • the air discharge pipe system 129 has one or more pipe segments 137 which are mechanically and electrically connected to each other and are mechanically and electrically connected at one end to the connector 135 and at one end are mechanically and electrically connected to the air discharge wall duct 115.
  • connection part 131 of the air supply pipe system 125 has a variable clear cross-sectional area size (symbolized by the diameter DZ) along a flow direction (indicated by air flow arrows 139), the clear cross-sectional area size being larger near the air supply area 107 than further away from it.
  • connection part 135 of the air discharge pipe system 129 has a clear cross-sectional area size that changes along the flow direction 139. ß (symbolized by the diameter DA), which is greater in the air discharge area 109 than further away, ie downstream thereof.
  • the throttle 101 and also the connection parts 131, 135 have an essentially cylindrically symmetrical shape.
  • at least one pipe segment 137 has a clear cross-sectional area size dz that is essentially constant along the flow direction 139.
  • the conductor 123 of the choke 101 is connected to the connection part 131, in particular to the coating 121, via a wire conductor 139.
  • a conductive (me-metallic) sleeve 141 is placed around the outer surface of the pipe segment 133 and fastened and electrically connected to the coating 121 at each end of the pipe section. The two metal sleeves 141 are then connected to one another by an electrical wire 143.
  • the electrically conductive coating 121 can furthermore have one or more protective layers.
  • the device 100 further comprises at least one sensor 145, 147, which can measure, for example, the temperature and / or the smoke concentration within the flow path of the pipe system 100.
  • the device 100 furthermore has at least one fan 149 in order to supply cooling air 103 to the pipe system 120.
  • a ventilator 151 can be provided in order to discharge the cooling air 105 from the pipe system 120.
  • the outermost cylinder 124 of the throttle 101 forms a "blind layer", an outer GRP cylinder that is coated with conductive paint (generally conductive material 121).
  • this blind layer could also be dispensed with Choke then an electrical winding, which is coated on its insulation with the conductive varnish described here.
  • This variant is cheaper, but there is a discontinuity in the cooling (deterioration) and a gap in fire protection, since in the event of a short circuit and subsequent fire in the outermost (current-carrying) position of the throttle then outside when after flooding there is no C02 but normal room air.
  • FIG. 2 illustrates a schematic side view of a building 260 according to an embodiment of the present invention, which has a building wall 217, 219 which delimits an interior space 218. Furthermore, the building 260 has at least one throttle 201 within the interior space 218 and a device 200 for supplying cooling air 203 for cooling the throttle 201.
  • the building 260 also has several converters 261, which are connected in series, for example, the last Converter to the conductor 223 of the choke 201 is electrically connected.
  • the building 260 can contain further throttles which are connected to the throttle 201, for example in series.
  • the throttle 201 is supported by a plurality of isolator elements 263 and the air supply pipe system 225 is mounted on at least one of the isolator elements 263 on it.
  • the converters 261 are also supported by insulator elements 265, and, like the throttle, at a distance from a floor 267 of the building 260.
  • the air supply wall duct 213 is located in a side wall 217 of the building 260, while the air discharge wall duct 215 is in a ceiling wall 219 is located.
  • Fig. 3 illustrates a schematic plan view of a building 360 according to an embodiment of the present inven tion, which converter 361, chokes 301 and a device 300 for supplying cooling air according to an embodiment of the present invention.
  • the device 300 is designed here to supply all three throttles 301 with cooling air.
  • cooling air is introduced into the pipe system 320 from the outer space 327 via a single (or more) air supply wall duct 313 and then supplied to the throttles 301 in series.
  • a corresponding air discharge pipe system (for example as illustrated in FIGS. 1 or 2) is also provided for each throttle 301.
  • the cooling air can also be discharged through a plurality of air discharge wall ducts 315 via corresponding pipe sections 329.
  • a pipe diameter of pipe segments which can be provided for the supply of the cooling air, can for example be between 500 mm and 1000 mm, in particular about 800 mm.
  • a pipe diameter of pipe segments, which are provided for Abr tion of the air can, for example, between 300 mm and 800 mm, in particular 600 mm, for example.
  • the device 300 for guiding the cooling air 303, 305 furthermore comprises a CCg memory 369, which is coupled to the pipe system 320, in particular to the air supply pipe system 325, in order to supply CO2 (e.g. from CCg bottles 371) into the cooling lines of the throttle 301 conduct.
  • CO2 e.g. from CCg bottles 371
  • This can take place, for example, in the event of a fire, whereby a valve 373 is opened while an air inlet valve 365 is closed, which during normal operation lets in cooling air 303.
  • a diaphragm or a cross-sectional size regulator 375 can be provided on the throttle inlet side.
  • the exhaust air can be extracted from the ceiling by fans or compression.
  • the air throttle is provided with smooth air ducts so that it no longer sucks in the room air from the area around the throttle body, but the throttle body is (if necessary completely) decoupled from the room air and provided with at least one separate supply air duct.
  • An exhaust duct can also be installed as an option.
  • the air duct is made of an electrically insulating plastic, which, however, has a special electrical switch on all surfaces. In the best case, a commercially available tube can be used, which is coated to match (electrically Consum controlled).
  • a significantly lower supply air temperature can be used for throttle cooling in winter (e.g. -5 ° C) than for the adjacent standing converter towers is permitted.
  • Low temperatures significantly extend the service life of the air throttle and, in return, in summer with higher outside air temperatures, the throttle can be exposed to higher supply air temperatures (e.g. 50 ° C) than is permissible for the converter.
  • the electrical control of the air ducts consists of an ohmic coating.
  • a coating should be used which, at operating field strength (about 50 V / mm), has an electrical square resistance in the range of greater than 1 * 10 L 6 ohms, e.g. 1 * 10 L 9 - 1 * 10 L 13 ohms or 1 * 10 L 9 - 1 * 10 L 11 Ohm is preferred but has an electrical square resistance of 1 * 10 L 11 Ohm.
  • the air ducts do not have a ribbed design, but rather they have a smooth surface that borrowed is easier to implement. In addition, smooth surfaces are easier to coat, especially on the inside of the air duct.
  • a smooth-walled pipe also offers the advantage that less dust is deposited on the surface than in a ribbed pipe and that cleaning is easier.
  • the air duct can then consist of any electrically and mechanically sufficiently strong material. Ideally, a flame-retardant plastic, available as standard on the market, with suitable duct diameters is used. Materials from which such pipes can be made are, for example, fiber-reinforced thermosets such as glass fiber-reinforced epoxies, but also extruded thermoplastics such as PVC.
  • the supply air ducts are brought together at the bottom of the three throttles in the star point, i.e. on a DC voltage polarity, on a collecting duct, so that only one common, electrically controlled supply air duct is required from the collecting pipe, which contains the necessary creepage distance and the voltage cut-off .
  • the air duct is attached to the throttle at the bottom (and optionally also at the top) in an airtight manner using a cross-section reducer, ie there is no incorrect air flow past the throttle body on the outside or through the empty part of the throttle area on the inside.
  • the result is an efficient air throughput that only flows in front of the winding parts that are to be cooled, so the amount of cooling air required is minimal.
  • the supply air can flow in under the throttle in an air outlet funnel and the air intake can also be designed in a funnel shape, but can be positioned above the throttle. Regardless of which version is used, in both cases the air outlet and the air suction are electrically connected to the throttle. In such a way that the lowest inductor winding (usually the potential of the lower star support) is electrically connected to the air outlet and the top winding of the coil (usually the potential of the upper star support) is connected to the air suction.
  • the respective end of the supply and exhaust ducts must be electrically connected to the ground potential at their ends facing away from the throttle.
  • the channel> 8 m long would have to be selected.
  • the operating field strength in the ohmic coating can also be selected to be smaller or larger, but should not deviate from the order of magnitude.
  • Polymer-based paints can be used as materials for the high-resistance coating.
  • a paint is built up from a binder, a solvent and a filler.
  • a duromer (possibly also an elastomer) should be selected as the binding agent. Examples would be based on epoxy, polyurethane, polyesterimide, or the like.
  • a silicone for example, could be chosen as the elastomer.
  • a ceramic filler which is preferably not an oxide, should be selected as the filler.
  • a silicon carbide could be chosen.
  • an oxidic ceramic doped or undoped could be selected, such as antimony-doped tin oxide.
  • the electrical resistance can be adjusted via the filler concentration, the particle size and the doping.
  • the filler concentration should be selected so high that the filler is overpercular. This means that the electrical resistance hardly changes with a slightly reduced or slightly increased filler concentration in the paint. As a result, not only is the conduction path concentration high, but the fluctuation in the electrical resistance of the paint is also reduced.
  • the resistance should be set using the particle size and / or the doping. If doping of silicon carbide (SiC) is required, then preferably with aluminum. Otherwise the resistance should be adjusted via the particle size. The following applies: the larger the particles, the lower the electrical resistance. Typical filler weights for SiC are between 60 - 95% by weight based on the total paint without solvents.
  • Organic solvents with a polarity similar to that of the binder are preferably used as the solvent or solvent mixture.
  • a solvent mixture with at least one low and one medium boiler is effective. The solvent is used to lower the viscosity of the paint so that it can be sprayed using low pressure.
  • the most suitable paint application is wet painting with low pressure (up to max. 10 bar compressed air).
  • Other coating processes such as thermal spraying, dipping, fluidized bed sintering, etc. are also conceivable.
  • a metallic contact is preferred as expedient.
  • a metallic sleeve is glued onto the plastic pipe, possibly in one The groove is countersunk in the pipe in such a way that this sleeve is applied to the end of a pipe segment in a rotationally symmetrical manner and completely circumferentially on the pipe.
  • each end of a pipe is fitted with a metallic sleeve in this way, the sleeves can be connected to one another via the stranded cable.
  • the subsequent painting of the pipes ensures a good connection of the paint to the metallic sleeves.
  • the potential build-up or reduction then takes place exclusively in the paint and not in the metallic sleeve.
  • One embodiment includes, in addition to the potential-controlling lacquer layer, the application of an additional, second lacquer layer to the high-resistance, potential-controlling layer described above.
  • This additional layer is characterized by the fact that it is dirt-repellent and that the high-resistance, underlying layer is protected mechanically, for example.
  • Such a second layer should be particularly smooth, very thin and electrically insulating.
  • the current-carrying, potential-controlling high-resistance layer is usually about 50-150 ⁇ m thick.
  • the dirt-repellent or mechanically protective layer is about 20-100 ⁇ m thick.
  • the speed of the air flow in the air channels of the bobbin is expediently increased by the appropriate set pressure in the above-described supply air or from air channels compared to the natural convection through the channels.
  • This increases the efficiency of the cooling of the winding body.
  • the channel cross-sections in the winding body of the throttle can be reduced, the throttle can be built smaller and lighter overall.
  • the effective air flow through the throttle body is increased - and at the same time the total amount of air required is smaller than with natural convection with numerous bypass paths inside and outside the throttle body.
  • the winding body can therefore be smaller, lighter and due to the shorter conductor length with increased efficiency.
