DE3125364C2

DE3125364C2 -

Info

Publication number: DE3125364C2
Application number: DE19813125364
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 6905 Schriesheim De Hoyer; Wilhelm 6902 Sandhausen De Kraemer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1981-06-27
Filing date: 1981-06-27
Publication date: 1988-06-01
Also published as: DE3125364A1

Description

Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, elektri sche Mittelspannungsschaltanlage mit wenigstens zwei Schaltfeldern und mit einem die Schaltfelder übergrei fenden Ausgleichsraum, in dem sich bei einem Störungs fall mit Lichtbogenerscheinung entstehendes Heißgas mit kalter Luft durchmischen kann, um gefährliche Wirkungen des Heißgases zu vermeiden, und das im hinteren, oberen Bereich der Schaltanlage angeordnet und zumindest nach vorne und an seinen Seiten und bei Freiaufstellung auch nach hinten mittels Wänden begrenzt ist, wobei Öffnungen vorgesehen sind, die dem aus den Schaltfeldern durch Druckentlastungsaustrittsöffnungen in den Ausgleichsraum einströmenden Heißgas ein Abströmen aus dem Ausgleichs raum gestatten.The invention relates to a metal-encapsulated, electri medium voltage switchgear with at least two Panels and with one over the panels Compensating room in which there is a fault in the event of hot gas arising with an arc cold air can mix to dangerous effects to avoid the hot gas in the rear, upper Area of the switchgear arranged and at least after at the front and on its sides and also in free-standing installation is bounded to the rear by means of walls, with openings are provided which by the from the panels Pressure relief outlet openings in the compensation chamber inflowing hot gas an outflow from the compensation allow space.

Aus der DE-AS 11 23 734 ist eine metallgekapselte Schaltanlage bekannt geworden, die Schaltzellen aufweist, bei denen unterhalb bzw. oberhalb oder auch seitlich alle Schaltzellen überdeckende Kanäle vorgese hen sind. Diese Kanäle sind relativ schmal und bewirken aufgrund ihres geringen Querschnitts einen großen Druck anstieg innerhalb der Schaltzellen und aufgrund einer vollständigen Umlenkung der Gasströmung um 90° in die schmalen Kanäle kommt es zu einer Drosselwirkung, was den Abzug von Gasen noch weiter behindert, und aus diesem Grunde kann eine schnelle Druckentlastung in einer gestörten Zelle nicht stattfinden.DE-AS 11 23 734 is a metal-encapsulated Switchgear became known, the switchgear cells has, in which below or above or also Channels covering all switch cells are provided on the side hen are. These channels are relatively narrow and effective a large pressure due to their small cross-section rise within the switchgear cells and due to a complete deflection of the gas flow through 90 ° into the narrow channels there is a throttling effect, what the removal of gases is further hampered, and off this is why a quick pressure relief in in a disturbed cell.

Aus der DE-OS 26 25 510 ist eine Schaltzelle bekannt geworden, die nach oben hin praktisch offen, deren Ober seite aber ohne Vorsehen einer Auslaßöffnung abgedeckt ist. Das bei einer Explosion oder bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehende Gas strömt nach oben durch Leitkanäle ab und prallt auf die die Oberseite abdecken de Platte und dadurch wird das Gas praktisch unbehindert nach vorn umgelenkt. Dabei werden die heißen Gase solan ge nach vorn ausgeblasen, bis sich der Druck im Inneren der Schaltzelle abgebaut hat; im Inneren des Gebäudes befindliche Personen sind vor diesen heißen Gasen nicht geschützt.A switching cell is known from DE-OS 26 25 510 become practically open at the top, their waiters side but covered without providing an outlet opening is. That in the event of an explosion or the occurrence of a Arcing gas is flowing upwards Guide channels and bounces on the cover the top de plate and thereby the gas is practically unhindered redirected forward. The hot gases become solan blown forward until the pressure inside has dismantled the control cell; inside the building located people are not in front of these hot gases protected.

Aus der DE-PS 6 91 983 ist eine Schaltzelle bekannt ge worden, bei der ein Abzugskanal lediglich für die bei einer normalen Schalthandlung auftretenden Gase vorgese hen ist. Für die Abführung von bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehender Gase, mit entsprechendem Druckanstieg, ist der dort vorgesehene Abzugskanal nicht geeignet.From DE-PS 6 91 983 a switch cell is known ge been in which a drainage channel only for the at gases occurring in a normal switching operation hen is. For the removal of when a Arcing gases, with the corresponding Pressure increase, the discharge channel provided there is not suitable.

