DE3040350A1

DE3040350A1 - Plastics capsule for electrical equipment - consists of two foamed plastics halves with mating faces designed to interlock

Info

Publication number: DE3040350A1
Application number: DE19803040350
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 6905 Schriesheim Hoyer; Jürgen Dr.-Ing. 6940 Weinheim Schirr
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1980-10-25
Filing date: 1980-10-25
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE3040350C2

Abstract

The circuit element encapsulation system is used in medium voltage switching and distribution systems. The circuit elements may be single or multiphase circuit breakers, earthing switches, measurement transducers, cable terminals, busbars etc. The capsules may contain an insulating gas environment, such as air, N2 or SF6. The capsule elements are made of a foamed plastics insulating material of suitable hardness. The foam plastics capsule halves are designed to interlock. The foamed plastics is pref. a hard integral polyurethane.

Description

"Kapselung von Anlagenteilen einer elektrischen Mittel-"Encapsulation of system parts of an electrical central

spannungsschalt- und vorteileranlage sowie Verfahren zur @erste@-lung einer speziellen Ausgestaltungsform der Kapselung" Die Erfindung bezieht sich auf die Kapselung von Anlagenteilen einer elektrischen Mittelspannungsschalt- und -verteileranlage, insbesondere auf die Isolierstoffkapselung von isoliergasumgebenen (d. h z. B. mit LuEt,N2 oder SF, umgebenen) Funktionselementen wie beispielsweise ein- oder mehrphasigen Trennschaltern, Schaltkammern, Erdungsschaltern, Meßwandlern, Kabelanschlüssen, Stromschienen und dergleichen oder Teilen solcher Funktionselemente. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf en Verfahren zur Herstellung einer speziellen Ausgestaltungsmöglichkeit für die Kapseluìlg.voltage switching and rebinder system as well as procedures for @ first @ -lung a special embodiment of the encapsulation "The invention relates to the encapsulation of system parts of an electrical medium-voltage switchgear and distribution system, in particular on the encapsulation of insulating gas surrounding (i.e. e.g. with LuEt, N2 or SF, surrounded) functional elements such as single or multi-phase Disconnectors, switching chambers, earthing switches, transducers, cable connections, Busbars and the like or parts of such functional elements. Also relates The invention relates to a method for producing a special design option for the capsule.

Außer gekapselten ölgefüllten Funktionselementen für Hoch-oder -Mittelspannungsanlagen, insbesondere sogenannten ölarmen Schaltern, sind auch gekapselte und mit Isoliergasen (wozu u. a.In addition to encapsulated, oil-filled functional elements for high or medium voltage systems, In particular, so-called low-oil switches, are also encapsulated and with insulating gases (including

auch atmosphärische Luft zählt) umgebene Schalter und sonstige Funktionselemente in manniqfacher Bauweise bekanntgeiorden.atmospheric air also counts) surrounding switches and other functional elements known geiorden in various construction methods.

Die Kapselung von Anlagenteilen, wozu außer Schaltern auch Stromschienen, Kabelanschlüsse, Meßwandler und weitere Funktionselemente gehören, hat gegenüber nichtgekapselten Anlagen bzw. Anlagenteilen den Vorteil des wesentlich geringerer: Raumbedarfes und zugleich auch den Vorteil einer weitaus größeren Sicherheit gegen Berührung oder andere Gefahr den nichtgekapselte stromführende Teile und Funktionselemente ausgesetzt sind, wozu nicht zuletzt auch eine Verschmutzung zu zahlen ist. Bewährt insbesondere in der Hochspannungstcchnik mit Spannungen über 72,5 kV haben sich hierbei Metallkapselungen mit dem Isoliergas Schwefelhexafluorid (SF6). Dieses SF6-Gas ist unbrennbar, ungiftig und eist aucn gute Löscheigenschaften auf beim Auftreten eines Schaltlichtbogens.The encapsulation of system parts, including not only switches but also busbars, Cable connections, transducers and other functional elements belong has opposite non-encapsulated systems or system parts have the advantage of significantly lower: Space requirement and at the same time also the advantage of a much greater security against Contact or other danger to the non-encapsulated live parts and functional elements are exposed, for which, not least, pollution has to be paid. Proven especially in high-voltage technology with voltages above 72.5 kV here metal encapsulation with the insulating gas sulfur hexafluoride (SF6). This SF6 gas is incombustible, non-toxic and also has good extinguishing properties when it occurs of a switching arc.

Aus Sicherheitsgründen, vor allem aber auch aus Gründen der Einsparung von Aufstellungsrumlichkeiten ist man nun auch bei Mittelspannungsanlagen dazu übergegangen, mindestens Teile dieser Anlagen zu kapseln und als Isoiationsmedium isolierende Gase vorzusehen, also beispielsweise Stickstoff oder das genannte Schwefelhcxafluorid. Auch für die Kapsclung von Mittelspannungsanlagen bzw. Anlagenteilen kommt eine Metallkapselung infrage, die allerdings teuer ist und darüberhinaus auch einige andere Nachteile mit sich bringt. Zu nennen ist außer den hohen Herstellungskosten auch noch das hohe Gewicht der Kapselung, ferner die Tatsache, daß eine derartige Kapselung nicht lichtbogenfußpunktfrei ist, d. h. metallische Teile der Kapselung, die direkt oder indirekt geerdet sind, einerseits und stromführende Teile andererseits liegen sich ohne Abdeckung, nur durch Isoliergas voneinander getrennt, gegenüber Als nachteilig sind aber auch einige technische Probleme zu nennen, die beispielsweise beim Messen elektrischer Ströme an einpolig metallgekapselten Anlagen auftreten. Schließlich erfordert eine druckdichte Kapselung auch druckbegrenzende Elemente, um im Falle des Auftretens eines Störlichtbogens eine unkontrollierte Explosion heraufzubeschwören, das bedeutet a].-so beispielsweise die Anbringung von Sollbruchstellen, insbesondere in Form von Berstscheiben, deren Zusamrnenfügen mit der Metallkapselung mit nicht unerheblichem Aufwand verbunden ist.For safety reasons, but above all for reasons of savings From installation rooms, one has now switched to medium-voltage systems too, to encapsulate at least parts of these systems and isolate them as an insulating medium Provide gases, for example nitrogen or the aforementioned sulfur oxafluoride. There is also a Metal encapsulation is an option, but it is expensive and there are also some brings other disadvantages. In addition to the high manufacturing costs, it should be mentioned also the high weight of the encapsulation, furthermore the fact that such a Encapsulation is not free of arc roots, d. H. metallic parts of the enclosure, that are directly or indirectly earthed, on the one hand, and live parts on the other are facing each other without a cover, only separated from each other by insulating gas as However, there are also a few disadvantages to be mentioned, for example occur when measuring electrical currents in single-pole metal-enclosed systems. Finally, pressure-tight encapsulation also requires pressure-limiting elements, To avoid an uncontrolled explosion in the event of an arc fault conjuring up, that means a] .- for example the attachment of predetermined breaking points, especially in the form of rupture disks, their joining together with the metal encapsulation is associated with not inconsiderable effort.

