ES2345547T3 - MODULAR UNIT FOR ACCOMMODATION OF ABSORBING ELEMENTS FOR A DISTRIBUTION INSTALLATION. - Google Patents

MODULAR UNIT FOR ACCOMMODATION OF ABSORBING ELEMENTS FOR A DISTRIBUTION INSTALLATION. Download PDF

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ES2345547T3
ES2345547T3 ES04001300T ES04001300T ES2345547T3 ES 2345547 T3 ES2345547 T3 ES 2345547T3 ES 04001300 T ES04001300 T ES 04001300T ES 04001300 T ES04001300 T ES 04001300T ES 2345547 T3 ES2345547 T3 ES 2345547T3
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Peter Glasmacher
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Abstract

The module has the hot gas directed to at least one flow path containing at least one monolithic ceramic absorber element (10,10',10'') packed into a flow chamber (40) for the hot gas and provided with channels (11) for passage of the hot gas having a cross-section of between 2 and 10 mm and extending in the main flow direction.

Description

Unidad modular para alojamiento de elementos absorbedores para una instalación de distribución.Modular unit for element housing absorbers for a distribution installation.

La invención se refiere a una unidad modular para el alojamiento de por lo menos un elemento para la absorción o amortiguación de los gases calientes de escape causados por un arco eléctrico en unidades funcionales eléctricas de alta y media tensión, en particular en instalaciones de distribución de alta o media tensión.The invention relates to a modular unit for the accommodation of at least one element for absorption or damping of hot exhaust gases caused by an arc electrical in high and medium electrical functional units voltage, particularly in high distribution facilities or medium voltage.

Una unidad modular con las características del preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento DE-A-196 46 547.A modular unit with the characteristics of preamble of claim 1 is known from the document DE-A-196 46 547.

Por el escrito DE 196 45 304 C2 se ha dado a conocer un cartucho como elemento amortiguador, que está situado al final de un canal de descarga de presión de una instalación de distribución de media tensión que por lo demás está encapsulada. Los elementos amortiguadores situados en el cartucho son deflectores metálicos que van fijados en forma de chapas angulares decaladas en el recorrido de los gases de escape.By letter DE 196 45 304 C2 has been given to know a cartridge as a damping element, which is located at end of a pressure relief channel of an installation of medium voltage distribution that is otherwise encapsulated. The damping elements located in the cartridge are baffles metallic that are fixed in the form of angular plates bent in the route of the exhaust gases.

Otra unidad modular se conoce por el documento DE 198 58 952 C1. En esta unidad modular está presente un recorrido de salida definido para gases calientes estando formada allí una cámara llenada como máximo hasta el 70% de su volumen con cuerpos amortiguadores sueltos, preferentemente de forma esférica. Los cuerpos amortiguadores son de plástico y son levantados en torbellino por el flujo de gas, con lo cual el gas se enfría, se desioniza y se frena.Another modular unit is known by the document DE 198 58 952 C1. In this modular unit a tour is present defined output for hot gases being formed there a chamber filled up to 70% of its volume with bodies loose dampers, preferably spherical. The shock absorbers are made of plastic and are raised in whirlwind by the gas flow, whereby the gas cools, it deionizes and brakes.

Los recintos para las instalaciones de distribución se sitúan a menudo en lugares donde pueden acceder personas a las zonas de descarga de presión. Debido a los requisitos rigurosos que han de cumplir las instalaciones eléctricas ya sólo se pueden emplear de forma limitada las instalaciones amortiguadoras conocidas.The enclosures for the facilities of distribution are often located in places where they can access people to pressure relief zones. Due to rigorous requirements to be met by facilities electric can only be used in a limited way known buffer installations.

Al ir aumentando la potencia eléctrica de las instalaciones eléctricas, tales como los interruptores de potencia, las celdas de barras colectoras, los convertidores de corriente, los transformadores (que en lo sucesivo se denominarán de forma general como unidades funcionales) etc., las instalaciones amortiguadoras conocidas sólo se pueden emplear de forma limitada. Así por ejemplo al surgir durante la medición intensidades de corriente de corta duración de \geq 25 kA durante 1 segundo, los cuerpos amortiguadores de plástico o los deflectores metálicos apenas pueden conseguir ya un efecto de protección. Debido a la acción del arco eléctrico parásito se pueden fundir y/o arrancar de sus anclajes de modo que los elementos amortiguadores pueden salir al exterior por el orificio del conducto de descarga de presión, representando otro peligro.As the electrical power of the electrical installations, such as power switches, busbar cells, power converters, transformers (hereinafter referred to as general as functional units) etc., the damping installations known can only be used in a limited way. For example when measuring currents intensities arise during measurement duration of ≥ 25 kA for 1 second, the bodies plastic dampers or metal baffles barely They can already achieve a protective effect. Due to the action of parasitic electric arc can be melted and / or plucked from its anchors so that the damping elements can exit to the outside through the orifice of the pressure discharge duct, Representing another danger.