  • a fire extinguishing device is integrated in the supply air duct at ground potential, i.e. at the inlet of the supply air duct, for example after shutting off the fresh air supply and feeding C02 from a gas storage tank into the supply air duct, a fire - even from an extremely heated and Usually not self-extinguishing throttle section - be deleted:
  • the throttle is completely flooded with C02 from below. This can be done quickly and efficiently because the volume of space to be flooded is comparatively small. (Great improvement in efficiency compared to C02 flooding of a complete converter room, as is common on some offshore platforms today).
  • a second, fire-retardant silicone coating is also applied to the electrically actuating coating on the outside of the throttle's blind position and on the air duct.
  • the contact is ensured by covering the coating around the entire edge of the air duct.
  • an elastic, semiconducting seal is placed in the space between the contacting air duct parts, which ensures elasticity and extensive contacting over the comparatively thin control layer (e.g. 0.2mm), thickness for example 3mm.
  • a defined non-linearity can be set in the electrical resistance layer of the lacquer.
  • This non-linearity can be described by the non-linear exponent "alpha", which describes the slope of the characteristic in a current-voltage diagram.
  • the non-linear exponent alpha is around 3-4 . This resistance property now ensures that in electrically highly stressed areas with high field strength, the electric field is shifted to areas with lower field strength. This would be the case, for example, with curved air ducts on the inside (direction of curvature) a kind of equalization of the current density within the lacquer layer.
  • the air duct pieces that are installed close to the star point of the choke are attached to the choke post insulators. All air duct sections further away are suspended from the ceiling using suspension insulators.
  • the routing of the air ducts are not in a straight line along the shortest distance to the floor and the hall ceiling, but they are guided over an extended path, ie zigzag to the ground potential on the floor and in the hall ceiling. This ensures the required creepage distance on the surface of the air duct.
  • Preparation of the supply air a) Only supply air duct, but no exhaust air duct available: the warm exhaust air from the throttles goes into the converter hall: The supply air from the throttles must then have the same air quality as the room air in the converter room, but the recooling can take place separately so that low supply air temperatures can be reached. Useful for mainly cold locations due to geographic reasons.
  • Supply air duct and exhaust air duct installed The air circuit of the throttles can be completely decoupled from the converter room, the air quality can be worse (because throttles are more robust against contamination.
  • the pipe system can have ribbed surfaces.
  • the shorter length finned tube harbors electrical risks and numerous challenges during production. There is a risk of internal contamination of a finned tube during operation. Cleaning is hardly possible, and uniform application of an electrical control system hardly appears to be feasible.

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Abstract

Bereitgestellt ist eine Vorrichtung (100) zum Führen von Kühlungsluft (103, 105) zum Kühlen einer in einem Gebäude (260) oder einer Halle befindlichen elektrischen Drossel (101), die zwischen Windungen eines Leiters (123) Kühlleitungen (111) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Rohrsystem (120) zum Führen der Kühlungsluft (103, 105), das von mindestens einem Zugangsbereich (107, 109) zu den Kühlleitungen (111) der Drossel (101) bis zu mindestens einer Wandungsdurchführung (113, 115) in einer Wandung (117, 119) des Gebäudes reicht; und ein elektrisch leitfähiges Material (121), das an dem Rohrsystem (120) angebracht ist und mit dem Leiter (123) der Drossel (101), sowie mit der geerdeten Wandung des Gebäudes elektrisch verbunden ist.

Description

Kühlungsvorrichtung für eine elektrische Drossel
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in ei nem Gebäude oder Raum befindlichen elektrischen Drossel oder eines Filterwiderstandes. Ferner betrifft die vorliegende Er findung ein Gebäude, welches die Drossel enthält sowie die Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft. Das Gebäude kann als ein Konvertergebäude zum Bereitstellen von einer DC-Spannung, die geeignet für Hochspannungsgleichstromübertragung ist, ausgebildet sein.
Auch Filterwiderstände in Filterhallen verursachen große Ver luste und arbeiten auf Potential, meist jedoch AC Spannung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) wird zur Übertra gung von elektrischer Energie über große Entfernungen verwen det. An Enden der Hochspannungsgleichstromübertragungs-Anlage können Konverter, insbesondere in Konverterhallen oder Kon vertergebäuden, vorgesehen sein, um eine AC-Spannung in eine DC-Spannung geeignet zur HGÜ zu erzeugen bzw. die DC-Spannung in eine AC-Spannung zu konvertieren, welche einem elektri schen Versorgungsnetz zugeführt werden kann. Neben Konver tern, welche z.B. Hochleistungstransistoren umfassen, kommen auch elektrische Drosseln zum Einsatz, d.h. Spulen, die einen elektrischen Leiter umfassen, welcher in mehreren Windungen gewickelt ist. Damit können unerwünschte AC-Komponenten, wel che z.B. an den Ausgangsanschlüssen der AC-DC-Konverter vor handen sind, herausgefiltert und steile Stromanstiege in Feh lerzuständen der Anlage gedämpft werden.
Bei der Konvertierung des Wechselstroms in Gleichstrom treten sowohl bei den Konvertern als auch bei den Drosseln erhebli- che Leistungsverluste auf, welche somit zu einer starken Wär meentwicklung führen. Daher werden herkömmlicherweise sowohl die Konverter als auch die elektrischen Drosseln gekühlt. Herkömmlicherweise wird dazu die Luft im gesamten Innenraum des Konvertergebäudes bzw. der Konverterhalle geeignet tempe riert.
Die Aufstellung von Konverterdrosseln in einem Konverterraum bringt jedoch Probleme bei der Kühlluftaufbereitung und der Verlustabfuhr sowie bei der Branderkennung und Brandbekämp fung mit sich. Das liegt zum Teil daran, dass die Drossel und der Konverter verschiedene sinnvolle oder optimale Betriebs temperaturen haben. So benötigt typischerweise ein Konverter eine möglichst gleichbleibende Temperatur im Zuluft- Temperaturbereich von ca. 15°C bis 40°C. Bei extremen Außen temperaturen verlangt dies einen großen Aufwand der Luftauf bereitung und einen großen Aufwand der Klimatisierung. Wenn die elektrischen Drosseln zusammen mit dem Konverter in dem Konverterraum bzw. dem Konvertergebäude aufgestellt werden, verursacht die im Vergleich zum Konverter ca. doppelt so hohe thermische Verlustleistung der Drosseln hohe Klimatisierungs kosten und hohen Klimatisierungs- und/oder Luftfilterungsauf- wand.
Im Gegensatz zu einer Drossel benötigt der Konverter eine aufwendige Temperierung der Kühlluft, um sie in einem ver gleichsweise engen Temperaturbereich zur Kühlung des Konver ters bereitzustellen. Bei relativ hoher Umgebungstemperatur muss der Konverter teilweise sogar unter Zuhilfenahme von Kompressoren gekühlt werden, um die günstigen Betriebstempe raturen des Konverters zu erreichen.
Ferner ist die herkömmliche Kühlung durch natürliche Luftkon vektion der Drossel vergleichsweise ineffizient, was einen großen Kühlkanalquerschnitt innerhalb der Drossel bzw. in den Wicklungen bzw. zwischen den Wicklungen erforderlich macht. Idealerweise sollte die elektrische Drossel bei niedrigen Um gebungstemperaturen (z.B. im Winter) durch Zuführung von re- lativ geringen Zulufttemperaturen gekühlt werden, um die Le bensdauer zu verlängern. Im Sommer oder bei relativ hohen Um gebungstemperaturen kann eine Drossel kostengünstig mit ver gleichsweise heißer Kühlluft gekühlt werden, auch wenn dadurch der Lebensdauerverbrauch vergrößert wird, da dieser jedoch in einem akzeptablen Rahmen gehalten werden kann.
Die Kühlanforderungen, welche für die elektrische Drossel gelten, widersprechen somit teilweise den Kühlanforderungen des Konverters, welcher insbesondere über das ganze Jahr hin weg ähnlich temperierte Kühlluftzufuhr erfordert.
Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist, dass ein möglicher Brand innerhalb des Konverterraums nur schwierig und mit großer Zeitverzögerung erkannt werden kann, da die Strömungsgeschwindigkeiten zwischen einem Branddetektor (z.B. Rauchdetektor) und der Drossel relativ niedrig sind und da das Brandgas herkömmlicherweise mit sauberer Raumluft stark durchmischt (verdünnt) wird. Somit ist auch die Detektion und infolge die Bekämpfung bzw. Löschung eines Brandes bzw. einer brennenden Drossel in einem sehr großen Konverterraum schwer bzw. unzuverlässig durchführbar.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude bzw. in einem Raum befind lichen elektrischen Drossel bereitzustellen, wobei eine ef fektive Kühlung der Drossel ermöglicht ist und wobei herkömm lich erhältliche Drosseln mit Kühlluftleitungen bzw. Kühl luftkanälen unterstützt werden. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebäude bzw. einen Raum mit mindestens einer Drossel und optional auf mindestens einem Konverter bereitzustellen, wobei eine effektive Kühlung der Drossel als auch des Konverters ermöglicht ist. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An sprüche gelöst, die auf eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel gerichtet sind. Die abhängigen Ansprüche spezifizie ren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude oder einer Halle befindlichen elektrischen Drossel bereitgestellt, die zwischen den Windungen (eines Leiters) des Wickelkörpers Kühlluftkanäle (auch Kühlleitungen genannt) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Rohr system zum Führen der Kühlungsluft, das von mindestens einem Zugangsbereich zu den Kühlleitungen der Drossel bis zu min destens einer Wandungsdurchführung in einer Wandung des Ge bäudes reicht; und ein elektrisch leitfähiges Material, das an dem Rohrsystem angebracht ist und mit dem Leiter der Dros sel elektrisch verbunden ist.
Die Kühlungsluft kann z.B. Umgebungsluft aus einem Bereich außerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes sein, in dem die elektrische Drossel befindlich ist. Das Gebäude bzw. der Raum kann Gebäudewandungen bzw. Raumwandungen aufweisen, welche den Innenraum des Gebäudes bzw. des Raumes gegen einen äuße ren Bereich, d.h. Umgebungsbereich abgrenzt. Die Kühlungsluft kann z.B. Atmosphärenluft umfassen.
In anderen Ausführungsformen kann zum Kühlen auch ein Fluid (z.B. Gas) verwendet werden, welches verschieden ist von at mosphärischer Luft. Zum Beispiel kann zum Kühlen auch ein Gas verwendet werden, welches eine andere Zusammensetzung als Um gebungsluft aufweist. Zum Beispiel kann als Kühlungsluft auch Kohlendioxid, Stickstoff oder eine Mischung davon aufweisen. Die Kühlungsluft kann vor dem Zuführen zu der elektrischen Drossel temperiert sein, muss jedoch nicht temperiert sein. Die Kühlungsluft kann in verschiedenen Jahreszeiten verschie dene Temperaturen aufweisen, z.B. zwischen -10°C und 50°C.