Zur Senkung der Kosten für eine Kapselung und zugleich zur Vermeidung einiger Nachteile der Metallkapselung haben auf dem Gebiet der Mitteispannungstechnik neben Metallkapselunqen nun auch Isolierstoffkapselungen Anwenduny gefunden, und zwar aus gieß- bzw. spritzfähigen Isolierstoffen insbesondere auf Harzbasis 1DE-OS 28 24 623). Die Verwendung von derartigen Isolierstoffteilen für die Kapselung bringt neben anderen Vorzügen beispielsweise auch denjenigen Vorteil mit sich, das selbst kompliziertere Ausformungen von beispielsweise Nicht flächen. bzw. Flanschen-Durchführungen, Stütznocken und dergl.To reduce the cost of encapsulation and at the same time to avoid it some disadvantages of metal encapsulation have in the field of medium voltage technology In addition to metal capsules, insulation encapsulation applications have now also been found, and made of pourable or injectable insulating materials, especially resin-based 1DE-OS 28 24 623). The use of such insulating material for the encapsulation brings In addition to other advantages, for example, the advantage with oneself, the self more complicated shapes of, for example, non-surfaces. or flange bushings, Support cams and the like.

gleich mit an die einzelnen Teile angeformt werden können und aucl in einer hinreichenden Maßhaltigkeit anfallen. Da es sich jedoch vorwiegend um großvolumige und auch großflächige Teile handelt, tritt der Nachteil auf, daß diese Teile im Herstellungswerk-zeug eine lange Aufenthalts- und Abkühlzeit benötigen, fr so daß die Taktzeit5 d. h. also die Zeitspanne vom Beginn des Spritzvorganges bis zum Herausnehmen des fertigen Werkstückes ungewöhnlich groß und somit eine unbefriedigende Ausnutzung des Werkzeuges und der Spritzmaschiene:festzustellen ist. Die genannten großen Taktabstände für die Herstellung der einzelnen Isolierstoffteile rühren nicht zuletzt daher, daß für die großflächigen Teile auch entsprechende Wandstärken vorgesehen werden müssen.can also be molded onto the individual parts and aucl occur in a sufficient dimensional accuracy. However, since they are mostly large-volume and large parts are involved, the disadvantage arises that these parts in Manufacturing tools require a long dwell and cool-down time for so that the cycle time5 d. H. that is, the time span from the start of the injection process to removal of the finished workpiece unusually large and thus an unsatisfactory utilization of the tool and the spraying machine: is to be determined. The aforementioned large pitch for the production of the individual insulating material parts are due not least to that appropriate wall thicknesses are also provided for the large-area parts have to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolierstoffkapselung für Mittelspannungsschalt- und -aserteileranlagen zu schaffen, welche unter weitgehender Vermeidung der geschilder - ten Nachteile preisgünstig in der Ilerstellung ist. Darüberhinaus ist es erstrebenswert, Mal:nahmen und Mittel vorzusehen, welche dem Bedürfnis nach einer hohen Sicherheit für das Bedienungs- und Wartungspersonal in besonderer Weise Rechnung tragen.The invention is based on the object of an insulating material encapsulation for medium-voltage switchgear and fiber-optic splitter systems, which under extensive Avoidance of the signs - The disadvantages are inexpensive to produce is. In addition, it is worthwhile to take measures and to provide which means the need for a high level of safety for operating and maintenance personnel take into account in a special way.

Die Lösung der grundlegenden Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die wesentlichen Kapselungselemente aus einem schäumbaren Isolierstoff geeigneter Festigkeit, insbesondere aus einem harten Strukturschaumstoff hergestellt werden. Formteile auch großflächiger Ausladung aus schäumbaren Isol iers toffen, insbesondere aus hartem Struk turschumstof wie beispielsweise dem vorgeschlagenen Polyurethan-Har-ntegralschaum sind einfach und vor allem preiswert in der Herstellun$ und zwar nicht zuletzt deshalb, weil das Material - aufgrund der Zusammenführung zweier oder mehrerer Materialkomponenten, welche eiiic schnelle, chemische Reaktion aufweisen - im Vergleich zu entsprechenden Harzmassen sehr schnell aushärten und somit den Vorteil kurzer Taktzeiten bei der Herstellung bieten.The solution to the basic problem is thereby achieved according to the invention achieved that the essential encapsulation elements made of a foamable insulating material suitable strength, in particular made of a hard structural foam will. Molded parts, even over large areas, made of foamable insulating materials, in particular made of hard structural foam such as the one proposed Polyurethane integral polyurethane foams are simple and, above all, inexpensive to manufacture not least because the material - because of the merging two or more material components which have a rapid chemical reaction - cure and very quickly compared to corresponding resin compounds thus offer the advantage of short cycle times in production.