El objetivo de la invención es el de proponer una unidad modular para el alojamiento de por lo menos un elemento destinado a la absorción o amortiguación de los gases calientes de escape causados principalmente por un arco eléctrico parásito que se produce en una unidad funcional de media tensión, que ofrezca una mayor protección contra los gases calientes de escape.The objective of the invention is to propose a modular unit for housing at least one element intended for the absorption or damping of hot gases from escape caused mainly by a parasitic electric arc that occurs in a medium voltage functional unit, which offers a greater protection against hot exhaust gases.

De forma general se empleará aquí y en lo sucesivo el concepto de unidad funcional (con independencia de que se trate de instalaciones con aislamiento por aire o por gas), representativas de:In general, it will be used here and in successive the concept of functional unity (regardless of these are installations with air or gas insulation), representative of:

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una celda de conmutación o varias celdas de conmutación,a switching cell or several switching cells,

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una o varias instalaciones de distribución (bloques de instalaciones de distribución),one or various distribution facilities (building blocks of distribution),

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uno o varios recintos estancos en las celdas de conmutación o bloques de instalaciones de conmutación,one or several watertight enclosures in the switching cells or blocks of switching facilities,

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recintos practicables y no practicables de instalaciones de conmutación y estaciones así como recintos estancos en éstas.practicable and non-practicable enclosures of switching facilities and stations as well as enclosures watertight in these.

La solución del problema se describe en las características de la reivindicación principal.The solution of the problem is described in the characteristics of the main claim.

Otras realizaciones ventajosas se formulan en las reivindicaciones dependientes.Other advantageous embodiments are formulated in the dependent claims.

La ventaja que ofrece la unidad modular consiste en que no se emplean piezas móviles, ni plásticos ni metales que durante las altas presiones y altas temperaturas puedan llegar a ser destruidos o descomponerse.The advantage offered by the modular unit is in which no moving parts are used, neither plastics nor metals that during high pressures and high temperatures they can become destroyed or decompose.

Otra ventaja de la invención consiste en que en el caso de un arco eléctrico parásito se reduce notablemente la presión en la instalación de distribución, en las celdas de conmutación y en el recinto que rodea la instalación.Another advantage of the invention is that in the case of a parasitic electric arc greatly reduces the pressure in the distribution installation, in the cells of switching and in the enclosure surrounding the installation.

Mediante el empleo de cerámica industrial de alta calidad se emplea un material robusto que sin el empleo de piezas móviles ofrece una protección eficaz contra gases calientes de escape y que también es adecuado para dejar escapar el aire que ha sido calentado en el aparato con un efecto de refrigeración.Through the use of industrial ceramics of high quality robust material is used that without the use of moving parts offers effective protection against hot gases exhaust and that is also suitable for letting out the air that It has been heated in the appliance with a cooling effect.

Las ventajas del objeto propuesto son las siguientes: En comparación con una unidad funcional eléctrica, en particular una instalación de distribución sin absorbedor de arco eléctrico parásito, el objeto de la invención puede reducir la presión que en un caso de arco eléctrico parásito surge en el recinto de la instalación de distribución, mejorar la refrigeración del aire de escape que ha sido calentado por el calor de la corriente, mejorar la protección contra los efectos de la avería en el edificio las personas y los equipos técnicos y contribuir a una utilización más efectiva de las posibilidades de espacio.The advantages of the proposed object are the following: Compared to an electric functional unit, in particular a distribution installation without arc absorber electrical parasite, the object of the invention can reduce the pressure that in a case of parasitic electric arc arises in the distribution facility enclosure, improve cooling of the exhaust air that has been heated by the heat of the current, improve protection against the effects of the breakdown in the building people and technical teams and contribute to a most effective use of space possibilities.

La unidad modular también puede utilizarse para el caso de un equipamiento posterior con absorbedores de arco eléctrico parásito con el fin de mejorar las condiciones de presión en el caso del arco eléctrico parásito.The modular unit can also be used to the case of subsequent equipment with arc absorbers Electrical parasite in order to improve pressure conditions in the case of the parasitic electric arc.

Para enfriar los gases calientes en el caso de un arco eléctrico parásito causado por un fallo interno en una unidad funcional se emplean elementos absorbedores cerámicos (elementos de panal). Los materiales a considerar son la porcelana, Al_{2}O_{3}, cerámica - SiC, saponita y otros materiales empleados también como cerámica de intercambio de calor.To cool the hot gases in the case of a parasitic electric arc caused by an internal failure in a functional unit ceramic absorber elements are used (honeycomb elements). The materials to consider are porcelain, Al_ {2} O_ {3}, ceramic - SiC, saponite and other materials also used as heat exchange ceramics.