Die elektrische Drossel kann für Hochspannungen z.B. zwischen 200 kV und 500 kV ausgelegt sein. Die elektrische Drossel kann insbesondere eine Luftdrossel sein, welche insbesondere im Wesentlichen zylinderförmig sein kann mit einem Durchmes ser von z.B. zwischen 1 m und 5 m. Der Leiter kann als ein Leiterbündel aus mehreren Teilleitern (z.B. Kupfer- oder Alu minium) Leiter ausgebildet sein. Die elektrische Drossel kann z.B. mittels Isolatorstützen von dem Boden genügend beab- standet z.B. zwischen 1 m und 3 m innerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes gehaltert sein. Insbesondere kann eine Zylinder symmetrieachse (bzw. approximative Zylindersymmetrieachse) der Drossel im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein.
Die Kühlleitungen (auch als Kühlluftkanäle bezeichnet) inner halb der elektrischen Drossel können ebenfalls zum Führen der Kühlungsluft ausgebildet sein, welche mittels des Rohrsystems den Kühlleitungen zugeführt wird bzw. mittels des Rohrsystems von den Kühlleitungen abgeführt wird. Zum Beispiel kann die Kühlungsluft mittels eines Teils des Rohrsystems (insbesonde re mittels des Luftzuführrohrsystems) vertikal von unten den Kühlleitungen zugeführt werden und kann an einem oberen Ende der Drossel mittels eines anderen Teiles des Rohrsystems (insbesondere mittels des Luftabführrohrsystems) aus den Kühlleitungen der Drossel abgeführt werden. Somit kann die Kühlungsluft, welche zur Kühlung der Drossel vorgesehen ist, ausschließlich innerhalb des Rohrsystems und den Kühlleitun gen der Drossel geführt werden, ohne in den Innenraum des Ge bäudes bzw. des Raumes zu gelangen, in welchem z.B. ein oder mehrere Konverter angeordnet sind. Die Kühlung der elektri schen Drossel kann somit separat und unabhängig von Kühlmaß nahmen anderer elektrischer Komponenten, welche ebenfalls in nerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes angeordnet sein können, durchgeführt werden. Somit können einerseits die Kühlanforde rungen der Drossel erfüllt werden, ohne Kühlanforderungen an- derer elektrischer oder elektronischer Einrichtungen zu stö ren.
Das Rohrsystem kann aus mehreren Teilen bestehen, wie unten im Detail erläutert wird. Das Rohrsystem kann z.B. direkt an der Drossel angebracht oder montiert sein, oder kann durch weitere Hilfsvorrichtungen gehaltert werden oder z.B. durch ein oder mehrere Isolatorstützen, welche gleichzeitig zum Haltern der Drossel selbst verwendet werden. Das Rohrsystem kann z.B. im Wesentlichen luftdicht mit der Drossel gekoppelt werden, insbesondere unter Verwendung einer oder mehrerer Dichtungen, etwa Dichtungslippen, sodass eine Zuführung bzw. Abführung der Kühlungsluft in bzw. aus den Kühlleitungen der Drosseln ermöglicht ist, ohne ein Lecken der Kühlungsluft aus dem Rohrsystem heraus und in den Raum mit sich zu bringen.
Der Zugangsbereich kann z.B. zwei Bereiche, insbesondere ei nen Luftzuführbereich (z.B. unterhalb der Kühlleitungen) und einen Luftabführbereich (z.B. oberhalb der Kühlleitungen der Drossel) umfassen. Der Zugangsbereich kann dabei einen Raum innerhalb des Rohrsystems (innerhalb eines jeweiligen An schlussteils) definieren, innerhalb dessen die Kühlungsluft strömt und zwar in die Kühlleitungen hinein bzw. aus den Kühlleitungen heraus. Der Zugangsbereich kann auch als ein Verteilerbereich (bei Zuführen der Kühlungsluft) bzw. als ein Sammelbereich (z.B. bei Abführen der Luft) aufgefasst werden.
Es können eine Vielzahl von Kühlleitungen innerhalb der Dros sel vorgesehen sein, welche z.B. Zylindersymmetrie aufweisen, und welche z.B. radial beabstandet voneinander sind, insbe sondere zwischen radial voneinander beabstandeten Lagen bzw. Windungen des Leiters der Drossel.
Die Wandungsdurchführung kann z.B. eine Luftzuführwanddurch- führung und/oder eine Luftabführwanddurchführung umfassen.
Das elektrische (halb-)leitfähige Material kann z.B. ein Me tall oder Metallpulver oder Metallbeschichtung und/oder um- fassen was z.B. auf dem Rohrsystem aufgebracht ist. Vorzugs weise jedoch kann das elektrisch leitfähige Material ein Ver bundwerkstoff sein bzw. umfassen, der sich durch ein polyme res Bindemittel auszeichnet, welches metallisch, keramisch und/oder kohlenstoffbasierten (also z.B. Ruß, Graphit, Car- bonnanotubes, Graphene oder ähnliches) Füllstoff enthält. Da bei können die Füllstoffe eine irreguläre Geometrie aufwei sen, bevorzugt jedoch eine Mischung aus plättchenförmigen und kugelförmigen Geometrien. Die plättchenförmige Geometrie dient zur besseren Kontaktierung der Füllstoffe untereinander und sorgt für eine erhöhte Reproduzierbarkeit im resultieren den Widerstandsbelag. Eine kugelförmige Geometrie sorgt für eine besser Durchkontaktierung durch die Schicht selbst. Die se ist wichtig in Kontaktierungsbereichen.
Die Art des keramischen Füllstoffes kann die eines dotierten Metalloxides sein, wie z.B. Antimon dotiertes Zinnoxid. Vor zugsweise kann der keramische Füllstoff aber ein dotiertes oder ein undotiertes Siliziumkarbid sein bzw. enthalten.
Falls der Füllstoff metallischer Natur sein soll, dann in ei ner unterperkolären Füllstoffkonzentration, da sonst dessen elektrische Leitfähigkeit zu groß wäre und ein „Kurzschluss" zwischen der geerdeten Wanddurchführung und der Hochspan nungswicklung entstehen würde. Außerdem kann der metallische Füllstoff mit einer Silberschicht gekapselt sein, da sonst durch Korrosion die Kontaktwiderstände in der Verbundwerk stoffschicht unkontrolliert im Laufe der Zeit ansteigen wür den. (Silber korrodiert auch, doch das entstehende Silberoxid ist elektrisch leitfähig) Das polymere Bindemittel kann aus jedem beliebigen Kunststoff sein, bevorzugt jedoch einem Duromer, bei den Duromeren bevorzugt aus der Gruppe der Epo- xide, Polyesterimide, Polyester oder Polyurethane.
Der Verbundwerkstoff kann als Bänder oder ähnliches auf das Lüftungsrohr appliziert werden, bevorzugt jedoch als lösemit telhaltiger Lack aufgesprüht werden. Zum Beispiel kann das gesamte Rohrsystem mit dem elektrisch halbleitfähigen Material überzogen sein, etwa aufgesprüht o- der aufgedampft, z.B. von innen oder von außen. Das elektrisch halbleitfähige Material kann dafür vorgesehen sein, die an der Drossel anliegende Hochspannung während ei nes Betriebes bei der Wandungsdurchführung aufgrund eines elektrischen Stromflusses im Wesentlichen auf Erdpotential herabzusetzen. Das bedeutet, dass das elektrische Potential im Lüftungskanal definiert über die Rohrlänge abgebaut bzw. aufgebaut werden soll. Somit kann eine effektive Kühlung der elektrischen Drossel mittels der zugeführten Kühlungsluft durchgeführt werden, insbesondere ohne andere elektrische Komponenten bezüglich der Kühlung zu stören, wenn zudem die Kühlungsluft auch mittels des Rohrsystems in einen Außenbe reich des Raumes von der Drossel abgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material durchgehend bzw. ununter brochen zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung vorgesehen. Damit kann ein elektrischer Stromfluss zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung durch das elektrisch leitfähige Material gewährleistet werden, um somit effektiv und zuverlässig die Spannung zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung, welche an dem Rohrsystem anliegt, auf null bzw. auf Erdpotential abzusteuern bzw. zu vermindern.
Das Rohrsystem kann z.B. vollständig oder zumindest in Tei len, welche einen elektrischen Fluss zwischen einem an der Drossel angebrachten Teil des Rohrsystems und der Wandungs durchführung ermöglicht mit dem leitfähigen Material ausge stattet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Rohrsystem ein Luftzuführrohrsystem auf, das mit einem Luftzuführbereich der Drossel und mit einer Luftzuführwan- dungsdurchführung gekoppelt ist und angeordnet und ausgebil det ist, um die Kühlungsluft durch die Luftzuführwandungs- durchführung aus einem Bereich außerhalb der Halle den Kühl leitungen zuzuführen. Das Zuführrohrsystem ist zum Zuführen der Kühlungsluft zu der Drossel bzw. deren Kühlleitungen vorgesehen. Einige Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung weisen kein Luftab- führrohrsystem auf, sondern lediglich ein Luftzuführrohrsys- tem. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wei sen kein Luftzuführrohrsystem auf, sondern lediglich ein Luftabführrohrsystem. Besonders vorteilhafte Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung weisen sowohl ein Luftzuführ- rohrsystem auf als auch ein Luftabführrohrsystem.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Rohrsystem ein Luftabführrohrsystem auf, das mit einem Luftabführbereich der Drossel und mit einer Luftabführwan- dungsdurchführung gekoppelt ist und angeordnet und ausgebil det ist, die Kühlungsluft aus den Kühlleitungen durch die Luftabführwandungsdurchführung hindurch in einen Bereich au ßerhalb des Gebäudes abzuführen.
Wenn sowohl ein Luftzuführrohrsystem als auch ein Luftabführ- rohrsystem vorgesehen sind, kann die Kühlung der Drossel vollständig separat und unabhängig von der Kühlung anderer Komponenten in dem Raum bzw. dem Gebäude durchgeführt werden. Insbesondere ist eine Separation, der zur Kühlung der Drossel verwendeten Kühlungsluft von Luft ermöglicht, welche sich in nerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes befindet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Luftzuführrohrsystem und/oder das Luftabführrohrsystem auf: ein jeweiliges Anschlussteil(auch als Verteilerteil bzw. Sammelteil bezeichnet), das mit dem Luftzuführbereich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel in Kommunikation mit den Kühlleitungen dicht verbunden ist und mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden ist; und ein oder mehrere Rohrsegmente, die mechanisch und elektrisch miteinander ver bunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil mecha nisch und elektrisch verbunden sind und an einem anderen Ende mit der Luftzuführwandungsdurchführung bzw. der Luftabführ- Wandungsdurchführung mechanisch und elektrisch verbunden sind.
Das Anschlussteil kann z.B. für das Luftzuführrohrsystem auch als ein Verteilerteil aufgefasst werden und kann z.B. für das Luftabführrohrsystem als ein Sammelteil aufgefasst werden.
Das Anschlussteil kann auch Mittel zum Montieren bzw. Abdich ten an die Drossel umfassen. Zum Beispiel kann das Anschluss teil des Luftzuführrohrsystems an einer unteren Stirnfläche der Drossel mit dieser gekoppelt sein, insbesondere luft dicht, und kann mit dem Leiter der Drossel am unteren Ende der Drossel elektrisch verbunden sein, insbesondere über das elektrisch leitfähige Material, welches an dem Anschlussteil angebracht bzw. beschichtet ist.