Außerdem haben die Teile ein vergleichsweise geringes Gewicht, auch dann noch, wenn die Wandstärken aus Festigkeitsgründen stellenweise größer gewählt werden als bei vergleichbaren Teilen aus Gießharzen oder gar aus Metall.Plus, the parts are comparatively light in weight, too then even if the wall thicknesses are selected to be larger in places for reasons of strength are made of casting resins or even of metal than comparable parts.

Zum wenigstens angenähert gasdichten Verschließen des von den einzelnen Kapseiungselementen zu umschliessenden Raumes wird zufolge einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, an den in montierter Lage aneinanderstrossenden Berührungsflächen der Kapselungselemente Ausformungen anzuordnen, welche in zusammengefügter Lage dieser Kapselungselemente eine entlang deren Berührungsflächen verlaufende labyrinthartige Dichtfläche bilden. Eine derartige Abdichtung des zu kapselnden Raumes kann durchaus hinreichend sein für gekapselte Anlagenteile, welche lediglich atmosphärische Luft enthalten.For at least approximately gas-tight sealing of the individual Encapsulation elements to be enclosed space is according to an embodiment of the The idea of the invention proposed to the juxtaposed in the assembled position To arrange contact surfaces of the encapsulation elements, which are joined together Position of these encapsulation elements is one that runs along their contact surfaces Form a labyrinth-like sealing surface. Such a seal of the to be encapsulated Space can be sufficient for encapsulated parts of the system, which are only contain atmospheric air.

Einer anderen Ausgestaltung zufolge wird vorgeschlagen, an wenigstens einer der in montierter Lage aneinanderstossenden Berührungsflächen der einzelnen Kapselungselemente Ausformungen zur Aufnahme einer Dichtung oder einer flüssigen oder pastösen Dichtungsmasse anzuordnen. Hierdurch ist nicht nur eine bessere Abdichtung, sondern darüberhinaus auch eine druckfestere Abdichtung des zu kapselnden Raumes möglich.According to another embodiment it is proposed to at least one of the butting contact surfaces of the individual in the assembled position Encapsulation elements Formations for receiving a seal or a liquid one or pasty sealant to be arranged. This not only results in a better seal, but also a more pressure-resistant seal of the space to be encapsulated possible.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in einem weiteren Vorschlag zu sehen, nämlich an den Kapselungseiementen Anformungen anzuordnen, welche sowohl der Lrhöhung ihrer Steifigkeit und ihrer Druckfestigkeit als auch gleichzeitig als Tragelemente, isolierende Stütze, Durchführungen, Dehnungsführungen oder dergleichen dienen. Bei zweckmäßiger Anordnung derartiger Anformungen ist es deshalb möglich, benachbarte Wandunsteile mit einer dünneren Wandstärke auszubilden. Die genannten Dehnungsführungen, aber auch isolierende Stützer können dazu dienen, bestimmte Anlagenteile, beispielsweise Stromschienen in ihrer Lage zu fixieren und abzustUtzen, ohne eine feste Verbindung zwischen der als Beispiel genannten Stromschiene oder einem anderen Til und den genannten Anformungen an den Kapselungselementen vorzunehmen. Bei einer Erwärmung solcher Anlagenteile z. B.An advantageous development of the inventive concept is in one to see another suggestion, namely to arrange moldings on the encapsulation elements, which both increase their rigidity and compressive strength as well at the same time as supporting elements, insulating supports, bushings, expansion guides or the like. With a suitable arrangement of such projections, it is therefore it is possible to design adjacent wall parts with a thinner wall thickness. The expansion guides mentioned, but also insulating supports, can serve to to fix certain parts of the system, for example busbars, in their position and support without a fixed connection between the busbar mentioned as an example or another Til and the said projections on the encapsulation elements to undertake. When such parts of the system are heated, for. B.

infolge eines hohen Stromflusses und damit einhergehenden unterschiedlichen Ausdehnungen metallischer Anlagenteile a der Kapselungselemente bleibt die Führunys- bzw. Stützfunktion erhalten, ohne daß die einzelnen Kapselungselemente mechanisch nennenswert belastet werden.as a result of a high current flow and the associated different Expansion of metallic system parts a of the encapsulation elements remains the guide or support function obtained without the individual encapsulation elements mechanically are significantly burdened.

Gemäß einem anderen Weiterbildungsvorschlag des Erfindungsgedankens können für jede Phase der zu kapselnden Funtionselemente gesonderte Kapselungselemente vorgesehen werden.According to another further training proposal of the inventive concept can have separate encapsulation elements for each phase of the functional elements to be encapsulated are provided.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß die einzelnen Kapselungselemente in ihren Ausmaßen und somit auch in ihren Wandstärken vergleichsweise klein gehalten werden können, wobei auch noch zusätzliche Luftstreckenisolationen zwischen den einzelnen Phasenelementen geboten werden. Allerdings müssen die einzelnen Kapselungselemente auch jeweils eine Halterung: bzw. Befestigung aufweisen, falls sie nicht von den zu kapseSnd Funktionselementen unmittelbar getragen werden können.This has the advantage that the individual encapsulation elements kept comparatively small in their dimensions and thus also in their wall thicknesses can be, with also additional air gap insulation between the individual phase elements. However, the individual must Encapsulation elements also each have a holder: or fastening, if they cannot be worn directly by the functional elements to be encapsulated.

Stattdessen kann es aber auch vorteilhaft sein, Kapselungselemente zu schaffen, welche wenigstens zwei Phasen der zu kapselnden Funktionselemente in sich aufnehmen, wobei allerdings für jede Phase ein gesonderter, von der Kapselung ur:-schlossener Raum gebildet ist. Diese einzelnen umschlossenen Räume inncrhalb eines Kapselungselementes können hierbei auch gegeneinander druckfest abgedichtet sein.Instead, however, it can also be advantageous to use encapsulating elements to create which at least two phases of the functional elements to be encapsulated in take up, although for each phase a separate one, from the encapsulation ur: - closed space is formed. These individual enclosed spaces within an encapsulation element can also be sealed against each other in a pressure-tight manner be.

