DE1286602B

DE1286602B - Protective device against welding through of the housing of electrical devices as a result of arcing faults

Info

Publication number: DE1286602B
Application number: DE1964S0090493
Authority: DE
Inventors: Auerswald Dietmar; Schmidt Siegfried
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-04-11
Filing date: 1964-04-11
Publication date: 1969-01-09

Description

Elektrische Geräte, wie z. B. Schalter, in denen betriebsmäßig Lichtbogen auftreten können, sind bei Verwendung in Schlagwetter- und explosionsgefährdeten Räumen in ein druckfestes Schutzgehäuse aus Metall einzuschließen. Dadurch soll verhindert werden, daß durch innerhalb des Gehäuses auftretende Lichtbogen eine Entzündung von Gas-Luft- oder Staub-Luft-Gemischen eintritt, die das Gehäuse umneber.. Zum Schutz gegen die Wirkung von Explosionen innerhalb des Gehäuses werden diese mit ausreichender mechanischer Festigkeit hergestellt und geprüft.Electrical devices such as B. Switches in which arcing is operational are used in firedamp and explosion-prone areas Enclose rooms in a pressure-resistant protective housing made of metal. This is supposed to be prevented that occurring within the housing arcs a Ignition of gas-air or dust-air mixtures occurs which surrounds the housing. These are used to protect against the effects of explosions inside the housing manufactured and tested with sufficient mechanical strength.

Weiterhin ist es laut Bergverordnung vom 304. 1957 des OBA Dortmund § 28 erforderlich, daß in den als brandgefährdet erklärten Betrieben das Absinken des Isolationswiderstandes unter 100 Ohm/ Volt akustisch und optisch angezeigt wird (bei Nennspannung unter 1000 Volt). Bewegliche Leitungen müssen laut § 55 der Verordnung außer der Überwachung eine Einrichtung besitzen, die »das Bestehenbleiben eines etwa sich bildenden Lichtbogens verhindert«.Furthermore, it is according to the mining ordinance of 304. 1957 of the OBA Dortmund Section 28 requires that in the establishments declared to be at risk of fire, subsidence the insulation resistance below 100 ohm / volt is displayed acoustically and visually (at nominal voltage below 1000 volts). According to Section 55 of the Ordinance in addition to surveillance, have a facility that "the persistence of a prevented from forming an electric arc «.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß trotz dieser Schutzmaßnahmen bei den Gehäusen elektrischer Geräte noch nicht alle Gefahren beseitigt sind und unter bestimmten Voraussetzungen ein innerhalb des Gehäuses auftretender Fehlerlichtbogen imstande ist, die Gehäusewand zu durchschweißen und damit eine Entzündung äußerer explosibler Gemische zu bewirket. Diese Voraussetzungen sind dann gegeben, wenn im Gehäuse ein Stehlichtbogen mit einer derart geringen Stromstärke brennt, daß entweder die vorgeschaltete Kurzschlußüberwachungseinrichtung noch nicht ansprechen kann oder diese aber versagt. Ein solcher Lichtbogen kann nach entsprechend langer Einwirkungszeit, z. B. einigen Sekunden, die Gehäusewand an einer Stelle durchschweißen, insbesondere dann, wenn er von einem Phasenleiter eines nicht geerdeten Drehstromnetzes nach dem Gehäuse und von diesem zu einem anderen Phasenleiter des Netzes brennt.However, it has now been shown that despite these protective measures the housings of electrical devices have not yet eliminated all dangers and are under under certain conditions an arc fault occurring within the housing is able to weld through the housing wall and thus an external ignition causing explosive mixtures. These prerequisites are met if A standing arc burns in the housing with such a low current intensity that either the upstream short-circuit monitoring device does not yet respond can or this fails. Such an arc can take longer Exposure time, e.g. B. a few seconds, weld the housing wall in one place, especially if it is connected to a phase conductor of a non-earthed three-phase network after the housing and from this to another phase conductor of the network.

Es ist bereits ein explosions- und schlagwettersicheres Gehäuse bekannt, dessen Wände nicht in der üblichen Weise zur Erzielung der erforderlichen Druckfestigkeit aus kräftigen Gußeisen oder Stahlblech, sondern aus relativ dünnem Blech bestehen. In einer der Gehäusewände ist eine durch eine poröse Filterplatte abgedeckte Öffnung vorgesehen, so daß zwar die Gase, die bei einer im Gehäuseinneren durch einen Schaltlichtbogen hervorgerufenen Explosion entstehen, nicht aber die Flammen nach außen entweichen können.An explosion-proof and firedamp-proof housing is already known, its walls not in the usual way to achieve the required compressive strength made of strong cast iron or sheet steel, but rather of relatively thin sheet metal. In one of the housing walls there is an opening covered by a porous filter plate provided, so that although the gases are released in a case inside the housing by a switching arc caused explosion, but not the flames escape to the outside can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wandung explosions- und schlagwettergeschützter Gehäuse von elektrischen Geräten gegen das Durchschweißen durch Fehlerlichtbogen zu schützen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gehäuseinnenwand ganz oder teilweise mit einer elektrisch und thermisch isolierenden und bei Auftreffen eines Lichtbogens nichtgasenden Schutzschicht versehen ist.The invention is based on the task of making the wall explosive and flameproof housings of electrical devices against welding through to be protected by arcing faults. According to the invention this object is achieved solved that the housing inner wall wholly or partially with an electrical and thermal insulating and non-gassing protective layer in the event of an electric arc is.