Sowohl das Anschlussteil als auch jedes der Rohrsegmente kön nen mit dem elektrisch leitfähigen Material ausgestattet sein. Die Beschichtungen verschiedener Rohrsegmente bzw. ei nes Rohrsegments und des Anschlussteils können durch z.B. Vorsehen von Metallhülsen und Verbinden der Hülsen mit einem elektrischen Leiter elektrisch miteinander verbunden werden. Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material, welches an dem Anschlussteil angebracht bzw. aufgebracht ist, mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden sein. Ebenfalls kön nen die jeweilig elektrisch leitfähigen Materialien, welche auf jedem der Rohrsegmente angebracht bzw. aufgebracht sind, elektrisch miteinander verbunden sein, etwa unter Zuhilfenah me von jeweiligen Metallhülsen und einem oder mehreren elektrischen Drähten.
Die Metallhülsen können auf oder unter der halbleitenden Be schichtung des Rohres liegen. (Das Rohr selbst ist aus einem elektrisch nichtleitenden Material gefertigt).
Die Wandungsdurchführungen, insbesondere die Luftzuführwan- dungsdurchführung und/oder die Luftabführwandungsdurchführung können z.B. auf Erdpotential liegen und das Rohrsegment, wel ches mit der jeweiligen Wandungsdurchführung verbunden ist, kann somit an seinem Ende aufgrund der elektrischen Verbin- düng ebenfalls auf Erdpotential gebracht werden. Somit kann die Hochspannung entlang des Anschlussteils und der Rohrseg mente effektiv und zuverlässig (d.h. z.B. quasi linear und mit fast gleichbleibender Feldstärke über der gesamten Rohr länge) abgebaut werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Anschlussteil eine sich entlang einer Strömungsrichtung verändernde lichte Querschnittsflächengröße auf, wobei die lichte Querschnittsflächengröße nahe bei dem Luftzuführbe- reich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel größer ist als weiter entfernt davon.
Die lichte Querschnittsflächengröße kann z.B. nahe bei dem Luftzuführbereich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel dem Durchmesser der Drossel (zumindest approximativ) gleichen bzw. sogar größer sein als der Durchmesser der Drossel. Somit können allen Kühlleitungen der Drossel, welche z.B. radial beabstandet sind, effektiv Kühlluft zugeführt werden und ebenso kann allen Kühlleitungen z.B. an einem oberen Ende der Drossel effektiv die Kühlungsluft, nachdem sie Wärme von den Windungen der Drossel aufgenommen hat, abgeführt werden. Die lichte Querschnittsflächengröße kann sich z.B. linear entlang der Vertikalen vergrößern oder nichtlinear vergrößern, so dass es z.B. einen Bereich gibt, bei dem sich die lichte Querschnittsflächengröße sehr stark bzw. schnell (entlang ei ner Mittellinie des Zugangsbereiches) erhöht und andere Be reiche, in denen sich die lichte Querschnittsflächengröße we niger stark erhöht. Die Form des Anschlussteils kann so ge wählt sein, um eine Strömung der Kühlungsluft in die Kühllei tungen des Drosselkörpers hinein bzw. aus den Kühlleitungen heraus zu optimieren, insbesondere hinsichtlich einer Vermin derung von Turbulenz, um z.B. eine möglichst laminare Strö mung und gleichmäßige Beströmung der Kühlluftkanäle im Dros selkörper zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Anschlussteil (z.B. des Luftzuführrohrsystems und/oder des Luftabführrohrsystems) eine im Wesentlichen zylindersym metrische Form auf und ist insbesondere trichterförmig. Damit kann eine effektive Verteilung bzw. Sammlung der Kühlungsluft im Zuführbereich bzw. Abführbereich erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist zumindest ein Rohrsegment (oder alle Rohrsegmente) eine ent lang einer Strömungsrichtung im Wesentlichen konstante lichte Querschnittsflächengröße auf. Jedes Rohrsegment kann im We sentlichen zylindersymmetrisch sein. Damit können herkömmlich verfügbare Rohrsegmente, etwa elektrisch nichtleitende Kunst stoffrohrsegmente in Ausführungsformen Anwendung finden. Die Rohrsegmente können in gerader Linie oder in Wellenlinie oder in Zickzacklinie miteinander verbunden werden (z.B. ineinan- dergesteckt werden), um eine gewünschte bzw. vorbestimmte Ge samtlänge des Luftabführrohrsystems bzw. des Luftzuführrohr- systems zu erreichen, um insbesondere einen gewünschten Kriechwegfaktor zu erreichen bzw. eine gewünschte Feldstärke innerhalb des Rohrsystems zu erreichen, welche z.B. Sicher- heitsanforderungen genügt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anschlussteil des Luftzuführrohrsystem und/oder des Luft- abführrohrsystems an mindestens einem Isolatorelement mon tiert, dass die Drossel oberhalb und isoliert vom einem Boden des Gebäudes trägt.
Die Drossel kann z.B. von vier bis zehn Isolatorelementen gehaltert werden und diese können gleichzeitig auch zur Hal terung des Luftzuführrohrsystems und/oder des Luftabführrohr systems verwendet werden. Somit ist eine spezifische oder spezifisch für das Rohrsystem vorgesehene Halterung im Be reich der Drossel nicht erforderlich, Abstützungen im weite ren Rohrverlauf zwischen Wand und Drossel können jedoch er forderlich sein. Ferner können herkömmlich verfügbare Dros seln und deren Halterungen unterstützt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material ausgebildet, um eine Po- tentialabsteuerung über eine Erstreckung des Rohrsystems zu erreichen. Dies passiert aufgrund eines elektrischen Strom flusses durch die halbleitende Beschichtung des Rohrs und wird einen Spannungsabfall von zwischen 200 kV und 500 kV Be triebsspannung zu bewirken. Somit kann die Drossel zur Aufbe reitung einer elektrischen Spannung zur HGÜ unterstützt wer den.
Grundsätzlich kann das elektrisch leitfähige Material, also z.B. der elektrisch leitfähige Verbundwerkstoff elektrisch mit der auf Hochspannung befindlichen Spulenwicklung einsei tig und auf der anderen Seite mit der Erde verbunden sein. Dadurch wird sich das elektrische Potential sukkzessive über die Lüftungsrohrlänge auf- bzw. abbauen. Dabei kann der elektrische Widerstand dieser elektrisch leitfähigen Be schichtung so ausgelegt werden, dass es so gut wie keine messbaren elektrischen Verluste in der Schicht gibt, damit diese nicht durch diese Joule'sehe Erwärmung zerstört wird und den Wirkungsgrad der Drossel nicht verschlechtert. Gleichzeitig kann die elektrische Leitfähigkeit aber z.B. so hoch sein, dass sich elektrostatisch geladene Staubteilchen entladen können (durch die Schicht). Für eine konstante Feld verteilung über die Rohrlänge ist auch eine gute elektrische Leitfähigkeit von Vorteil.
Der Quadratwiderstand der Schicht kann z.B. größer sein als 1*10L5 Ohm kann z.B. bei zwischen 1*10L9 Ohm und 1*10L12 Ohm liegen bei einer Rohrlänge der Lüftung von 10m und einer Spu lenspannung von 500 kV (Feldstärke von 50 V/mm)
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material bei dem Zugangsbereich der Drossel mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden und ausgebildet, einen elektrischen Stromfluss zwischen dem An schlussteil des Zuführrohrsystems und/oder des Abführrohrsys- tems und der Luftzuführwandungsdurchführung bzw. der Luftab- führwandungsdurchführung zu leiten, wobei der Strom zwischen 0,1 mA und 5 mA beträgt. Der somit durch das elektrisch leit fähige Material fließende Strom ist relativ klein, um somit die Verlustleistung gering zu halten. Um diesen gewünschten Strom zu erhalten, kann das elektrisch leitfähige Material hinsichtlich seines elektrischen Widerstands geeignet ausge wählt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Rohrsystem aus isolierendem Kunststoff gefertigt ist, insbesondere thermoplastischem oder duroplastischem Kunst stoff, wobei Innenflächen insbesondere glatte Oberflächen aufweisen. Somit können herkömmlich verfügbare Rohrsegmente verwendet werden. Eine glatte Oberfläche kann vorteilhaft sein, um eine zuverlässig haftende Beschichtung durch das elektrisch leitfähige Material zu ermöglichen bzw. eine Luft strömung unter Reduktion von Turbulenzen zu verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um fasst das elektrisch leitfähige Material eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf dem Rohrsystem, insbesondere mit gleichförmiger Dicke; und mindestens eine leitfähige Hülse in elektrischer Verbindung mit der elektrisch leitfähigen Be schichtung.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann besonders leicht aufgebracht werden und kann ermöglichen, das Rohrsystem im Wesentlichen vollständig mittels der elektrisch leitfähigen Beschichtung zu überziehen. Somit können etwaig auf einem isolierenden Bereich auftretende gefährliche Spannungen ver mieden werden. Auf zwei angrenzenden Rohrsegmenten können je weils an den Enden leitfähige Hülsen in elektrischer Verbin dung mit der jeweiligen elektrischen leitfähigen Beschichtung angebracht sein, etwa verschraubt sein. Die angrenzenden leitfähigen Hülsen (z.B. Metallhülsen, oder aber und bevor zugt auch lackierte „Hülsen" - dabei wird der eben genannte metallisch leitfähige Füllstoff in ein polymeres Bindemittel gegeben und in Hülsenform auf den leitfähigen Verbundwerk stoff lackiert; es kann auch Silberleitlack aufgepinselt wer den, etc.) auf den benachbarten Rohrsegmenten können dann durch einen elektrischen Draht miteinander elektrisch verbun den werden. In ähnlicher Weise können elektrische Hülsen ei nerseits auf dem Anschlussteil und andererseits auf einem an grenzenden Rohrsegment vorgesehen sein und elektrisch mittels eines Drahtes verbunden werden. Damit kann eine durchgehende elektrische Verbindung des gesamten Rohrsystems von der Dros sel bis zur jeweiligen Wandungsdurchführung erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung zumindest teilweise durch einen Lack, insbesondere polymerisierbaren Lack, gebil det, wobei der Lack ein Duromer und/oder Elastomer als Binde mittel und/oder ein keramisches Material, insbesondere SiC, als Füllstoff aufweist. Somit kann die Beschichtung auf her kömmlich verfügbare Weise hergestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung außen und/oder innen auf dem Rohrsystem aufgebracht, insbesondere mittels Sprü hens. Wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung außen vor gesehen ist, kann auf einfache Weise eine elektrische Kontak tierung zu einer leitfähigen Hülse erreicht werden, welche ebenfalls auf der Außenseite eines jeweiligen Rohsegments bzw. des Anschlussteils montiert werden kann. Wird die elekt rische Beschichtung innen aufgebracht, so kann sie vor äuße ren störenden Einflüssen geschützt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die elektrisch leitfähige Beschichtung bezüglich Zusammenset zung und/oder Dicke gewählt, um einen vorbestimmten elektri schen Quadratwiderstand aufzuweisen, insbesondere zwischen 10L10 und 10L12 Ohm. Durch diesen elektrischen Widerstand kann ein Stromfluss, z.B. zwischen 0.1 mA und 5 mA bei zu er wartenden Betriebsspannungen zwischen 200 kV und 500 kV er reicht werden. Dies kann z.B. durch Füllstoffgroße und/oder Füllstoffdotierung ermöglicht werden und kann so über Dekaden exakt eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist eine Länge des Rohrsystem gewählt, um im Betrieb eine elekt rische Feldstärke zwischen 20 V/mm und 100 V/mm zu erreichen. Somit kann die elektrische Feldstärke in einem gewünschten Bereich liegen, insbesondere innerhalb des Rohrsystems auf der elektrischen Beschichtung.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Schutzschicht über dem elektrisch leitfähigen Material auf. Die Schutzschicht kann das elektrisch leitfähige Material vor Beschädigung schützen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner mindestens einen Sensor auf, der aus gebildet ist, innerhalb des Rohrsystems zumindest eines der folgenden zu messen: die Luftströmungsgeschwindigkeit, die Kühllufttemperatur; eine Rauchkonzentration; am Erdungspunkt kann der Strompfad (der anbindende Draht) eine Strommessstel le zur Bestimmung des aktuell fließenden Steuerstroms bein halten.