Ein in anderer Richtung zielender Weiterbildungsvorschlag des Erfindungsgedankens sieht vor, dem Ausgangsmaterial für die Kapselungselemente Zusätze beizufügen, welche diesen Kapselungselementen wenigstens bereichsweise eine geringfügige elektrische Leitfähigkeit verleihen, was insbesondere für Erdungszwecke nutzbar ist. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln ein erhöhter Berührungsschutz im Sinne einer gefahrlosen Berührung der Kapselungselemente durch das Wartungs- und Bedienungspersonal erzielbar.A further development proposal for the inventive idea that aims in a different direction provides to add additives to the starting material for the encapsulation elements, which these encapsulation elements at least in some areas a slight electrical Lend conductivity, which is particularly useful for grounding purposes. To this Way is increased contact protection in the sense of a safe one with simple means The maintenance and operating personnel can touch the encapsulation elements.

Stattdessen oder auch zusätzlich können, entsprechend einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal,dem Ausgangsmaterial Zusätze beigefügt werden, welche die Entflammbarkeit der Kapselungselemente gegenüber dem reinen Ausgangsmaterial herabsetzenx Auch hierdurch ist eine Erhöhung der Anlagensicherheit zu erreichen.Instead or in addition, according to a further Design feature, additions are added to the starting material, which the Reduce the flammability of the encapsulation elements compared to the pure starting materialx An increase in plant safety can also be achieved in this way.

Eine andere Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in der Anordnung - beispielsweise durch Umschäumen, Aufkleben oder durch Auftrag flussiger oder pastöser Massen - von elektrisch leitfähigen Schichten insbesondere auf der äußeren Oberfläche der Kapselung zu sehen. Auch hierdurch ist es moglich, die ein zelnen Kapselungselemente berührungssicher zu erden, so daB das Bedienungspersonal nicht durch Kriech- oder Ableitströme gefährdet wird. Außerdem vermag die genannte Anordnung von solchen leitfähigen Schichten auch die Dichtigkeit der einzelnen Kapselungselemente in vorteilhafter Weise zu erhöhen.Another development of the inventive concept is in the arrangement - For example by foaming, gluing or by applying liquid or paste-like materials Masses - of electrically conductive layers especially on the outer surface to see the encapsulation. This also makes it possible to use the individual encapsulation elements to be touch-safe earthed, so that the operators do not is endangered by leakage or leakage currents. In addition, the aforementioned arrangement can of such conductive layers also the tightness of the individual encapsulation elements to increase in an advantageous manner.

Eine alternative oder auch zusätzliche Maßnahme zur zuvorgenannten Anordnung von leitfähigen Schichten auf der Kapselung kan in einem Ausgestaltungsvorschlag gesehen werden, wonach die Anordnung eines metallischen Maschengeflechtes oder cinzelner, vorzugsweise leitend miteinander verbundener metallischer Stäbe oder Bänder auf dem Oberflächenbereich der einzelnen Kapselungselemente vorgesehen ist. Derartige Geflechte bzw.An alternative or additional measure to the above Arrangement of conductive layers on the encapsulation can in one embodiment can be seen, according to which the arrangement of a metallic mesh or individual, preferably conductively interconnected metallic rods or strips the surface area of the individual encapsulation elements is provided. Such Braids or

Stäbe oder Bänder können sowohl über der Oberfläche der Kapselung, an diese angrenzend, angeordnet werder oder stattdes~:en auch im äußeren Oberflächenbereich der Kapselungselemente eingespritzt sein. Auch diese Maßnahmen dienen allein oder. zusätzlich zu vorher vorgeschlagenen Maßnahmen der Erdungsmöglichkeit der einzelnen Kapselungselemente.Rods or ribbons can be placed over the surface of the enclosure, Adjacent to these, they are arranged or instead also in the outer surface area the encapsulation elements be injected. These measures also serve alone or. in addition to previously proposed measures, the possibility of earthing the individual Encapsulation elements.

Eine andere vorteilhafte Ausyestaltung ist in dem Vorschlag zu sehen, die Kapselungselemente mit metallischen oder aus Iso ierstoff bestehenden Folien zu umhüllen. Derartige Umhüllungen vermögen die Dichtigkeit der einzelnen Kapselungen zu erhöhen, darüberhinaus aber ebenfalls der bereits angcsprochenen Erdungsmöglichkeit zu dienen, insbesondere wenn es sich um metallische Umhüllungeiandelt und wenn die genannten Isolierstoff-Umhüllungen in einem gewissen Ausmaß elektrisch leifähig sind.Another advantageous embodiment can be seen in the proposal, the encapsulation elements with metallic or insulating foils to envelop. Such envelopes are able to seal the individual encapsulations to increase, but also the already discussed earthing option to serve, especially when it comes to metallic cladding and when the said insulating sheaths are electrically conductive to a certain extent are.

Weiterhin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens darin zu sehen, die Kapselungselemente mit dünnwandigen Blechen wenigstens teilweise zu umhüllen oder zu verkleiden. Auch derartige Maßnahmen können;der Erdung der Kapselungen dienen-, zusätzlich aber auch dazu, die Dichtigkeit und vor allen Dingen die Druckfestigkeit der einzelnen Kapselungselemente zu erhöhen.Furthermore, there is an advantageous embodiment of the inventive concept to see the encapsulation elements with thin-walled sheets at least partially to wrap or disguise. Such measures can also include the earthing of the encapsulation serve, but also to ensure the tightness and, above all, the compressive strength to increase the individual encapsulation elements.