La unidad modular puede emplearse en diversas formas de realización de unidades funcionales, por ejemplo con celdas de conmutación e instalaciones de distribución aisladas por aire así como celdas de conmutación e instalaciones de distribución aisladas por gas, en estaciones compactas o en recintos de instalaciones de distribución accesibles y no accesibles y en estaciones de conmutación. Aquí se pueden equipar con la unidad funcional las instalaciones de conmutación, zonas parciales de las estaciones, puertas de las estaciones, pasos de recintos y orificios de salida de recintos. En lo sucesivo se empleará de modo uniforme el concepto de "unidad funcional", lo cual sin embargo no quiere decir que el empleo de la unidad modular solamente deba estar previsto para una única unidad funcional o una celda de distribución. Con el concepto de unidad funcional se trata de transmitir también de modo representativo que la unidad modular es utilizable para un recinto estanco, para un recinto de instalación de distribución o para la totalidad de una instalación de distribución con varias celdas de conmutación, y que es adaptable de acuerdo con las circunstancias respectivas.The modular unit can be used in various embodiments of functional units, for example with switching cells and distribution facilities isolated by air as well as switching cells and distribution facilities isolated by gas, in compact stations or in enclosures of accessible and non-accessible distribution facilities and in switching stations Here they can be equipped with the unit functional switching facilities, partial areas of stations, station doors, enclosure passages and holes  of exit of enclosures. Hereafter used uniformly the concept of "functional unit", which however does not it means that the use of the modular unit should only be intended for a single functional unit or a cell of distribution. The concept of functional unity is about also representatively convey that the modular unit is Usable for a waterproof enclosure, for an installation enclosure distribution or for the entire installation of distribution with several switching cells, and that is adaptable in accordance with the respective circumstances.

El posicionamiento de la unidad modular es diferente según la unidad funcional. La conducción de los gases puede tener lugar en diversas direcciones o pasando a diversos recintos (recinto estanco de una celda de distribución, conducto de descarga de presión, zona de doble fondo, conducto de cables, sótano de cables). Lo determinante para la elección de la posición y la conducción de los gases son las respectivas posibilidades técnicas que ofrece una unidad funcional para lograr la máxima seguridad para las personas y la resistencia a la presión de la unidad funcional. La forma de construcción de la unidad modular que es necesaria para el absorbedor del arco eléctrico parásito se ajusta a la respectiva utilización en una unidad funcional.The positioning of the modular unit is different according to the functional unit. Gas conduction it can take place in different directions or going to different enclosures (sealed enclosure of a distribution cell, conduit of pressure discharge, double bottom zone, cable duct, basement of cables). The determinant for the choice of position and the Gas conduction are the respective technical possibilities which offers a functional unit to achieve maximum security for people and unit pressure resistance functional. The way of building the modular unit that is necessary for the parasitic arc absorber adjusts to the respective use in a functional unit.

Los elementos absorbedores cerámicos se fijan mediante elementos de sujeción. Tales elementos de sujeción pueden ser por ejemplo: por lo menos una chapa de sujeción en forma de enrejado o perforada, grapas o bandas de sujeción que rodeen el perímetro de los elementos absorbedores. Los elementos de sujeción pueden estar compuestos de piezas individuales y estar fijados en la carcasa del absorbedor, o también pueden ser parte integral de la carcasa del absorbedor.The ceramic absorber elements are fixed by fasteners. Such fasteners may be for example: at least one clamping plate in the form of lattice or perforated, staples or fastening bands surrounding the perimeter of the absorber elements. Fasteners they can be composed of individual pieces and be fixed in the absorber housing, or they can also be an integral part of the absorber housing.

El número de elementos absorbedores por capa varía, adaptado a las dimensiones de la unidad modular para impedir que en el caso de un arco eléctrico parásito se rompa la totalidad de la superficie del absorbedor. La instalación de los elementos absorbedores en el marco debe permitir la correspondiente dilatación térmica de toda la disposición durante el calentamiento (causado por el calor de la corriente o en un caso de arco eléctrico parásito), contribuyendo de este modo a la absorción de fuerzas térmicas por parte de la unidad modular.The number of absorber elements per layer varies, adapted to the dimensions of the modular unit to prevent that in the case of a parasitic electric arc the totality is broken of the absorber surface. The installation of the elements absorbers in the frame should allow the corresponding expansion thermal of the entire arrangement during heating (caused by the heat of the current or in a case of electric arc parasite), thus contributing to the absorption of forces thermal by the modular unit.

El elemento esencial de la unidad modular es por lo menos un cuerpo absorbedor cerámico monolítico. Los canales de los elementos absorbedores están formados de tal modo que gracias a su gran longitud o su reducido diámetro se obtenga protección IP (protección contra el contacto, mantener alejadas las herramientas, seguridad contra el punzonado). Como alternativa puede haber en los elementos absorbedores adicionalmente o en el caso de canales de gran diámetro una cubierta perforada sobre los elementos absorbedores de modo que con esa cubierta queda garantizada la protección IP.The essential element of the modular unit is by At least one monolithic ceramic absorber body. The channels of the absorber elements are formed in such a way that thanks to its large length or small diameter is obtained IP protection (protection against contact, keep tools away, safety against punching). As an alternative there may be in additionally absorbing elements or in the case of channels of large diameter a perforated cover over the elements absorbers so that with that cover is guaranteed the IP protection