Somit kann ebenfalls ein Brand zuverlässig detektiert werden. Insbesondere kann ein Brand somit auch der tatsächlich be troffenen Drossel zugeordnet werden, wenn eine ggf. potenti alfrei angebundene Temperatur-Messung (z.B. mittels Funksen sor) direkt im individuellen Abluftkanal eines Drosselkörpers eingebracht ist. Bei individuellen Abluftkanälen bis zur Wan dungsdurchführung, kann der Temperatursensor auch herkömmli cher Art sein und auf Erdpotential arbeiten.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner mindestens einen Lüfter (bzw. Ventila tor) auf, um Kühlungsluft dem Rohrsystem zuzuführen und/oder aus dem Rohrsystem abzuführen. Der Lüfter kann z.B. bei der Luftzuführwandungsdurchführung vorgesehen und/oder bei der Luftabführwandungsdurchführung sein. Mittels des Ventilators kann z.B. eine Strömungsgeschwindigkeit der Kühlungsluft durch die Drossel gewünscht eingestellt werden. Der Ventila tor kann bezüglich seines Kühlungsluftdurchsatzes einstellbar sein. Der Ventilator kann z.B. auf einen höheren Durchsatz eingestellt werden, wenn die Kühlungsluft relativ warm ist im Vergleich zu der Situation, wenn die Kühlungsluft relativ kalt ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen CCg-Speicher auf, der mit dem Rohrsystem, insbesondere Luftzuführrohrsystem gekoppelt ist, um CO2 in die Kühlleitungen der Drossel zu leiten. CO2 (Koh lendioxid) kann somit effektiv zur Löschung eines Brandes der Drossel zugeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gebäude bereitgestellt, aufweisend eine Gebäudewandung, die einen Innenraum begrenzt; mindestens eine Drossel, insbe sondere Luftdrossel, innerhalb des Innenraumes; und eine Vor richtung gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen. Das Gebäude kann synonym mit einer Halle bzw. synonym mit einem Raum aufgefasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gebäude bzw. der Raum bzw. die Halle ferner mindestens einen Konverter innerhalb des Innenraums auf, der mit der Drossel elektrisch verbunden ist. Insbesondere kann der Kon verter zum Konvertieren von Wechselstrom in Gleichstrom oder zum Konvertieren von Gleichstrom in Wechselstrom vorgesehen sein. Der Konverter kann z.B. für jede zu konvertierende Pha se (z.B. für jede von z.B. drei Phasen) eine Reihenschaltung von Hochleistungstransistoren aufweisen. Die Hochleistungs transistoren (z.B. IGBTs) können durch entsprechende Treiber signale, die entsprechenden Gates zugeführt werden, gesteuert werden, um an DC-Ausgangsterminals, welche mit den Reihen schaltungen der Transistoren verbunden sind, im Wesentlichen eine Gleichspannung auszugeben. Die Gleichspannung kann je- doch aufgrund der nicht idealen Konvertierung noch Wechsel stromkomponenten aufweisen, welche nachfolgend durch die elektrische Drossel in ihrer Amplitude vermindert werden kön nen. Auch starke transiente Stromanstiege in Fehlerzuständen der Anlage werden durch die Konverterarm- Drossel wirksam be grenzt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Konverter ausgebildet, eine AC-Spannung in DC-Spannung, insbesondere zwischen 200 kV und 500 kV, zu konvertieren und wobei die Drossel geschaltet ist, unerwünschte Rest-AC- Komponenten zu entfernen, um eine DC-Spannung geeignet für Hochspannungsgleichstromübertragung zu erhalten. Somit kann eine verbesserte HGÜ durchgeführt werden.
Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, welche individu ell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel erwähnt, bereitgestellt oder angewendet worden sind, ebenfalls, individuell oder in irgendeiner Kom bination, auf ein Verfahren eines Führens von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Raum oder einem Gebäude befindli chen elektrischen Drossel anwendbar sind, gemäß Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren eines Führens von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude befindlichen elektrischen Drossel bereitge stellt, die zwischen Windungen eines Leiters Kühlleitungen aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Führen der Kühlungs luft in einem Rohrsystem, das von mindestens einem Zugangsbe reich zu den Kühlleitungen der Drossel bis zu mindestens ei ner Wandungsdurchführung in einer Wandung des Gebäudes reicht, wobei ein elektrisch leitfähiges Material an dem Rohrsystem angebracht ist und elektrisch mit dem Leiter der Drossel verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren ferner auf Abbauen einer Spannung entlang des Rohrsystems durch elektrischen Stromfluss in dem elektrisch leitfähigen Material zwischen dem Zugangsbereich und der Wan dungsdurchführung .
Ferner ist gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Drossel mit einer Vorrichtung zum Führen von Kühlungs luft der Drossel bereitgestellt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfin dung ist nicht auf die illustrierten oder beschriebenen Aus führungsformen beschränkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 illustriert in einer seitlichen Schnittansicht schematisch eine Vorrichtung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel zusammen mit der elektrischen Drossel;
Fig. 2 illustriert in schematischer Darstellung in Schnittansicht ein Gebäude gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Konverter und einer Drossel und einer Vorrichtung zum Führen von Kühlluft; und
Fig. 3 illustriert in schematischer Ansicht von oben ein Gebäude bzw. einen Raum gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung mit Konvertern, Drosseln und einer Kühl luftZuführungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSFORMEN
Die in Fig. 1 in Schnittansicht schematisch illustrierte Drossel mit Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft 100 um fasst eine Vorrichtung 100 zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer Drossel 101 gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung sowie die Drossel 101. Die Vorrichtung 100 zum Führen von Kühlungsluft 103 bzw. 105 (d.h. Zuführluft 103 und Abführluft 105) weist ein Rohrsystem 120 zum Führen der Kühlungsluft 103, 105 auf, dass von mindestens einem Zu gangsbereich 107, 109 zu Kühlleitungen 111 der Drossel bis zu mindestens einer Wanddurchführung 113, 115 in einer Wandung 117, 119 eines Raumes reicht. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner ein elektrisch leitfähiges Material 121, das an dem Rohrsystem 120 angebracht ist und mit einem Leiter 123 der Drossel 101 elektrisch verbunden ist.
Die Drossel 101 umfasst Lagen von Windungen des Leiters 123, welche radial beabstandet sind und zwischen welchen die Kühl leitungen 111 zum Kühlen des Leiters vorgesehen sind. Das elektrisch leitfähige Material 121 ist in der illustrierten Ausführungsform als eine Beschichtung auf der Außenseite des Rohrsystems 120 ausgebildet und ist durchgehend zwischen der Drossel 101 und der Wandungsdurchführung 113 bzw. 115 vorge sehen.
Die Ausführungsform 100 der Kühlungsluftführungsvorrichtung umfasst ein Luftzuführrohrsystem 125, das mit einem Luftzu- führbereich 107 der Drossel 101 und mit einer Luftzuführwan- dungsdurchführung 113 gekoppelt ist und angeordnet und ausge bildet ist, um die Kühlungsluft 103 durch die Luftzuführwan- dungsdurchführung 113 aus einem Bereich 127 außerhalb des Ge bäudes den Kühlleitungen 111 zuzuführen.
Ferner umfasst das Rohrsystem 120 ein Luftabführrohrsystem 129, das mit einem Luftabführbereich 109 der Drossel 101 und mit einer Luftabführwandungsdurchführung 115 gekoppelt ist und angeordnet und ausgebildet ist, die Kühlungsluft 105 (nach Durchströmen der Kühlleitungen 111) aus den Kühlleitun gen 111 durch die Luftabführwandungsdurchführung 115 hindurch in einen Bereich 127 außerhalb des Gebäudes abzuführen.
Das Luftzuführrohrsystem 125 weist ein Anschlussteil 131 auf, das mit dem Luftzuführbereich 107 der Drossel 101 in Kommuni kation mit den Kühlleitungen 111 dicht verbunden ist und mit dem Leiter 123 der Drossel 111 elektrisch verbunden ist. Fer ner weist das Luftzuführrohrsystem 125 mehrere Rohrsegmente 133 auf, die mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil 131 mechanisch und elektrisch verbunden sind und an einem anderen Ende mit der Luftzuführwandungsdurchführung 113 mechanisch und elektrisch verbunden sind. Zwischen Rohrsegmenten 133 sind Dichtungen 134 vorgesehen.
In ähnlicher Weise weist das Luftabführrohrsystem 129 ein An schlussteil 135 auf, das mit dem Luftabführbereich 109 der Drossel 101 in Kommunikation mit den Kühlleitungen 111 dicht verbunden ist und mit dem Leiter 123 der Drossel elektrisch verbunden ist (und zwar an einer Oberseite der Drossel 101). Ferner weist das Luftabführrohrsystem 129 ein oder mehrere Rohrsegmente 137 auf, die mechanisch und elektrisch miteinan der verbunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil 135 mechanisch und elektrisch verbunden sind und an einem an deren Ende mit der Luftabführwandungsdurchführung 115 mecha nisch und elektrisch verbunden sind.
Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Anschlussteil 131 des Luftzuführungsrohrsystems 125 eine sich entlang einer Strömungsrichtung (angedeutet durch Luftströmungspfeile 139) veränderliche lichte Querschnittsflächengröße (symbolisiert durch den Durchmesser DZ) auf, wobei die lichte Querschnitts flächengröße nahe bei dem Luftzuführbereich 107 größer ist als weiter entfernt davon. Ähnlich weist der Anschlussteil 135 des Luftabführungsrohrsystems 129 eine sich entlang der Strömungsrichtung 139 ändernde lichte Querschnittsflächengrö- ße (symbolisiert durch den Durchmesser DA) auf, der größer bei dem Luftabführbereich 109 ist als weiter entfernt, d.h. stromabwärts davon.