Schließlich kann es entsprechend einem ähnlichen Ausgestaltungs vorschlag, auch vorteilhaft sein, für die Wandungen der Kapselungselemente einen aus dünnwandigen Blechen und schäumbarem Isolierstoff zusammengesetzten Verbundwerkstoff vorzusehen. Hierdurch können nicht nur die Vorteile einer Metallkapselung und einer Isolierstoffkapselung in gewisser Hinsicht vereinigt ii werden, wie dieses beim vorher genannten Ausgestaltungsvor schlag bereits de-r Fall ist, sondern darüber hinaus-wird auch der Vorzug einer besonders innigen Verbindung zwischen den Blechwandungen und dem Isolierschaumstoff erreicht. Hierdurch wird das thermische Verhalten der Kaps elungselemente begünstigt und ihre Druckfestigkeit verbessert und berechenbarer, weil nämlich die Berücksichtigung von Toleranzen praktisch entfällt, Für diese letztgenannte Ausgestaltungsmöglichkeit wird überdies ein zweckmäßiges Herstellungsverfahren angegeben, welches darin zu sehen ist, die zunächst unverbundenen, d. h. nicht nit Schaumstoff versehenen Blechkörper für die Kapselungselemente mit schäumbarem Isolierstoff (innerlich) in einem gewissen Ausmaß auszuschäumen und/oder (außerlich) mit einer vorgegebenen Schichtdicke zu umschäumen.Finally, according to a similar design proposal, also be advantageous for the walls of the encapsulation elements made of thin-walled Provide composite material composed of sheets and foamable insulating material. This not only enables the advantages of metal encapsulation and insulating material encapsulation to a certain extent are combined, as in the case of the aforementioned embodiment is already the case, but beyond that, the advantage of one is also particularly intimate connection between the sheet metal walls and the insulating foam achieved. This promotes the thermal behavior of the encapsulation elements and their compressive strength is improved and more predictable because namely the consideration of tolerances is practically omitted, for this last-mentioned configuration option a suitable manufacturing process is also specified, which is to be used therein is seen, the initially unconnected, d. H. Sheet metal body not provided with foam for the encapsulation elements with foamable insulating material (inside) to a certain extent Foam to the extent and / or (externally) with a specified layer thickness lather around.

Ein in ganz anderer Hinsicht zweckmäßiger Ausgestaltungsvorschlag des Erfindungsgedankens ist darin zu sehen, in die Kapselungselemente Bauteile aus anderen metallischen oder isolierenden Werkstoffen mit einzuschäumen, wobei es sich beispielsweise um Gewindeplatten, Halterungen, Abstützungen, Dichtelemente oder dergleichen Teile handeln kann. Ein deraltiges Vorgehen ist zwar von gespritzten Kunststoffteilen her an sich bekannt, es vermag jedoch im Zusammenhang mit geschäumten Kapselungselementen besondere Vorteile mi t sich zu brdyen, was mit der schnellen Aushärtzeit von schäumbaren Isolierstoffen und vor allem mit deren innerlicher Porosität zusammenhängt (höchstens örtlich begrenzte und infolge Alterung nicht. tortschreitende Rißbildung infolge unterschiedlicher Dehnungsfaktoren und dergl.).A design proposal that is expedient in a completely different way of the inventive idea is to be seen in the encapsulation elements from components foaming with other metallic or insulating materials, whereby it is for example around threaded plates, brackets, supports, sealing elements or like parts can act. Such a procedure is of course injected Plastic parts are known per se, but it can be used in connection with foamed ones Encapsulation elements have special advantages with what to do with the fast Curing time of foamable insulating materials and, above all, their internal porosity related (at most locally limited and not progressive due to aging Crack formation as a result of different expansion factors and the like.).

Schließlich ist es in vorteilhafter Weise möglich, in den erfindungsgemäßen Kapselungselementen bei Überdruck aufbrechende Sollbruchstellen einzuformen oder entsprechende Berstscheiben mit einzuschäumen. Ein derartiger Überdruck kann beispielsweise beim Auftreten eines Störlichtbogens entstehen. Auch diese Maßnahmen sind bei den erflndungsgemäß geschäumten Kapselungselmenten in besonders einfache: und dennoch zuverlässig dichter Weise durchzuführen, d. h. mit Abstand einfacher und preis@ünstiger als beispielsweise bei Metallkapselungen.Finally, it is possible in an advantageous manner in the inventive To form encapsulation elements that break open in the event of excess pressure or foam the appropriate rupture discs. Such an overpressure can, for example arise when an arc fault occurs. These measures are also part of the According to the invention foamed encapsulation elements in particularly simple: and yet reliably perform tightly, d. H. Easier and cheaper by far than, for example, with metal enclosures.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ansführungsbeispieles für ein Schaltanlagenfeld sowie dargestellter Ausgestaltungseinzelheiten und der nachfolgenden Beschreibung zu den Darstellungen soll der Erfindungsgedanke nocheinmal erläutert werden.Using an exemplary embodiment shown in the drawing for a switchgear panel and the design details shown and the The following description of the representations is intended to repeat the idea of the invention explained.

Es zeigt Figur 1 eine seitliche Sicht in einen Mittelspannungsschaltanlagenschrank bzw. ein Gerüst, Figur 2 einen Querschnitt durch zusammengefügte Kapselungselemente, welche der Aufnahme von Stromschienen dienen, Figur 3 einen Schnitt durch einen kleinen Wandungsbereich eines Kapselungselementes und Figur 4 einen Schnitt durch einen kleinen anderen Wandungsbereich eines Kapselungselementes mit darin aufgenommener Berstscheibe.FIG. 1 shows a side view of a medium-voltage switchgear cabinet or a scaffolding, Figure 2 shows a cross section through joined Encapsulation elements which serve to accommodate busbars, FIG. 3 a Section through a small wall area of an encapsulation element and figure 4 shows a section through a small other wall area of an encapsulation element with rupture disc incorporated therein.