Las chapas perforadas o placas de metal expandido, dispuestas opcionalmente por debajo y/o por encima de los elementos absorbedores, pueden estar realizadas preferentemente de tal modo que contribuyan a optimizar la disminución de la presión y dejen libre paso a la salida de gases a través de la estructura de canales a modo de panal de abejas. Un metal expandido situado por debajo en el sentido del flujo del gas (según Norma DIN 791) puede servir de punto de pie para un arco eléctrico, y contribuir de esta manera a acortar el arco eléctrico en la zona estanca. Simultáneamente este metal expandido puede contribuir, gracias a la forma de sus mallas, a controlar el flujo y con ello la reducción de la presión. Las dimensiones típicas de un metal expandido pueden ser por ejemplo las siguientes: Longitud de malla 6 mm; anchura de malla 3,4 mm; anchura de puentes 1,25 mm; espesor del metal expandido 2 a 3 mm; espesor de los puentes 0,5 mm.Perforated sheets or metal plates expanded, optionally arranged below and / or above  absorbent elements, may preferably be made of such that they contribute to optimize the decrease in pressure and allow free passage to the gas outlet through the structure of honeycomb channels. An expanded metal located by below in the direction of gas flow (according to DIN 791) can serve as a standing point for an electric arc, and contribute from this way to shorten the electric arc in the waterproof zone. Simultaneously this expanded metal can contribute, thanks to the shape of your meshes, to control the flow and with it the reduction of pressure. Typical dimensions of an expanded metal can be for example the following: 6 mm mesh length; width of 3.4 mm mesh; bridge width 1.25 mm; metal thickness expanded 2 to 3 mm; 0.5 mm bridge thickness.

Las chapas de sujeción deberían tener orificios relativamente grandes. Lo importante es que mediante la sujeción se obtenga suficiente resistencia mecánica para soportar la estructura absorbente. Los elementos de sujeción de tipo metálico (metal expandido o chapa de sujeción) no se deben pintar con el fin de evitar que se queme la pintura y se produzca una carga adicional debida a gases nocivos para la salud.Clamping plates should have holes relatively large The important thing is that by clamping you get enough mechanical strength to support the structure absorbent. The fasteners of metal type (metal expanded or clamping plate) should not be painted in order to prevent the paint from burning and an additional load due to gases harmful to health.

La unidad modular completa para el absorbedor del arco eléctrico parásito se puede montar de forma atornillada o remachada, debiendo montarse la unidad modular preferentemente por medio de una brida (de modo preferente directamente en el marco de la unidad modular) a una unidad funcional. El punto de montaje viene determinado por el campo de utilización de la unidad funcional.The complete modular unit for the absorber of the parasitic electric arc can be mounted screwed or riveted, the modular unit should be mounted preferably by means of a flange (preferably directly in the frame of the modular unit) to a functional unit. The mount point comes determined by the field of use of the functional unit.

En el caso de celdas de conmutación e instalaciones de distribución aisladas por gas o aisladas por aire, se puede utilizar la unidad modular en la forma descrita también en canales de descarga de presión especiales. Mediante la combinación de elementos absorbedores de diferentes números de canales a igualdad de área de paso, en la colocación dispuesta una tras otra (por ejemplo verticalmente una sobre otra) y la conducción rectilínea de gases correspondiente se optimiza al mismo tiempo la disminución de la presión en los canales de los absorbedores y el enfriamiento de los gases calientes. Para ello se eligen los elementos absorbedores inferiores con un número menor de canales por elemento, y los dispuestos inmediatamente por encima con un múltiplo de aquellos. Para ello se modifica el espesor de pared de los canales de tal modo que se disponga de un área de paso sensiblemente igual para los gases calientes que pasan a través, y los canales inferiores con mayor espesor de pared puedan absorber más calor.In the case of switching cells e distribution facilities isolated by gas or isolated by air, the modular unit can be used in the manner also described in special pressure relief channels. By combining of absorber elements of different numbers of channels to equal area of passage, in the placement arranged one after another (for example vertically one over another) and driving corresponding gas rectilinear is optimized at the same time the decrease in pressure in the channels of the absorbers and the hot gas cooling. For this, the lower absorber elements with a smaller number of channels per item, and those arranged immediately above with a multiple of those. For this, the wall thickness of the channels in such a way that a passage area is available substantially the same for the hot gases that pass through, and lower channels with greater wall thickness can absorb more heat.

En las instalaciones de distribución y celdas de conmutación aisladas por gas se tiene la posibilidad de realizar una disposición de los elementos absorbedores en varios escalones, posicionando para ello la unidad modular directamente detrás del disco de reventamiento de la instalación de distribución o parte de celda conmutación aislada por gas y/o sobre la cara posterior o en un canal de descarga de presión.In the distribution facilities and cells of gas insulated switching you have the possibility to perform an arrangement of the absorber elements in several steps, positioning the modular unit directly behind the bursting disk of the distribution facility or part of switching cell isolated by gas and / or on the back side or in a pressure relief channel.

La reducción de la presión se ajusta mediante el dimensionado correspondiente de los elementos absorbedores con relación al número de canales, el área de los canales, el espesor de pared de los canales, la superficie de refrigeración condicionada por esto y el área de paso libre disponible para la salida de los gases. La geometría de los elementos absorbedores cerámicos, su estructura de panal de abejas y el área de los canales verticales son los que determinan la resistencia al paso del gas en un caso de arco eléctrico parásito. Los canales de los elementos absorbedores están situados esencialmente en la dirección de salida del flujo. Debido al flujo rectilíneo de los gases se evitan sedimentos de partículas que en caso de una disposición diferente pueden dar lugar a unos incrementos de presión indeseables en la unidad funcional en un caso de arco eléctrico parásito.The pressure reduction is adjusted by corresponding dimensioning of the absorber elements with relation to the number of channels, the area of the channels, the thickness of Channel wall, conditioned cooling surface for this and the free passage area available for the departure of gases The geometry of the ceramic absorber elements, their honeycomb structure and the area of vertical channels are the ones that determine the resistance to the passage of gas in a case of parasitic electric arc The channels of the absorber elements They are located essentially in the direction of flow exit. Due to the rectilinear flow of gases, sediments of particles that in case of a different arrangement can give result in undesirable pressure increases in the unit functional in a case of parasitic electric arc.