Die Drossel 101 und auch die Anschlussteile 131, 135 weisen im Wesentlichen zylindersymmetrische Form auf. Wie in Fig. 1 illustriert ist, weist mindestens ein Rohrsegment 137 eine entlang der Strömungsrichtung 139 im Wesentlichen konstante lichte Querschnittsflächengröße dz auf. Der Leiter 123 der Drossel 101 ist mit dem Anschlussteil 131, insbesondere mit der Beschichtung 121 über einen Drahtleiter 139 verbunden. Um zwei Rohrabschnitte 133 miteinander elektrisch zu verbinden, ist jeweils am Ende des Rohrabschnitts eine leitfähige (me tallische) Hülse 141 um die Außenoberfläche des Rohrsegments 133 gelegt und befestigt und elektrisch mit der Beschichtung 121 verbunden. Die beiden Metallhülsen 141 sind dann durch einen elektrischen Draht 143 miteinander verbunden.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung 121 kann weiter ein oder mehrere Schutzschichten aufweisen.
Die Vorrichtung 100 umfasst ferner zumindest einen Sensor 145, 147, welche z.B. die Temperatur und/oder die Rauchkon zentration innerhalb des Strömungsweges des Rohrsystems 100 messen können. Die Vorrichtung 100 weist ferner mindestens einen Ventilator 149 auf, um Kühlungsluft 103 dem Rohrsystems 120 zuzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ventila tor 151 vorgesehen sein, um die Kühlungsluft 105 aus dem Rohrsystem 120 abzuführen.
In den verschiedenen Zeichnungen illustrierte Elemente, wel che ähnlich in Funktion und/oder Struktur sind, sind mit Be zugszeichen versehen, welche sich lediglich in der ersten Ziffer unterscheiden. Ein mit Bezug auf eine bestimmte Figur nicht im Detail beschriebenes Element kann unter Zuhilfenahme der Beschreibung dieses Elements mit Bezug auf eine andere Figur oder Ausführungsform verstanden werden. In Fig. 1 bildet der äußerste Zylinder 124 der Drossel 101 eine „Blindlage", ein äußerer GFK Zylinder, der mit Leitlack (allgemein leitfähiges Material 121) beschichtet ist. Optio nal könnte man auch auf diese Blindlage verzichten. Es wäre der äußerste Zylinder der Drossel dann eine elektrische Wick lung, die auf ihrer Isolation mit dem hier beschriebenen Leitlack beschichtet wird. Diese Variante baut billiger, es ergibt sich jedoch eine Unstetigkeit bei der Kühlung (Ver schlechterung) und eine Lücke im Brandschutz, da sich bei ei nem Kurzschluss und nachfolgendem Brand in der äußersten (stromführenden) Lage der Drossel dann außen beim nach dem Fluten kein C02 sondern normale Raumluft befindet. Der Brand schutz wäre somit beeinträchtigt.
Fig. 2 illustriert in schematischer Seitenansicht ein Gebäude 260 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches eine Gebäudewandung 217, 219 aufweist, die einen In nenraum 218 begrenzt. Ferner weist das Gebäude 260 mindestens eine Drossel 201 innerhalb des Innenraums 218 auf sowie eine Vorrichtung 200 zum Zuführen von Kühlungsluft 203 zum Kühlen der Drossel 201. Das Gebäude 260 weist ferner mehrere Konver ter 261 auf, die z.B. in Reihe geschaltet sind, wobei der letzte Konverter mit dem Leiter 223 der Drossel 201 elektrisch verbunden ist. Das Gebäude 260 kann weitere Dros seln enthalten, welche mit der Drossel 201 verbunden sind, beispielsweise in Serie. Die Drossel 201 ist durch mehrere Isolatorelemente 263 unterstützt und das Luftzuführrohrsystem 225 ist an mindestens einem der Isolatorelemente 263 mon tiert. Ebenso sind die Konverter 261 durch Isolatorelemente 265 getragen, und zwar wie die Drossel beabstandet von einem Boden 267 des Gebäudes 260. Die Luftzuführwandungsdurchfüh- rung 213 befindet sich dabei in einer Seitenwand 217 des Ge bäudes 260, während sich die Luftabführwandungsdurchführung 215 in einer Deckenwandung 219 befindet.
Fig. 3 illustriert in einer schematischen Draufsicht ein Ge bäude 360 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, welche Konverter 361, Drosseln 301 und eine Vorrichtung 300 zum Zuführen von Kühlungsluft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Vorrichtung 300 ist hier ausgebildet, alle drei Drosseln 301 mit Kühlungsluft zu versorgen. Dazu wird Kühlungsluft über eine einzige (oder mehrere) Luftzuführwandungsdurchführung 313 aus dem Außenraum 327 in das Rohrsystem 320 eingeführt und dann in Serie den Drosseln 301 zugeführt. Für jede Drossel 301 ist ferner ein entsprechendes Luftabführrohrsystem (etwa wie in Fign. 1 oder 2 illustriert) vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch über entsprechende Rohrabschnitte 329 die Abführung der Kühlungsluft durch mehrere Luftabführwandungsdurchführungen 315 durchgeführt werden.
Ein Rohrdurchmesser von Rohrsegmenten, welche für die Zufüh rung der Kühlungsluft vorgesehen sein kann, kann z.B. zwi schen 500 mm und 1000 mm, insbesondere ungefähr 800 mm betra gen. Ein Rohrdurchmesser von Rohrsegmenten, welche für Abfüh rung der Luft vorgesehen sind, kann z.B. zwischen 300 mm und 800 mm, insbesondere z.B. 600 mm liegen.
Die Vorrichtung 300 zum Führen der Kühlungsluft 303, 305 um fasst ferner einen CCg-Speicher 369, der mit dem Rohrsystem 320, insbesondere mit dem Luftzuführrohrsystem 325 gekoppelt ist, um CO2 (z.B. aus CCg-Flaschen 371) in die Kühlleitungen der Drossel 301 zu leiten. Dies kann z.B. im Brandfall erfol gen, wobei ein Ventil 373 geöffnet wird, während ein Luftein lassventil 365 geschlossen wird, welches im Normalbetrieb Kühlungsluft 303 einlässt. Zum Steuern der Luftmenge kann drosseleingangsseitig eine Blende bzw. ein Querschnittsgrö ßenregulator 375 vorgesehen sein. Die Abluft kann an der De cke durch Ventilatoren oder Kompression abgesaugt werden.
Im Folgenden werden Details besonderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Details müssen nicht in allen Ausführungsformen vorhanden sein, sondern sind optional und können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beliebig kombiniert werden. Die Luftdrossel wird mit glatten Luftkanälen versehen, so dass sie nicht mehr die Raumluft aus der Umgebung des Dros selkörpers ansaugt, sondern der Drossel-Körper wird (ggf. vollständig) von der Raumluft entkoppelt und mit mindestens einem eigenem Zuluft Kanal versehen. Optional wird auch ein Abluftkanal installiert. Der Luftkanal ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt, der jedoch auf allen Oberflächen eine spezielle elektrische Absteuerung auf weist. Im günstigen Falle ist ein handelsübliches Rohr ver wendbar, welches passend beschichtet wird (elektrisch abge steuert wird).
Durch Entkopplung des Zuluftstroms zur Drossel von der umge benden Raumluft (Kaltluftzufuhr unten am Drosselkörper durch einen Zuluftkanal bzw. Zuluftrohr) kann eine wesentlich tie fere Zuluft Temperatur für die Drosselkühlung im Winter ver wendet werden (z.B. -5 °C), als dies für die benachbart ste henden Konvertertürme zulässig ist. Tiefe Temperaturen ver längern die Lebensdauer der Luftdrossel signifikant und im Gegenzug kann im Sommer bei höheren Außenluft-Temperaturen die Drossel mit höheren Zuluft Temperaturen (z.B. 50°C) be aufschlagt werden als dies für den Konverter zulässig ist.
Der Lebensdauerverbrauch der Drossel kann so erhöht sein, was aber durch den Lebensdauer-Spareffekt im Winter zulässig ist. Auf diese Weise werden Luftaufbereitungskosten (Klimatisie rungskosten, Kosten für Luftkühlung, die nur für den Konver ter erforderlich ist) gesenkt.
Die elektrische Absteuerung der Luftkanäle besteht aus einer ohmsch eingestellten Beschichtung. Das bedeutet, es soll eine Beschichtung verwendet werden, die bei Betriebsfeldstärke (etwa 50 V/mm) einen elektrischen Quadratwiderstand im Be reich von größer als 1*10L6 Ohm, z.B. 1*10L9 - 1*10L13 Ohm oder 1*10L9 - 1*10L11 Ohm bevorzugt aber einen elektrischen Quadratwiderstand von 1*10L11 Ohm besitzt.
Die Luftkanäle haben keine verrippte Bauweise, sondern sie haben eine glatte Oberfläche, die fertigungstechnisch deut- lieh einfacher zu realisieren ist. Weiter sind glatte Ober flächen einfacher zu beschichten, insbesondere gilt das für die Innenseite des Luftkanals. Weiter bietet ein glattwandi- ges Rohr den Vorteil, dass sich weniger Staub auf der Ober fläche ablagert, als in einem verrippten Rohr und dass Reini gung einfacher möglich ist. Der Luftkanal kann dann aus einem beliebigen, elektrisch und mechanisch ausreichend festen Ma terial bestehen. Idealerweise verwendet man ein auf dem Markt serienmäßig erhältlichen, schwer entflammbaren Kunststoff in geeigneten Kanaldurchmessern. Materialien, aus denen solche Rohre bestehen können, sind z.B. faserverstärkte Duromere, wie etwa glasfaserverstärkte Epoxide, aber auch extrudierte Thermoplaste, wie z.B. PVC.
Die Oberfläche des Zuluft Kanals weist insgesamt mindestens eine Länge von der doppelten Schlagweite, die am Einbauort erforderlich ist, auf: beispielhafter Kriechwegfaktor = 2. Dies erfüllt in der Regel die Anforderung von sauberen Innen räumen. Optional werden die Zuluft-Kanäle unten an den drei Drosseln im Sternpunkt, d.h. auf einer Gleichspannungs- Polarität zusammengeführt auf einen Sammelkanal, so dass ab dem Sammelrohr nur ein gemeinsamer, elektrisch abgesteuerter Zuluft-Kanal erforderlich ist, der den nötigen Kriechweg und die Spannungsabsteuerung enthält.
Der Luftkanal wird unten (und optional auch oben) luftdicht an die Drossel mittels eines Querschnitt-Reduzierstücks ange baut, d.h. es gibt keine Fehlluftströmung außen am Drossel körper vorbei oder innen durch den leeren Teil der Drossel fläche hindurch. Es ergibt sich ein effizienter Luftdurch satz, der ausschließlich an zu kühlenden Wicklungsteilen vor beiströmt, folglich ist die erforderliche Kühlluftmenge mini mal. Außerdem kann die Zuluft unter der Drossel in einem Luftauslasstrichter einströmen und die Luftansaugung kann ebenfalls in einer Trichterform ausgeführt ist, kann jedoch oberhalb der Drossel positioniert werden. Egal welche Ausführung angewandt wird, in beiden Fällen wird der Luftauslass, sowie die Luftabsaugung elektrisch an die Drossel angebunden. Und zwar in der Art und Weise, dass die unterste Drosselwicklung (in der Regel das Potential des un teren Tragsterns) mit dem Luftauslass elektrisch verbunden ist und die oberste Wicklung der Spule (in der Regel das Po tential des oberen Tragsterns) mit der Luftabsaugung.