Eine an sich naheliegende derartige Verstärkung der Gehäusewand, daß diese mit Sicherheit gegen alle Beschädigungen durch Fehlerlichtbogen geschützt ist, läßt sich andererseits auch nicht durchführen, da hierdurch - selbst bei Verwendung von Leichtmetallgehäusen - das Gehäusegewicht und damit das Gesamtgewicht des elektrischen Gerätes in untragbarer Weise erhöht würde. Dies wird verständlich, wenn man berücksichtigt, daß diese Gehäuse Abmessungen bis zu 1 m haben können, aber - insbesondere im Bergbau unter Tage, also unter sehr schwierigen Verhältnissen - bei Veränderung der Anlage durch Menschenkraft bewegt werden müssen.An obvious such reinforcement of the housing wall that these are safely protected against all damage caused by arcing faults is, on the other hand, can not be carried out, since this - even when used of light metal housings - the weight of the housing, and therefore the total weight of the electrical Device would be increased in an intolerable manner. This becomes understandable when one takes into account that these housings can have dimensions up to 1 m, but - especially in mining underground, i.e. under very difficult conditions - when the system is changed have to be moved by human power.

Es kann hierzu z. B. eine aus zwei dünnen Blechen bestehende Schutzwand vorgesehen werden, die als Träger eines im Zwischenraum vorhandenen feuerhemmenden Mittels, z. B. Quarzsand, Schamottemehl, dient. Beim Auftreten eines Lichtbogens wird dann die dünne Blechwand zerstört, so daß das feuerhemmende und isolierend wirkende Mittel frei wird. Es tritt dabei eine kombinierte Wirkungsweise auf, nämlich einmal Löschen des Lichtbogens durch Widerstandserhöhung auf Grund des zusammengesinterten Materials der Schutzwand und zum anderen eine thermische Isolierung des Gehäuses. Dadurch wird die Sicherheit gegen ein Durchschweißen des Gehäuses wesentlich erhöht.It can do this, for. B. a protective wall consisting of two thin metal sheets be provided as a carrier of a fire retardant in the space By means of e.g. B. quartz sand, fireclay flour, is used. When an arc occurs the thin sheet metal wall is then destroyed, so that the fire retardant and insulating effective means is released. A combined mode of action occurs, namely once extinguishing the arc by increasing the resistance due to the sintered together Material of the protective wall and, on the other hand, thermal insulation of the housing. This significantly increases the security against welding through the housing.

Um das übergreifen des Lichtbogens von den Blechen der Schutzwand auf das Gehäuse zu verhindern, ist die Schutzwand isoliert am Gehäuse befestigt.About the spread of the arc from the sheet metal of the protective wall To prevent the housing, the protective wall is insulated and attached to the housing.

Durch die Verwendung eines nichtgasenden Füllmittels wird eine zusätzliche Belastung des Gehäuses durch die bei Gasentwicklung eintretende Druckerhöhung verhindert.By using a non-gassing filler, an additional Prevents the housing from being subjected to stress due to the pressure increase that occurs when the gas is generated.

In vielen Fällen, vor allem, wenn nur bestimmte Teile des Gehäuses der Gefahr von Lichtbogeneinwirkungen ausgesetzt sind, genügt es, für diese Teile eine elektrisch isolierende Schutzwand aus schwer schmelzbarer Keramik oder einem ähnlichen Sinterwerkstoff vorzusehen. Diese Schutzwand reicht aus, um das übergreifen eines zwischen zwei Phasenleitern stehenden Lichtbogens auf die Gehäusewand so lange zu verhindern, bis eine vorgeschaltete Kurzschlußüberwachung anspricht und den Lichtbogen abschaltet.In many cases, especially if only certain parts of the case are exposed to the risk of arcing, it is sufficient for these parts an electrically insulating protective wall made of difficult-to-melt ceramic or a similar sintered material to be provided. This protective wall is sufficient to encompass that an electric arc between two phase conductors on the housing wall for so long to prevent until an upstream short-circuit monitoring responds and the arc turns off.

Bei bestimmten, insbesondere kleineren Gehäusen genügt es, die Gehäuseinnenwand durch direktes Aufbringen eines Schutzanstriches, z. B. Emaillieren, elektrisch und auch thermisch zu isolieren. Dadurch wird ebenfalls einem zwischen zwei Phasenleitern brennenden Lichtbogen die Möglichkeit des übergreifens auf die Gehäusewand genommen und somit deren Beschädigung verhindert. Besonders geeignet ist hierzu eine Schicht aus Glimmer und einem Siliconharz, die durch sogenannte Elektrophorese auf elektrostatischem Wege auf die Gehäuseinnenwand aufgebracht wird.In the case of certain, in particular smaller, housings, it is sufficient to remove the housing inner wall by directly applying a protective coating, e.g. B. enamelling, electrical and also to be thermally insulated. This also creates one between two phase conductors burning arc taken the possibility of reaching over to the housing wall and thus prevents their damage. A layer is particularly suitable for this made of mica and a silicone resin, which is produced by so-called electrophoresis on an electrostatic basis Ways is applied to the housing inner wall.

Claims

Claims: 1. Protective device against welding through Housings for electrical devices for firedamp and explosion-endangered operating rooms due to arcing faults, characterized in that the inside wall of the housing is completely or partially with an electrically and thermally insulating and upon impact an arc non-gassing protective layer is provided.

2. Set up according to Claim 1, characterized in that the protective layer consists of two thin metal sheets there is, the space with a fire retardant such. B. Quartz sand. filled out is.

3. Device according to claim 2, characterized in that the sheets of Protective layer are electrically isolated from the housing wall.

4. Establishment according to claim 1, characterized in that an insulating wall made of ceramic or another refractory sintered material is provided.

5. Establishment according to claim 1, characterized in that as a protective layer on the inside wall of the housing a non-conductive coating, e.g. B. from enamel or generated by electrophoresis Mica layer is applied.