Aus der DE-PS 5 65 261 sind Maßnahmen bekannt geworden, mit denen verhindert werden kann, daß ein Lichtbogen in einer Schaltzelle in die nächste Schaltzelle über schlägt. Nichts ausgesagt ist zu dem Problem, wie die bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehenden heißen Gase abgeführt werden können.Measures have become known from DE-PS 5 65 261 with which an arc can be prevented one control cell into the next control cell beats. Nothing is said about the problem like that hot in the event of an arcing fault Gases can be removed.

Aus dem DE-GM 70 24 488 ist eine spezielle Kapselung aus schwer entflammbarem Kunststoff bekannt geworden; das Problem der Abführung der bei einem Störlichtbogen auf tretenden heißen Gase ist hier nicht angesprochen wor den.A special encapsulation is made from DE-GM 70 24 488 flame retardant plastic has become known; the Problem of dissipation in the event of an arcing fault escaping hot gases is not addressed here the.

Aus der DE-Z Techn. Mitt. AEG-Telefunken 65 (1975) 1/2, Seite 32 und ff. ist eine Schaltanlage bekannt geworden, die mehrere Schaltzellen aufweist, die oben von einem Ausgleichsvolumen überdeckt sind. Die bei Auftreten ei nes Störlichtbogens in einer Zelle entstehenden heißen Gase können durch Öffnungen in den Zwischenwänden zwi schen den Schaltzellen und über den oberen Ausgleichs raum in benachbarte Schaltzellen einströmen, so daß die Störlichtbogengase praktisch die gesamte Schaltanlage erfüllen.From DE-Z Techn. Mitt. AEG-Telefunken 65 (1975) 1/2, Page 32 and ff. A switchgear has become known which has several switch cells, the top of one Compensation volumes are covered. When egg occurs arcing in a cell Gases can pass through openings in the partition walls between the switchgear cells and over the upper compensation flow into adjacent switch cells, so that the Arcing gases cover practically the entire switchgear fulfill.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltanlage der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei der bei Auftreten eines Störlichtbogens entstehende heiße Gase aus der Schaltanlage auströmen können, ohne daß der Gasstrahl direkt oder indirekt in den Bedienungsraum so abströmen kann, daß dort befindliches Bedienungspersonal gefährdet wird.The object of the invention is to provide a switchgear to create the type mentioned above, when occurring hot gases arising from an internal arc Switchgear can flow out without the gas jet Flow directly or indirectly into the control room can endanger the operating personnel there becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen durch oberhalb des Ausgleichsraumes ange ordnete Abdeckplatten umgrenzt sind und daß ihre Anord nung und/oder ihre Abmessungen bezogen auf die Druckent lastungsaustrittsöffnung im Bodenteil des Ausgleichs raumes so gewählt sind, daß ein freies Abströmen aus dem Ausgleichsraum behindert wird, ohne daß die Druckentla stungswirkung verschlechtert ist. This object is achieved in that the openings through above the compensation room ordered cover plates are bounded and that their arrangement tion and / or its dimensions based on the pressure Load outlet opening in the bottom part of the compensation room are chosen so that a free outflow from the Compensation room is hindered without the Druckentla performance is deteriorated.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahingehen, daß die von den Abdeckplatten freige lassene, nach oben offene, wenigstens eine Öffnung bezo gen auf Druckentlastungsaustrittsöffnungen im Bodenteil des Ausgleichsraumes so angeordnet ist, daß ein aus den Druckentlastungsaustrittsöffnungen austretender Gas strahl zunächst auf die Innenflächen der Abdeckplatten trifft und so im Inneren des Ausgleichsraumes umgelenkt und verwirbelt wird.A particularly advantageous embodiment of the invention can go that the free from the cover plates left open at least one opening bezo pressure relief openings in the bottom part the compensation room is arranged so that one of the Gas discharge outlet openings first blast onto the inner surfaces of the cover plates hits and thus redirected inside the compensation room and is swirled.