Gleichzeitig müssen das jeweilige Ende der Zu- bzw. Abluftka näle an deren der Drossel abgewandten Enden elektrisch mit dem Erdpotential verbunden sein. Dadurch wird über die Kanal länge in den hochohmigen Schichten ein Potential aufgebaut, welches am Anfang des Kanals (=Verbindung zur Klima- /Lüftungsanlage) auf 0 Volt liegt, also auf Erdpotential und am drosselseitigen Kanalende, also an der elektrischen Anbin dung des Kanals an die Drossel, auf dem Potential der Dros sel, also z.B. 400 kV DC. Die Länge der Luftkanäle sollte so gewählt werden, dass sich im Betrieb eine mittlere Feldstärke von etwa <= 50 V/mm auf der Kanaloberfläche in Kanalrichtung einstellt. Im Falle einer Drossel mit 400kV DC Betriebsspan nung wäre somit der Kanal >= 8 m lang zu wählen. Natürlich kann die Betriebsfeldstärke in der ohmschen Beschichtung auch kleiner oder größer gewählt werden, sollte aber die Größen ordnung nicht verlassen.
Als Materialien für die hochohmige Beschichtung kommen z.B. polymerbasierte Lacke in Frage. Dabei ist solch ein Lack aus einem Bindemittel, einem Lösemittel und einem Füllstoff auf gebaut. Als Bindemittel sollte ein Duromer (evtl auch ein Elastomer) gewählt werden. Beispiele wären auf Basis Epoxid, Polyurethan, Polyesterimid, oder ähnliche. Als Elastomer könnte z.B. ein Silikon gewählt werden. Als Füllstoff sollte ein keramischer Füllstoff gewählt werden, der vorzugsweise kein Oxid ist. Zum Beispiel könnte ein Siliziumkarbid gewählt werden. Als Umgehungsmöglichkeit könnte eine oxidische Kera mik dotiert oder undotiert gewählt werden, wie z.B. Antimon dotiertes Zinnoxid. Der elektrische Widerstand kann über die Füllstoffkonzentra- tion, die Partikelgröße und die Dotierung eingestellt werden. Um die Anzahl der elektrischen Leitpfade im Lack hoch zu hal ten (was eine erhöhte Stromtragfähigkeit mit sich bringt), sollte die Füllstoffkonzentration so hoch gewählt werden, dass der Füllstoff überperkulär vorliegt. Dies bedeutet, dass mit etwas reduzierter bzw. etwas erhöhter Füllstoffkonzentra tion im Lack sich der elektrische Widerstand kaum ändert. Dadurch ist nicht nur die Leitpfadkonzentration hoch, sondern auch die Schwankung des elektrischen Widerstandes des Lackes reduziert. Anstatt über die Füllstoffkonzentration sollte der Widerstand über die Partikelgröße und/oder die Dotierung ein gestellt werden. Falls eine Dotierung des Siliziumkarbides (SiC) in Anspruch genommen wird, dann vorzugsweise mit Alumi nium. Ansonsten sollte der Widerstand über die Partikelgröße eingestellt werden. Dabei gilt: Je größer die Partikel, umso geringer der elektrische Widerstand. Typische Füllstoffein- waagen beim SiC sind zwischen 60 - 95 Gew.% bezogen auf den gesamten Lack ohne Lösemittel.
Als Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch kommen bevorzugt orga nische Lösemittel zum Einsatz mit ähnlicher Polarität wie die des Bindemittels. Zielführend ist dabei ein Lösemittelgemisch mit mindestens einem Nieder- und einem Mittelsieder. Das Lö semittel dient zur Viskositätserniedrigung des Lackes, sodass dieser mittels Niederdruck versprüht werden kann.
Die geeignetste Lackapplikation ist das Nasslackieren mit Niederdruck (bis max. 10 bar Druckluft). Andere Beschich tungsverfahren wie thermisches Spritzen, Tauchen, Wirbelbett sintern, etc. sind aber auch denkbar.
Zur elektrischen Kontaktierung der einzelnen Rohre unterei nander, sowie die Kontaktierung des Luftkanals mit der Dros selspule bzw. der Erde wird als zielführend eine metallische Kontaktierung bevorzugt. Dabei wird vor der Beschichtung der Luftkanäle mit dem hochohmschen Lack eine metallische Hülse auf das Kunststoffrohr aufgeklebt, gegebenenfalls in einer Nut im Rohr versenkt, und zwar in der Art und Weise, dass diese Hülse am Ende eines Rohrsegments rotationssymmetrisch komplett umlaufend auf das Rohr aufgebracht wird. Außerdem befindet sich eine Anlenkung auf der metallischen Hülse, an die ein Litzenkabel mit z.B. einem Kabelschuh angebunden wer den kann. Wird nun jedes Ende eines Rohres auf diese Art und Weise mit einer metallischen Hülse bestückt, so können die Hülsen über die Litzenkabel miteinander verbunden werden. Die anschließende Lackierung der Rohre (vor Zusammenbau) gewähr leistet eine gute Anbindung des Lackes auf die metallischen Hülsen. Der Potentialauf- bzw. -abbau erfolgt dann aus schließlich im Lack und nicht in der metallischen Hülse.
Eine Ausführungsform beinhaltet neben der potentialsteuernden Lackschicht das Aufbringen einer zusätzlichen, zweiten Lack schicht auf die oben beschriebene hochohmige, potentialsteu ernde Schicht. Diese zusätzliche Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass sie schmutzabweisend ist und dadurch, dass die hochohmige, darunterliegende Schicht z.B. mechanisch ge schützt wird. So eine zweite Schicht sollte besonders glatt sein, sehr dünn und elektrisch isolierend. Die stromführende, potentialsteuernde hochohmige Schicht ist üblicherweise etwa 50 - 150 ym dick. Die schmutzabweisende oder mechanisch schützende Schicht ist etwa 20 - 100 ym stark.
Für die Drosselwicklung ist die Geschwindigkeit der Luftströ mung in den Luftkanälen des Wickelkörpers durch passenden eingestellten Druck in den oben beschrieben Zuluft- bzw. Ab luftkanälen zweckmäßigerweise erhöht gegenüber der natürli chen Konvektion durch die Kanäle. Somit ist die Effizienz der Kühlung des Wickelköpers gesteigert. Die Kanalquerschnitte im Wickelkörper der Drossel können verkleinert werden, die Dros sel kann insgesamt kleiner und leichter gebaut werden. Es wird also die effektive Luftströmung durch den Drosselkörper erhöht - und gleichzeitig ist die benötigte, gesamte Luftmen ge kleiner als bei natürlicher Konvektion mit zahlreichen Ne benschlusspfaden innerhalb und außerhalb des Drosselkörpers. Der Wickelkörper kann also kleiner, leichter und aufgrund der kürzeren Leiterlänge mit gesteigertem Wirkungsgrad gefertigt werden.
Bei Installation von Abluftkanälen ist die abgesaugte Luft direkt von der Drossel in die Abluftkanäle eingespeist. Schon sehr frühzeitig nach dem Überhitzen der Drosselwicklung wird die Konzentration von brandtypischen Gasen im Abluftkanal stark ansteigen und die Erkennung durch Brandmelder, die im Sammelabzug installiert sind, arbeitet verzögerungsfrei und effizient. Dies ist bei Brandmeldern in Hallen - Belüftungs sensoren in weitaus geringerem Maße der Fall.
Wenn im Zuluft-Kanal auf Erdpotential, d.h. also am Eingang des Zuluft Kanals eine Feuerlöschvorrichtung integriert wird, so kann z.B. nach Abschiebern der Frischluftzufuhr und mit Einspeisen von C02 aus einem Gasspeicher in den Zuluft-Kanal hinein ein Brand - auch von einer extrem erhitzten und norma lerweise nicht selbstverlöschenden Drosselsektion - gelöscht werden: Von unten her wird die Drossel komplett mit C02 ge flutet. Dies ist schnell und effizient möglich, da das zu flutende Raumvolumen vergleichsweise klein ist. (Hochgradige Effizienzverbesserung gegenüber der C02-Flutung eines kom pletten Konverterraumes, wie auf einigen Offshore Plattformen heute üblich). Optional wird außen auf der Blindlage der Drossel und auf dem Luftkanal optional zusätzlich auf die elektrisch ansteuernde Beschichtung noch eine zweite, brand hemmende Silikonbeschichtung aufgebracht.
Alternative Umgehungsmöglichkeiten für Kontaktierung der Be schichtungen an den Übergangsstellen von Luftkanalteilen:
Die Kontaktierung wird durch Überzug der Beschichtung um den gesamten Rand des Luftkanals sichergestellt. Zusätzlich wird in den Zwischenraum zwischen die kontaktierenden Luftkanal teile eine elastische, halbleitende Dichtung eingebracht, die gegenüber der vergleichsweise dünnen Absteuerschicht (z.B. 0,2mm) Elastizität und großflächige Kontaktierung sicher stellt, Stärke beispielsweise 3mm.
Absteuerung von Winkelstücken im Luftkanal: Wenn der Lack so hergestellt wird wie oben beschrieben, dann kann dem Lack eine definierte Nichtlinearität in dessen elektrischem Widerstandsbelag eingestellt werden. Diese Nichtlinearität kann durch den nichtlinearen Exponenten „al- pha" beschrieben werden, welcher die Steigung der Kennlinie in einem Strom-Spannungs-Diagramm beschreibt. Beim oben be schriebenen, auf SiC basierten Lack, ist der nichtlineare Ex ponent alpha in etwa 3-4. Diese Widerstandseigenschaft sorgt nun dafür, dass in elektrisch hochbelasteten Bereichen mit hoher Feldstärke, das elektrische Feld in Bereiche mit nied rigerer Feldstärke verschoben werden. Dies wäre z.B. der Fall bei gekrümmten Luftkanälen, auf deren Innenseite (Krümmungs richtung). Diese Eigenschaft sorgt also für eine Art Aus gleich der Stromdichte innerhalb der Lackschicht. Dies hat Vorteile bei der Joulschen Erwärmung des Lackes, wodurch die Erwärmung auf der Innenseite bei einer Krümmung reduziert wird. Die Nichtlinearität der Widerstandskennlinie macht sich erst ab 30 V/mm Feldstärke im Material bemerkbar. Unterhalb von 30 V/mm hat das Material einen ohmschen Widerstand.
Installation der Luftkanäle im Raum:
Damit die Zugänglichkeit von Drosseln und Konvertern im Raum nicht beeinträchtigt wird und alle Bereiche mit einem Sche renlift gut erreichbar bleiben, werden die Luftkanalstücke, die nah am Sternpunkt der Drossel installiert sind, an den Drossel-Stützisolatoren befestigt. Alle weiter entfernten Luftkanalstücke werden von der Decke mittels Hängeisolatoren abgehängt.