La altura y la resistencia de los elementos absorbedores cerámicos están dimensionadas de tal modo, que para la presión máxima posible la estructura de los canales con forma de panal de abeja de los elementos no sufra a ser posible ningún daño, y a pesar de ello esté disponible una superficie geométrica máxima para el enfriamiento de los gases calientes. Pueden aparecer casos de avería en los que también sufra daños el material absorbedor. Por ese motivo es importante en el diseño y la elección del material que el material destruido de los absorbedores a ser posible no pueda salir hacia el exterior. Una posible medida puede ser que el espesor de un material absorbedor realizado de una sola pieza se elija tan grande que el arco eléctrico parásito solamente pueda destruir una capa inferior y se conserve sin destruir una capa superior. Otra medida puede consistir en que varios elementos absorbedores se coloquen unos sobre otros formando capas. La estratificación se puede efectuar a base de materiales en los que vaya disminuyendo la resistencia frente al ataque del arco eléctrico (en el sentido de flujo de los gases).The height and strength of the elements ceramic absorbers are sized in such a way that for the maximum possible pressure the structure of the channels shaped Honeycomb elements do not suffer any damage, and despite this a maximum geometric surface is available for cooling hot gases. Cases may appear of failure in which the absorber material also suffers damage. For that reason it is important in the design and choice of material that the destroyed material of the absorbers if possible does not I can go outside. One possible measure may be that the thickness of an absorber material made in one piece is choose so large that the parasitic electric arc can only destroy a lower layer and be preserved without destroying a layer higher. Another measure may consist of several elements absorbers are placed on top of each other forming layers. The stratification can be done based on materials in which the resistance against the electric arc attack decreases (in the direction of gas flow).

La estructura de panal de abeja del elemento absorbedor cerámico tiene una configuración distinta según el respectivo caso de aplicación. Así por ejemplo un elemento absorbedor con una longitud de 150 mm, una anchura de 150 mm y una altura de 300 mm puede presentar hasta 3600 (60 x 60) canales verticales, cuyos orificios de los canales tienen una dimensión de algunos milímetros (p.ej. dentro de una gama entre 2 y 10 mm). La longitud de los canales en el cuerpo del panal es por lo tanto de 300 mm. La superficie abierta libre para el paso de gases es en el ejemplo antes citado superior al 60% de la superficie en planta del elemento absorbedor. La estructura de los canales se elige con el menor espesor de pared posible, es decir de aproximadamente 0,5 a 0,9 mm, de modo o que quede asegurada una absorción de calor muy rápida en el caso de una duración breve del arco eléctrico.The honeycomb structure of the element ceramic absorber has a different configuration according to the respective application case. So for example an element absorber with a length of 150 mm, a width of 150 mm and a 300 mm height can have up to 3600 (60 x 60) channels vertical, whose holes in the channels have a dimension of a few millimeters (eg within a range between 2 and 10 mm). The length of the channels in the honeycomb body is therefore of 300 mm The free open surface for the passage of gases is in the example cited above 60% of the floor area of the absorber element. The structure of the channels is chosen with the lowest possible wall thickness, that is about 0.5 to 0.9 mm, so that a very high heat absorption is ensured fast in the case of a short duration of the electric arc.

Especialmente en las celdas de conmutación o instalaciones de distribución de clases de potencia elevadas se llegan a producir pérdidas por calor de la corriente (durante el régimen normal, sin arcos eléctricos parásitos). La disposición descrita ofrece una reducida resistencia al flujo para la salida del aire caliente de la unidad funcional a través de los canales del elemento absorbedor y por lo tanto es también adecuada para evacuar el calor debido a la corriente.Especially in switching cells or high power class distribution facilities are they produce heat losses from the current (during the normal regime, without parasitic electric arcs). The disposition described offers a reduced resistance to flow for the output of the hot air from the functional unit through the channels of the absorber element and therefore is also suitable for evacuating The heat due to the current.

Los elementos absorbedores cerámicos presentan frente a los de otros materiales la ventaja de presentar una resistencia muy elevada a los cambios de temperatura. Al mismo tiempo, un coeficiente de dilatación lineal medio muy reducido de aprox. 2,2 x 10^{-6} hasta 6,5 x 10^{-6} K^{-1} un acoplamiento positivo máximo con la máxima resistencia a la temperatura, casi sin ninguna combustión de la protección superficial (tal como p.ej. zinc sobre acero). Los elementos absorbedores cerámicos son resistentes frente a influencias corrosivas. Una porosidad abierta de aprox. 8 al 25% facilita la formación de torbellinos del flujo de gases en los canales del elemento absorbedor. Un material poroso en los canales se deberá preferir por lo tanto a un material exento de poros.The ceramic absorber elements present compared to other materials the advantage of presenting a very high resistance to temperature changes. The same time, a very small average linear expansion coefficient of approx. 2.2 x 10 -6 to 6.5 x 10 -6 K-1 a maximum positive coupling with maximum resistance to temperature, with almost no combustion protection surface (such as zinc on steel). The elements ceramic absorbers are resistant against influences corrosive An open porosity of approx. 8 to 25% facilitates formation of whirlpools of the flow of gases in the channels of the absorber element. A porous material in the channels should be therefore prefer a pore free material.