Figur 1 veranschaulicht die seitliche Sicht in einen Anlagen- -schrank bzw. ein Gerüst 10 einer Mittelspannungsschaltnlage.Figure 1 illustrates the side view into a system cabinet or a frame 10 of a medium-voltage switchgear.

An seiner Frontseite 11 ist dieser Anlagenschrank 10 mit eines ein- und ausfahrbarem Schaltwagen 12 bestückt, welcher an seiner dem Schrank inneren zugewandten Seite einen Leistungschalter 13 mit einer erfindungsgemäßen Kapselung 14 trägt. Eine zusätzliche metallische Verkleidung 1> trennt den ftontseitigen Bereich des Anlagenschrankes bzw. Gerüstes 10 von einem Bereich 16, in welchem mannigfache gekapselte Anlagenteile untergebracnt sind.On its front side 11, this system cabinet 10 is provided with a single and retractable switch car 12 equipped, which on its inside the cabinet facing side a circuit breaker 13 with an encapsulation according to the invention 14 wears. An additional metallic cladding separates the front panel Area of the system cabinet or frame 10 from an area 16 in which multiple encapsulated system parts are housed.

Im wesentlichen handelt es sich hierbei um eine Stronschienenkapselung 17 und um eine gekapselte Kontaktaufnahme 18 für die Aufnahme von einem der Einfahrkontakte des Leistungsschalters 13.Essentially, this is a busbar encapsulation 17 and an encapsulated contact receptacle 18 for receiving one of the entry contacts of circuit breaker 13.

Im darunterliegenden Raum des Bereiches lU, welcher übrigens vom darüberliegenden Raum ebenfalls durch eine metallische Verkleidung 19 getrennt ist, befindet sich ein Stromwandler 20, dessen Kapselung gleichzeitig eine zweite Kontaktaufnahmevorrichtung 21 mit umschließt. Unterhalb des Stromwandlers 20 sind ein Spannungswandler 22 und noch weiter darunter liegend ein Erdungsschalter 23 angeordnet und auch dieser Spannungswandler 22 und der Erdungsschalter 23 sind von Kapselungen umschlossen. Letzteres trifft auch auf eine Stromschienenbindung 24 des Spannungswandlers 22 mit dem Erdungsschalter 23 zu, d. h. also auch diese Stromschienenverbindung 24 befindet sich in einer Kapselung.In the space below the area lU, which incidentally from the above Space is also separated by a metallic cladding 19 is located a current transformer 20, the encapsulation of which also has a second contact-receiving device 21 with wraps. Below the current transformer 20 are a voltage transformer 22 and A grounding switch 23 and also this voltage converter are arranged further below 22 and the earthing switch 23 are enclosed in enclosures. The latter meets also on a busbar connection 24 of the voltage converter 22 with the earthing switch 23 to, d. H. so this busbar connection 24 is also located in an encapsulation.

Die genannten Kapselungselemente bestehen erfindungsgemäß @n wesentlichen aus einem schäumbaren @solierstoff hinreichender Festigkeit, im vorliegenden Falle aus Polyureihan-Hartintegralschaum. Die Vorzüge eines derartigen Materials wurden bereits eingangs der Beschreibung ausführlich dargelegt.According to the invention, the aforementioned encapsulation elements consist of essential elements from a foamable insulation material of sufficient strength, in the present case Made of rigid integral polyurethane foam. The merits of such a material were already set out in detail at the beginning of the description.

Einen Schnitt durch eine der genannten Kapselungen, nä@lich durch die Stromschienenkapselung 17 , veranschaulicht die Figur 2 und zwar in einem gegenüber der Darstellung in Figur 1 stärker vergrößertem Maßstab. Diese Stromschienenkapselung 17 besteht aus zwei schalenförmigen Kapselungselementen 25 und 26, welche etwa spiegelbildlich zueianander gerichtet sind und im Bereich ihrer Berührungsflächen eine labyrinthartig @mlaufende Dichtfläche 27 bilden. In ihrem Schalenihn@ren weisen d@@ @apselungselemente 25 und 26 auße@ dem Zwischenw@ndungen 28 und 29 bzw. 30 und 31 auf, welche in (wie d@r@@stellt) miteinander montierter Lage der Kapselungselemente 25 und 26 insg@samt drei gegeneinander abgedichtete Aufnahmeraume 32, 33 und 34 für Stromschienen 35, 36 und 37 unterschiedlicher Phasen bilden. Zur Halterung dieser Stromschienen 35, 36 und 37 dienen an dem Kapselungselement 25 angeformte und nach Art von Stützisolatoren ausgebildete Anformungen 38, 39 und 40. An diesen Anformungen 38, 39 und 40 sind die jeweils zugeordneten Stromschienen 35, 36 und 37 auf nicht näher ersichtliche Weise befestigt und zwar zweckmäßigerweise so, daß sie eine geringfügige Verschiebung in Längsrichtung ausführen können. Hierdurch ist gewährleistet, daß Dehnungen der Stromschienen infolge von deren Erwärmung bei hohem Stromfluß das Kapselungselement 25 bzw. dessen Anformung en 38, 39 und 40 nicht beeinträchtigen. Das Kapselungselement 26 wiederum ist mit angeformten Augen (erkennbar sind die Augen 41 und 42) versehen, in welchen Durchführungsschlitze für einzufügende Stromschienen (im vorliegenden Falle die Stromschienen 43 und 44) eingeformt sind. Im Bereich dieser Augen 41. 42 und der darin eingeformten Schlitze sind Dichtungselemente mit eingeschäumt, von denen dasjenige im Auge 41 erkennbar und mit der Ziffer 45 versehen ist.A cut through one of the mentioned encapsulations, namely through the busbar encapsulation 17, illustrates the figure 2 and that in an opposite the representation in Figure 1 on a larger scale. This busbar encapsulation 17 consists of two shell-shaped encapsulation elements 25 and 26, which are approximately mirror images are directed towards one another and in the area of their contact surfaces a labyrinthine Form a running sealing surface 27. In their shell they have encapsulation elements 25 and 26 outside the intermediate walls 28 and 29 or 30 and 31, which in (like d @ r @@ represents) the assembled position of the encapsulation elements 25 and 26 in total three mutually sealed receiving spaces 32, 33 and 34 for busbars 35, 36 and 37 form different phases. To hold these busbars 35, 36 and 37 are used on the encapsulation element 25 and shaped like post insulators formed projections 38, 39 and 40. 38, 39 and 40 are on these projections the respectively assigned busbars 35, 36 and 37 on unspecified Wise attached and expediently so that there is a slight displacement can run in the longitudinal direction. This ensures that elongations of the Busbars as a result of their heating at a high current flow the encapsulation element 25 or its molding en 38, 39 and 40 do not affect. The encapsulation element 26 is in turn provided with molded eyes (the eyes 41 and 42 are recognizable), in which feed-through slots for busbars to be inserted (in this Case the busbars 43 and 44) are molded. In the area of these eyes 41. 42 and the slots formed therein are foamed in sealing elements, of which the one can be seen in the eye 41 and is provided with the number 45.