Die Wegführung der Luftkanäle werden nicht geradlinig entlang der kürzesten schlagweite zum Boden und zur Hallendecke ge führt, sondern sie werden über einen verlängerten weg, d.h. z.B. im Zick-Zack zum Erdpotential am Boden und in der Hal lendecke geführt. So wird der erforderlich Kriechweg auf der Oberfläche des Luftkanals sichergestellt. Aufbereitung der Zuluft: a) Nur Zuluftkanal, aber kein Abluftkanal vorhanden: die warme Abluft der Drosseln geht in die Konverterhalle: Die Zuluft der Drosseln muss dann dieselbe Luftqualität aufweisen, wie die Raumluft des Konverterraumes, die Rückküh lung kann allerdings getrennt erfolgen, so dass tiefe Zuluft Temperaturen erreicht werden können. Sinnvoll bei geo graphisch bedingt vorwiegend kalten Aufstellungsorten. b) Zuluftkanal und Abluftkanal installiert: Der Luftkreislauf der Drosseln kann komplett entkoppelt werden vom Konverterraum, die Luftqualität kann schlechter sein (da Drosseln robuster sind gegen Verschmutzung.
Dies bietet weiteres Einsparpotential
Folgende Vorteil können erreicht werden:
Glatte Luftkanäle mit elektrischer Absteuerung sind kos tengünstig zu fertigen
Gesteigerte Effizienz in Belüftungstechnik, gesenkte Kosten, erhöhte Lebensdauer der Drossel gegenüber natürlicher Konvektion im (stets recht warmen) Konverterraum.
Verbesserter Brandschutz durch Option „C02" Löschung im geschlossenen Zuluftkanalsystem
Niedriges Risiko durch Nutzung von bewährter Technolo gie, da das Konzept und die Kenntnisse über Materialien der Beschichtung einer Blindlage der Drossel (=äußerer Mantel der Drossel) verwendet werden können für das Design der Beschich tung der Luftkanäle.
In anderen Ausführungsformen kann das Rohrsystem gerippte Oberflächen aufweisen. Das Rippenrohr mit kürzerer Baulänge birgt jedoch elektrische Risiken und zahlreiche Herausforde rungen bei der Fertigung. Im Betrieb besteht das Risiko der inneren Verschmutzung eines Rippenrohres. Eine Reinigung ist kaum möglich, Gleichmäßiges Aufbringen einer elektrischen Ab steuerung erscheint kaum machbar.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (100) zum Führen von Kühlungsluft (103, 105) zum Kühlen einer in einem Gebäude (260) oder einer Halle be findlichen elektrischen Drossel (101), die zwischen Windungen eines Leiters (123) Kühlleitungen (bzw. Kühlluftkanäle) (111) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Rohrsystem (120) zum Führen der Kühlungsluft (103, 105), das von mindestens einem Zugangsbereich (107, 109) zu den Kühlleitungen (111) der Drossel (101) bis zu mindestens einer Wandungsdurchführung (113, 115) in einer Wandung (117, 119) des Gebäudes reicht; und ein elektrisch leitfähiges Material (121), das an dem Rohrsystem (120) angebracht ist und mit dem Leiter (123) der Drossel und der geerdeten Wandung (101) elektrisch verbunden ist.
2. Vorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das elektrisch leitfähige Material (121) ununterbrochen zwischen der Drossel (101) und der Wandungsdurchführung (113, 115) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Rohrsystem (120) ein Luftzuführrohrsystem (125) aufweist, das mit einem Luftzuführbereich (107) der Drossel und mit einer Luftzuführwandungsdurchführung (113) gekoppelt ist und angeordnet und ausgebildet ist, um die Kühlungsluft (103) durch die Luftzuführwandungsdurchführung (113) aus ei nem Bereich (127) außerhalb des Gebäudes den Kühlleitungen (111) zuzuführen.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Rohrsystem (120) ein Luftabführrohrsystem (129) aufweist, das mit einem Luftabführbereich (109) der Drossel (101) und mit einer Luftabführwandungsdurchführung (115) ge koppelt ist und angeordnet und ausgebildet ist, die Kühlungs luft (105) aus den Kühlleitungen (111) durch die Luftabführ- wandungsdurchführung (115) hindurch in einen Bereich (127) außerhalb des Gebäudes (260) abzuführen.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 3 oder
4, wobei das Luftzuführrohrsystem (125) und/oder das Luftabführ- rohrsystem (129) aufweist: ein jeweiliges Anschlussteil (131, 135), das mit dem Luftzuführbereich (107) bzw. dem Luftabführbereich (109) der Drossel in Kommunikation mit den Kühlleitungen (111) dicht verbunden ist und mit dem Leiter (123) der Drossel (101) elektrisch verbunden ist; und ein oder mehrere Rohrsegmente (133, 137), die mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil (131, 135) mechanisch und elektrisch verbunden sind und an einem anderen Ende mit der Luftzuführ- wandungsdurchführung (113) bzw. der Luftabführwandungsdurch führung (115) mechanisch und elektrisch verbunden sind.
6. Vorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der Anschlussteil (131, 135) eine sich entlang einer Strömungsrichtung (139) verändernde lichte Querschnittsflä chengröße (DZ, DA) aufweist, wobei die lichte Querschnitts flächengröße nahe bei dem Luftzuführbereich (107) bzw. dem Luftabführbereich (109) der Drossel größer ist als weiter entfernt davon.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 5 oder
6, wobei der Anschlussteil (131, 135) eine im Wesentlichen zy lindersymmetrische Form aufweist, insbesondere trichterför mig.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis
7, wobei zumindest ein Rohrsegment (133, 137) eine entlang einer Strömungsrichtung (139) im Wesentlichen konstante lichte Querschnittsflächengröße (dz, da) aufweist.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis
8, wobei der Anschlussteil (131, 135) des Luftzuführrohrsystem (125) und/oder des Luftabführrohrsystems (129) an mindestens einem Isolatorelement (263) montiert ist, dass die Drossel (201) oberhalb und isoliert von einem Boden (267) des Gebäu des (260) trägt.
10. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Material (121) ausgebildet ist, über eine Erstreckung des Rohrsystems (120) aufgrund ei nes elektrischen Stromflusses einen Spannungsabfall von zwi schen 20 kV und 1000 kV, insbesondere von zwischen 200 kV und 500 kV, auf Erdpotential zu bewirken.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis
10, wobei das elektrisch leitfähige Material (121) bei dem Zu gangsbereich (107, 109) der Drossel (101) mit dem Leiter (123) der Drossel elektrisch verbunden ist und ausgebildet ist, einen elektrischen Stromfluss zwischen dem Anschlussteil (131, 135) des Zuführrohrsystems und/oder des Abführrohrsys tems und der Luftzuführwandungsdurchführung (113) bzw. der Luftabführwandungsdurchführung (115) zu leiten, wobei der Strom bis zu 100 mA betragen kann, bevorzugt bis zu 10 mA.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Rohrsystem (120) aus isolierendem Kunststoff gefer tigt ist, insbesondere thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff, wobei Innenflächen insbesondere glatte Oberflä chen aufweisen.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Material (121) umfasst: eine elektrisch leitfähige Beschichtung (121) auf dem Rohrsystem (120), insbesondere mit gleichförmiger Dicke; mindestens eine leitfähige Hülse (141) in elektrischer Verbindung mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung (121).
14. Vorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (121) zumindest teilweise durch einen Lack, insbesondere polymerisierbaren Lack, gebildet ist, wobei der ausgehärtete Lack ein Duromer und/oder Elastomer als Bindemittel und/oder ein keramisches Material, wie ein dotiertes oder undotiertes Metalloxid, ins besondere aber auch ein dotiertes oder undotiertes Silizium karbid als Füllstoff aufweist.
15. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 13 oder 14, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (121) außen und/oder innen auf dem Rohrsystem (120) aufgebracht ist, ins besondere mittels Sprühen.
16. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis 15, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (121) bezüglich Zusammensetzung und/oder Dicke gewählt ist, um einen vorbe stimmten elektrischen Quadratwiderstand aufzuweisen, insbe sondere zwischen 10L8 und 10L13 Ohm.
17. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Länge des Rohrsystem (120) gewählt ist, um im Be trieb eine elektrische Feldstärke zwischen 5 V/mm und 1000 V/mm zu erreichen.
18. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, fer ner aufweisend: eine Schutzschicht über dem elektrisch leitfähigen Mate rial (121).
19. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens einen Sensor (145, 147), der ausgebildet ist, innerhalb des Rohrsystems zumindest eines der Folgenden zu messen: eine Temperatur; eine Rauchkonzentration; eine Luftströmungsgeschwindigkeit; einen Differenzdruck im Rohr und außerhalb des Rohrs.
20. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
Mindestens einen Lüfter oder Ventilator (149, 151), um Kühlungsluft (103, 105) dem Rohrsystem (120) zuzuführen und/oder aus dem Rohrsystem abzuführen.
21. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: einen C02-Speicher (369), der mit dem Rohrsystem (320), insbesondere Luftzuführrohrsystem, gekoppelt ist, um C02 in die Kühlleitungen (111) der Drossel (301) zu leiten.
22. Gebäude (260), aufweisend: eine Gebäudewandung (217, 219), die einen Innenraum (218) begrenzt; mindestens eine Drossel (201), insbesondere Luftdrossel, innerhalb des Innenraumes (218); und eine Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangehenden An sprüche.
23. Gebäude gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend: mindestens einen Konverter (263) innerhalb des Innenrau- mes (218), der mit der Drossel (201) elektrisch verbunden ist.
24. Gebäude gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 22 bis 23, wobei der Konverter (263) ausgebildet ist, eine AC-Spannung in DC-Spannung, insbesondere zwischen 200 kV und 500 kV, zu konvertieren und wobei die Drossel geschaltet ist, uner wünschte Rest-AC-Komponenten zu entfernen, um eine DC- Spannung geeignet für Hochspannungsgleichstromübertragung zu erhalten.
25. Verfahren eines Führens von Kühlungsluft (103, 105) zum Kühlen einer in einem Gebäude befindlichen elektrischen Dros sel (101), die zwischen Windungen eines Leiters (123) Kühl leitungen (111) aufweist, wobei das Verfahren aufweist:
Führen der Kühlungsluft (103, 105) in einem Rohrsystem (120), das von mindestens einem Zugangsbereich (107, 109) zu den Kühlleitungen (111) der Drossel (101) bis zu mindestens einer Wandungsdurchführung (113, 115) in einer Wandung (117, 119) des Gebäudes reicht, wobei ein elektrisch leitfähiges Material (121) an dem Rohrsystem (120) angebracht ist und elektrisch mit dem Leiter (123) der Drossel (101) verbunden ist.
26. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend:
Abbauen einer Spannung entlang des Rohrsystems durch elektrischen Stromfluss in dem elektrisch leitfähigen Materi al zwischen dem Zugangsbereich und der Wandungsdurchführung.
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