La invención se explica con mayor detalle sirviéndose de los dibujos. Éstos muestran en particular:The invention is explained in greater detail. using the drawings. These show in particular:

Fig. 1 dibujo esquemático de una unidad modular abierta para permitir ver los elementos absorbedores,Fig. 1 schematic drawing of a modular unit open to see the absorber elements,

Fig. 2 una estructura estratificada de la unidad modular, y en lasFig. 2 a stratified unit structure modular, and in

Fig. 3 a Fig. 7, diferentes posiciones de la unidad modular en distintas unidades funcionales.Fig. 3 to Fig. 7, different positions of the modular unit in different functional units.

En las Fig. se han representado los siguientes componentes de la unidad modular:The following are represented in Fig. modular unit components:

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primera chapa de sujeción 12 abajo, con un enrejado de agujeros 16, atornillada o remachada en la carcasa del absorbedor 40,first clamping plate 12 below, with a lattice of holes 16, screwed or riveted in the housing of absorber 40,

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primera chapa perforada inferior 14 (metal expandido; opcional),first lower perforated plate 14 (expanded metal; optional),

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tres elementos absorbedores cerámicos 10, 10', 10'' con canales verticales 11,three 10, 10 ', 10' 'ceramic absorber elements with channels vertical 11,

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segunda cubierta perforada superior 18 (o también metal expandido),second upper perforated cover 18 (or also expanded metal),

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segunda chapa de sujeción 20 (con enrejado de agujeros 16), atornillada o remachada en la carcasa del absorbedor (cámara 40),second clamping plate 20 (with lattice of holes 16), screwed or riveted in the housing of the absorber (chamber 40),

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carcasa con chapas laterales plegadas 50.housing with folded side plates fifty.

Esquemáticamente se ha dibujado una pila de tres elementos absorbedores 10, 10', 10'' situados uno sobre otro. En esta configuración se pueden situar 12 elementos absorbedores en un plano sobre la chapa de sujeción inferior en la carcasa del absorbedor. Según la gama de potencia de la instalación de distribución y el tamaño de la cámara también existe la posibilidad de que un solo elemento absorbedor monolítico rellene toda la sección de la cámara.Schematically a stack of three has been drawn absorber elements 10, 10 ', 10' 'located one above the other. In this configuration can be placed 12 absorber elements in a flat on the lower clamping plate in the housing of the absorber According to the power range of the installation of distribution and camera size there is also the possibility that a single monolithic absorber element fill all the camera section.

Una de las chapas de sujeción en forma de reja 12 y 20 puede estar sin embargo presente también de forma integral arriba y abajo en la carcasa del absorbedor, formando junto con los montantes verticales un bastidor robusto de la carcasa. La carcasa del absorbedor 40 tiene una pestaña de chapa plegada periférica con orificios de fijación 45 para atornillar la unidad modular en, sobre o dentro de una unidad funcional (GAS, LS). El material de chapa y el espesor de la chapa pueden ser distintos según el comportamiento de presión requerido. El atornillamiento al punto de montaje puede realizarse bien por medio de tornillos individuales o por unos bulones roscados soldados en la carcasa del absorbedor de la unidad modular. Según la realización existe también la posibilidad de efectuar un atornillamiento con tuercas fijadas en la carcasa del absorbedor mediante soldadura o remachadas. Según los requisitos de presión que ha de cumplir la superestructura existe la posibilidad de efectuar un atornillamiento con tuercas de jaula colocadas en la chapa de la carcasa.One of the grating plates 12 and 20 may, however, also be present comprehensively up and down in the absorber housing, forming together with the vertical uprights a robust housing frame. The housing of absorber 40 has a peripheral folded sheet flange with fixing holes 45 to screw the modular unit into, on or within a functional unit (GAS, LS). The material of sheet and sheet thickness may be different depending on the pressure behavior required. Screwing to the point of assembly can be done either by means of individual screws or by threaded bolts welded in the absorber housing of the modular unit According to the embodiment there is also the possibility of screwing with nuts fixed in the absorber housing by welding or riveting. According the pressure requirements to be met by the superstructure there is the possibility of screwing with nuts cage placed on the sheet of the housing.

Otra posibilidad de atornillamiento para elevados requisitos de presión lo ofrecen los espárragos roscados o perfiles con rosca que descansen sobre el pliegue de fijación y que mediante la unión garantizan una unión muy firme con la unidad funcional.Another possibility of screwing for high pressure requirements are offered by threaded studs or thread profiles that rest on the fixing fold and that through the union they guarantee a very firm union with the unit functional.