Zusätzlich zu den genannten Anformungen 38, 39 und 40 können isolierende Stützer an die Kapselungselemente 25, 26 angeformt sein, wie dieses beispielsweise im Aufnahmeraum 32 der Fall ist. Ilier ist erkennbar, darin von Kapselungselement 26 ei n solcher Stützer 46 ausgeht und bis an die Stromschiene @@ ragt, ohne daß er mit ihr verbunden ist. Solche Stützer dienen dazu, Mindestabstände von Stromschienen 35 zu Wandunys teilen zu gewährleisten. Hierfür kann es zweckmäßig sein, innerhalb ei nes Aufnahmeraumes für Führungsschienen mehrere derartige Stützer 46 vorzusehen.In addition to the aforementioned projections 38, 39 and 40, insulating Supporters may be formed on the encapsulation elements 25, 26, such as this one, for example in the receiving space 32 is the case. Ilier is recognizable, in it of an encapsulation element 26 such a supporter 46 goes out and protrudes up to the power rail @@ without he is connected to her. Such supports are used to ensure minimum distances from busbars 35 to ensure Wandunys share. For this it can be useful within A number of such supports 46 are to be provided in a receiving space for guide rails.

Figur 3 zeigt - in gegenüber Figur 2 noch einmal vergrößertem Maßstab - einen kleinen Ausschnitt eines Kapselungselementes 47 in einer Schnittdarstellung. Erkennbar ist, daß auch an diesem Wandungsteil ein Auge 48 augeformt ist, in welchem eine mit einer Rändelung 49 versehene Mutter 50 mit eingeschäumt ist. Diese Mutter 50 dient beispielsweise der Aufnahme und Halterung eines beliebigen anzuschraubenden Teiles innerhalb eines zu kapselnden Raumes. Dieses Auge 48 ragt nämlich 5 n das Innere eines zu kapselnden Raumes. Im Bereich seiner nach außen iiin weisenden Wandung ist das Material des Kapselungselementes 47 mit Zusätzen 51 angereichert, welche seiner äußeren Oberfläche eine geringfügige elektrische Leitfähigkeit verleihen. Außerdem ist in diesem Falle das Kapselungselement 47 mit einer metallischen Folie 52 umkleidet (ein Teil der Folie 52 ist in vom Kapselungselement 47 abgehobener Lage dargestellt), welche zum einen die Dichtigkeit der Kapselung zu erhöhen vermag und zum anderen auch einer guten Erdung des Äußeren der Kapselung dient, was symbolisch durch einen mit der Erde verbundenen Leitungsstrang 53 angedeutet ist.FIG. 3 shows - in comparison with FIG. 2, a scale that is once again enlarged - A small section of an encapsulation element 47 in a sectional view. It can be seen that an eye 48 is also formed on this wall part, in which a nut 50 provided with a knurling 49 is foamed in. This mother 50 is used, for example, to accommodate and hold any screw-on Part within a room to be encapsulated. Namely, this eye 48 protrudes 5 n that Interior of a room to be encapsulated. In the area of its wall pointing outwards the material of the encapsulation element 47 is enriched with additives 51, which give a slight electrical conductivity to its outer surface. In addition, in this case the encapsulation element 47 is covered with a metallic foil 52 encased (part of the film 52 is lifted from the encapsulation element 47 Position shown), which on the one hand is able to increase the tightness of the encapsulation and on the other hand, a good grounding of the exterior of the enclosure, which is symbolic is indicated by a wiring harness 53 connected to earth.

Einen anderen kleinen Ausschnitt eines Kapselungselementes 54 zeigt in einer Schnittdarstellung die Figur 4. Hierin ist ein Randbereich einer beispielsweise aus einem Kunstharz bestehenden Berstscheibe 55 in ihrer vom Kapselungselement 54 umspritzten Lage gezeigt. Derartige Berstscheiben dienen bekanntlich dazu, im Falle eines großen Überdruckes im Inneren der Kapselung (was beispielsweise beim Auftreten eines Störlichtbogens geschehen kann) an einer vorbestimmten Stelle der Kapselung eine Druckentlastungsöffnung zu schaffen.Another small section of an encapsulation element 54 is shown FIG. 4 in a sectional illustration. Here, an edge region is an example made of a synthetic resin rupture disc 55 in its encapsulating element 54 overmolded Location shown. Such rupture discs are known to be used in the event of a large Overpressure inside the enclosure (which, for example, occurs in the event of an arc fault can happen) a pressure relief opening at a predetermined point of the encapsulation to accomplish.