En las instalaciones de distribución y celdas de conmutación con aislamiento por gas se tiene la posibilidad de realizar una estructura de varias etapas de elementos absorbedores 40, pudiendo estar la unidad modular posicionada directamente detrás del disco de reventamiento BS de la parte de la instalación de distribución o de la celda de conmutación aislada al gas GAS, y/o sobre la cara posterior o en un canal de descarga de presión realizado de modo independiente 60 (véase la Fig. 3 a la Fig. 5).In the distribution facilities and cells of switching with gas isolation you have the possibility of make a multi-stage structure of absorber elements 40, the modular unit being directly positioned behind the bursting disk BS of the installation part of distribution or of the isolated switching cell to the gas GAS, and / or on the back face or in a pressure relief channel performed independently 60 (see Fig. 3 to Fig. 5).

En la Fig. 6 y en la Fig. 7 se muestran ejemplos de aplicaciones en celdas de conmutación LS con aislamiento por aire. La unidad modular va montada para la descarga de presión fuera de la celda de conmutación sobre un remate superior de la celda. La celda de conmutación tiene un solo recinto estanco (Fig. 6). En el caso de celdas de conmutación con varios recintos estancos (Fig. 7) se monta una unidad completa o una unidad por cada recinto estanco.Examples are shown in Fig. 6 and Fig. 7 of applications in LS switching cells with isolation by air. The modular unit is mounted for pressure relief outside of the switching cell on an upper end of the cell. The Switching cell has only one waterproof enclosure (Fig. 6). At case of switching cells with several watertight enclosures (Fig. 7) one complete unit or one unit is mounted for each enclosure watertight.

Con respecto a los detalles de las Fig. 3 a 7 se remite también a la lista de referencias en la que se explican los conceptos y abreviaturas.With respect to the details of Fig. 3 to 7, also refers to the list of references in which the concepts and abbreviations.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    
Signos de referenciaReference signs

1010
Elementos absorbedores (10, 10', 10'')Absorber elements (10, 10 ', 10' ')

11eleven
Canal longitudinalLongitudinal channel

1212
Primera chapa de sujeciónFirst clamping plate

1414
(opcional) primera chapa perforada o placa de metal expandido(optional) first perforated sheet or metal plate expanded

1616
Enrejado de agujerosLattice holes

1818
(opcional) cubierta perforada (o segunda placa de metal expandido)(optional) perforated cover (or second plate expanded metal)

20twenty
Segunda chapa de sujeciónSecond clamping plate

4040
Cámara, carcasa del absorbedorChamber, absorber housing

4242
BastidorFrame

4444
BridaFlange

45Four. Five
OrificiosHoles

4646
EspárragoAsparagus

50fifty
Chapa lateralSide plate

6060
Recorrido de salida del flujo (canal de descarga de la presión)Flow outflow path (discharge channel of the pressure)

8080
Sentido del flujo (paso del gas)Direction of flow (gas flow)

AFAF
Frente de la instalaciónInstallation Front

NVRNVR
Recinto de baja tensiónLow voltage enclosure

LSRLSR
Recinto de interruptores de potenciaPower switch enclosure

LSLS
Interruptor de potenciaPower switch

KARKAR
Recinto de conexión de cablesCable connection enclosure

SSRSSR
Recinto de barras colectorasBusbar Enclosure

BSBS
Disco de reventamientoBurst disk

GASGAS
Instalación de distribución o celda de invención herméticamente cerrada aislada a los gasesDistribution installation or invention cell hermetically sealed gas insulated

GGGG
Carcasa de conmutación llena de gasGas-filled switching housing

ABAB
Zona de conexiónConnection zone

ATAT
Zona de accionamientoDrive zone

LSLS
Instalación de distribución aislada por aireDistribution installation isolated by air

Claims (15)

1. Unidad modular para alojamiento de por lo menos un elemento (10, 10', 10'') para la absorción o amortiguación de los gases calientes de escape causados por un arco eléctrico en unidades funcionales eléctricas de alta y media tensión, en particular en instalaciones de distribución donde para la evacuación del gas está previsto un canal de evacuación o una vía de evacuación definida (60) y dentro de la cual está previsto por lo menos un elemento absorbedor (10, 10', 10''), presentando la unidad modular una cámara (40) existente en el canal de evacuación o la vía de evacuación (60), llena de por lo menos un elemento de absorción (10, 10', 10''), caracterizada porque en el interior de la cámara (40) está situado por lo menos un elemento de absorción (10, 10', 10'') monolítico fabricado de material cerámico, y porque el elemento absorbedor (10, 10', 10'') está dotado de canales (11) para el paso de los gases.1. Modular unit for housing of at least one element (10, 10 ', 10'') for the absorption or damping of hot exhaust gases caused by an electric arc in high and medium voltage electrical functional units, in particular in distribution facilities where an evacuation channel or a defined evacuation route (60) is provided for gas evacuation and within which at least one absorber element (10, 10 ', 10'') is provided, presenting the modular unit a chamber (40) existing in the evacuation channel or the evacuation route (60), fills with at least one absorption element (10, 10 ', 10''), characterized in that inside the chamber (40) is located at least one monolithic absorption element (10, 10 ', 10'') made of ceramic material, and because the absorber element (10, 10', 10 '') is provided with channels (11 ) for the passage of gases. 2. Unidad modular según la reivindicación 1, caracterizada porque el material del elemento absorbedor (10, 10', 10'') presenta una porosidad abierta del 8 al 25%.2. Modular unit according to claim 1, characterized in that the material of the absorber element (10, 10 ', 10'') has an open porosity of 8 to 25%. 3. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los orificios de los canales (11) están realizados de tal modo que aseguren la protección contra el contacto (protección IP).3. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that the holes in the channels (11) are made in such a way as to ensure protection against contact (IP protection). 4. Unidad modular según la reivindicación 3, caracterizada porque la sección de los orificios de los canales (11) es del orden de 2 a 10 mm.4. Modular unit according to claim 3, characterized in that the section of the holes of the channels (11) is of the order of 2 to 10 mm. 5. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los canales (11) transcurren en la dirección (80) del flujo principal de los gases.5. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that the channels (11) run in the direction (80) of the main gas flow. 6. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sobre los elementos absorbedores (10, 10', 10'') está dispuesta una cubierta perforada cuyo tamaño de agujeros está realizada de tal modo que con ello se consiga la protección contra el contacto (protección IP).6. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that a perforated cover is arranged on the absorber elements (10, 10 ', 10''), the size of the holes is made in such a way as to achieve protection against the contact (IP protection). 7. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos absorbedores (10, 10', 10'') se soportan en la cámara (40) con elementos de sujeción (12, 20).7. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that the absorber elements (10, 10 ', 10'') are supported in the chamber (40) with fasteners (12, 20). 8. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque por el lado de entrada de los gases a los elementos de absorción (10, 10', 10'') está situada una placa metálica perforada (14).8. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that a perforated metal plate (14) is located on the input side of the gases to the absorption elements (10, 10 ', 10''). 9. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por estar dispuesto más de un elemento absorbedor (10, 10', 10''), uno tras otro.9. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that it is arranged more than one absorber element (10, 10 ', 10''), one after the other. 10. Unidad modular según la reivindicación 9, caracterizada porque los canales (11) de los elementos absorbedores (10, 10', 10'') dispuestos uno tras otro presentan a igualdad de sección de flujo global unas secciones que van en disminución.10. Modular unit according to claim 9, characterized in that the channels (11) of the absorber elements (10, 10 ', 10'') arranged one after the other have equal sections of the overall flow section that are decreasing. 11. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad modular (40) está fabricada como unidad compacta y está equipada con medios de fijación (45, 46) para colocarla en partes de la carcasa de una unidad funcional (LS, GAS).11. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that the modular unit (40) is manufactured as a compact unit and is equipped with fixing means (45, 46) for placing it in parts of the housing of a functional unit (LS, GAS). 12. Unidad modular según la reivindicación 11, caracterizada porque la unidad modular (40) va colocada como unidad compacta en un bastidor y el bastidor se puede unir con partes de la carcasa de una unidad modular (LS, GAS) a través de medios de fijación realizados como una unión de bridas.12. Modular unit according to claim 11, characterized in that the modular unit (40) is placed as a compact unit in a rack and the frame can be joined with parts of the housing of a modular unit (LS, GAS) via means of fixing made as a flange joint. 13. Unidad modular según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad modular (40) está situada directamente detrás del disco de reventamiento (BS) de una instalación de distribución aislada por gas (GAS).13. Modular unit according to one of the preceding claims, characterized in that the modular unit (40) is located directly behind the bursting disc (BS) of a gas insulated distribution system (GAS). 14. Unidad modular según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la unidad modular (40) está situada al final de una parte de carcasa de una unidad funcional (LS, GAS) realizada como vía de evacuación (60).14. Modular unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the modular unit (40) is located at the end of a housing part of a functional unit (LS, GAS) made as an escape route (60). 15. Unidad modular según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la unidad modular (40) se emplea en estaciones y recintos de instalaciones de distribución practicables y no practicables.15. Modular unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the modular unit (40) is used in stations and enclosures of practicable and non-practicable distribution facilities.
ES04001300T 2003-02-21 2004-01-22 MODULAR UNIT FOR ACCOMMODATION OF ABSORBING ELEMENTS FOR A DISTRIBUTION INSTALLATION. Expired - Lifetime ES2345547T3 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202004020060U1 (en) * 2004-01-21 2005-03-10 Ormazabal Anlagentechnik Gmbh guide
DE102006041400B4 (en) * 2006-09-04 2008-07-03 Ormazabal Anlagentechnik Gmbh System for ventilation of an electrical functional unit of the high and medium voltage
DE102007002923B3 (en) * 2007-01-19 2008-09-18 Ormazabal Anlagentechnik Gmbh Device for venting electrical functional units
DE102015206355A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Electrical switchgear
DE102018206577A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Siemens Aktiengesellschaft switch cabinet
DE102018116397A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 R. Stahl Schaltgeräte GmbH Explosion-proof housing with pressure relief

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19645304C2 (en) * 1996-10-25 2002-04-18 Ritter Starkstromtech Electrical system for the medium voltage range
DE19858952C1 (en) * 1998-12-10 2000-09-07 Siemens Ag Electrical circuit breaker

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