terhin ist dieses Kapselungselement 54 mit einer nutartägcii Ausnehmung 56 versehen, in wclcho eine metallische Schiene 57 hineinragt. Diese nutartige Ausnehmung 56 ist so bemessen, daß auch eine Ausdehnung der metallischen Schielie 57 z. B.Furthermore, this encapsulation element 54 is provided with a nutartägcii recess 56 provided, a metallic rail 57 protrudes into wclcho. This groove-like recess 56 is dimensioned so that an expansion of the metallic squint 57 z. B.

infolge ihrer Erwärung noch innerhalb der Ausnehmung 56 Platz findet. Bemerkenswert bei diesem Kapselungselement 54 ist schließlich, daß es in seinem äußeren, in der Darstellung nach links weisenden Randbereich mit einem eingeschäumten Maschengeflecht 58 versehen ist, welches das ganze Kapselungselement 54 umspannt. Derartige Maschengeflechte können dazu dienen, die äußere Mantelfläche des KapselunqseJ einentes 54 aus Gründen des Berührungsschutzes zu erden, und zwar (wie auch hier symbolisch angedeutet) über einen Leitungsstrang 59; gleichzeitig vermag ein derartiges Maschengeflecht 58 auch die Druckfestigkeit der Kapselung wenigstens in einem gewissen Ausmaß zu erhöhen, da es einem Ausbeulen an besonders gefflärdeten Stellen der Kapselung entgegenwirkt.as a result of their heating still finds place within the recess 56. It is finally noteworthy in this encapsulation element 54 that it is in its outer edge area, pointing to the left in the illustration, with a foamed-in area Mesh 58 is provided which spans the entire encapsulation element 54. Meshes of this type can serve to protect the outer surface of the capsule to ground one 54 for reasons of contact protection, namely (as also here symbolically indicated) via a wiring harness 59; at the same time such a thing can do Mesh 58 also increases the compressive strength of the encapsulation, at least to a certain extent To increase the extent, since there is a bulging in particularly exposed areas of the encapsulation counteracts.

Wie eingangs der Figurenbeschreibung bereits zum Ausc3ruck ebracht, handelt es sich bei den Darstellungen lediglich um Gestaltungsbeispiele; weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten können den Ansprüchen und dem einleitenden Beschreibungstei entnommen werden.As already mentioned at the beginning of the description of the figures, the representations are merely design examples; Further Design options can follow the claims and the introductory part of the description can be removed.

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Claims

Claims Encapsulation of components of an electrical medium-voltage switchgear and distribution system, in particular encapsulation of insulating gas surrounding areas (i.e., surrounded by air, N2 or SF6, for example) functional elements such as single or multi-phase disconnectors, switching chambers, earthing switches, measuring transformers, Cable connections, busbars and the like, or parts of such functional elements, characterized in that the essential encapsulation elements (14, 25, 26, 47, 53) made of a foamable insulating material of suitable strength, in particular from a hard structural foam.

2.'Kapsselung according to claim 1, characterized in that the in the assembled position abutting contact surfaces of the individual encapsulation elements (25, 26) formations are arranged, which in the assembled position of the encapsulation elements a labyrinth-like sealing surface (27) running along the contact surfaces for at least approximately gas-tight sealing of the encapsulating elements enclosed space (32, 33, 34) form.

or 2 after encapsulation according to claim that at least one of the in mounted position of abutting contact surfaces of the individual encapsulation elements Formations for receiving a seal or a liquid or pasty sealant are arranged.

4. Encapsulation according to one of claims 1 to 3, characterized in that that on the encapsulation elements (25, 26) projections are arranged which the Increasing their stiffness and compressive strength and at the same time as supporting elements (38, 39, 40), insulating supports (46), bushings (41, 42), expansion guides or the like.

5. Encapsulation according to one of claims 1 to 4, characterized by separate encapsulation elements for each phase of the functional elements to be encapsulated.

6. Encapsulation according to one of claims 1 to 4, characterized by Encapsulation elements (25, 26) which contain at least two phases of the functional elements to be encapsulated (e.g.

Busbars 35, 36, 37) take up in itself, with for each phase a separate space (32, 33, 34) enclosed by the encapsulation is formed (Fig. 2).

7. Encapsulation according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the starting material additives (51) are added, which the encapsulation elements (47) at least in some areas a slight electrical conductivity, in particular lend for earthing purposes.

8. Encapsulation according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the starting material additives are added, which the flammability or reduce the flammability of the encapsulation elements compared to the pure starting material.

9. Encapsulation according to one of claims 1 to 8, characterized by the arrangement (for example by encasing, steaming, sticking or by Application of liquid or pasty masses) of electrically conductive layers in particular to the outer surface of the enclosure.

10. Encapsulation according to one of claims 1 to 9, characterized by the arrangement of a metallic mesh (57) or individual, preferably Conductively interconnected metallic rods or strips on the surface area of the individual encapsulation elements (53).

11. Encapsulation according to one of claims 1 to 10, characterized by encasing the encapsulation elements with metallic or insulating material Foils (52).

12. Encapsulation according to one of claims 1 to 10, characterized by the at least partial sheathing or cladding of the encapsulation elements with thin-walled Sheet metal.

13. Encapsulation according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the walls of the encapsulation elements consist of a composite material that is composed of thin-walled sheet metal and a foamable insulating material.

14. Encapsulation according to one of claims 1 to 13, characterized in that that in the encapsulation components (nut 5U) from other metallic or insulating materials (such as threaded plates, brackets, supports, Sealing elements and the like) are also foamed.

15. Encapsulation according to one of claims 1 to 14, characterized in that that in the encapsulation elements (53) at overpressure (for example when a inner arc of arc ^ s) breaking predetermined breaking points formed or rupture discs (55) are also foamed.

16. Encapsulation according to claims 1 to 15, characterized in that that rigid integral polyurethane foam is used as insulating material.

17. A method for producing an encapsulation according to claim 13, characterized in that characterized in that it consists of thin-walled sheet metal and a foamable insulating material composing composite material by foaming and / or foaming around the previously unconnected sheet metal body is made.