Besonders vorteilhafte Anordnungen der Abdeckplatten sind jeweils aus den Ansprüchen 3 bis 8 zu entnehmen. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind die Öffnungen viereckig, insbesondere spaltartig, rechteckig oder qua dratisch ausgebildet.Particularly advantageous arrangements of the cover plates can be found in each of claims 3 to 8. In The openings are particularly advantageous quadrangular, in particular column-like, rectangular or qua dramatically trained.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Abdeckplatten entweder aus Stahlblech oder als Brandschutzplatten oder Doppelblechplatten ausgebildet sein.According to a further embodiment of the invention the cover plates either made of sheet steel or as Fire protection panels or double sheet metal panels are formed be.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, an embodiment of the Invention will be explained and described in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Mittel spannungsanlage, mit fünf Schaltfeldern und Fig. 1 is a perspective view of a medium voltage system, with five panels and

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strömungsver hältnisse bei Auftreten eines Störlichtbogens in der Schaltanlage gemäß Fig. 1, gezeichnet gemäß Schnittlinie IV-IV. Fig. 2 is a schematic representation of the flow conditions when an internal arc occurs in the switchgear according to FIG. 1, drawn according to section line IV-IV.

Die Fig. 1 zeigt eine elektrische Mittelspannungs schaltanlage 40, die sich aus fünf Schaltfeldern 42 bis 50 zusammensetzt. Die beiden Schaltfelder 42 und 50 sind die sogenannten Endschaltfelder, wobei das Schaltfeld 50 dazu gedacht ist, einen Mittelspannungs-Leistungsschal ter aufzunehmen. Die Schaltanlage wird in einem Schalt anlagenraum frei aufgestellt, so daß sie von allen Sei ten zugänglich ist. Oberhalb der Schaltanlage befindet sich ein Ausgleichsraum 52 (s. Fig. 2), der seitlich durch Seitenwände 54 und 56, nach vorn durch Niederspan nungsnischen 32 der einzelnen Schaltfelder 42 bis 50 und nach hinten durch eine den Ausgleichsraum 52 abschließ ende Rückwand 58 abgeschlossen ist. Wenn keine Nieder spannungsnische vorhanden ist, wird der Ausgleichsraum nach vorn einfach durch eine Vorderwand begrenzt. Nach oben hin ist der Ausgleichsraum 52 durch Abdeckplatten teilweise abgedeckt, wobei sich eine erste Abdeckplatte 60 an die Seitenwand 54 und eine zweite Abdeckplatte 62 an die Seitenwand 56 anschließen, dergestalt, daß die Seitenwände 54 bzw. 56 mit den Abdeckplatten 60 und 62 jeweils ein L-förmiges Winkelstück bilden; ferner ist der Ausgleichsraum 52 durch zwei weitere Abdeckplatten 64 und 66 abgedeckt, wobei die Abdeckplatte 64 an den Niederspannungsnischen 32 und die Abdeckplatte 66, ebenfalls die Schaltfelder übergreifend, an der Rückwand 58 anschließen. Ggf. kann die Abdeckplatte 66 mit der Rückwand 58 ebenfalls ein im Querschnitt L-förmiges Teil bilden. Fig. 1 shows an electrical medium-voltage switchgear 40 , which is composed of five panels 42 to 50 . The two panels 42 and 50 are the so-called end panels, the panel 50 is intended to receive a medium-voltage circuit breaker ter. The switchgear is installed freely in a switchgear room so that it is accessible from all sides. Above the switchgear there is an equalization chamber 52 (see FIG. 2), which is completed laterally by side walls 54 and 56 , to the front by low-voltage niches 32 of the individual control panels 42 to 50 and to the rear by a compensation wall 52 which closes the rear wall 58 . If there is no low-voltage niche, the compensation space is simply limited to the front by a front wall. At the top, the compensation space 52 is partially covered by cover plates, a first cover plate 60 adjoining the side wall 54 and a second cover plate 62 adjoining the side wall 56 , in such a way that the side walls 54 and 56 each have a cover plate 60 and 62 Form an L-shaped elbow; Furthermore, the compensation space 52 is covered by two further cover plates 64 and 66 , the cover plate 64 connecting to the low-voltage niches 32 and the cover plate 66 , likewise spanning the switch panels, to the rear wall 58 . Possibly. the cover plate 66 can also form a part with an L-shaped cross section with the rear wall 58 .

Durch die beiden Abdeckplatten 64 und 66 und durch die Abdeckplatten 60 und 62 ist eine rechteckige Öffnung 68 freigelassen, durch die austretendes Gas abströmen kann, wie in der Fig. 2 dargestellt. Es sei angenommen, daß im Inneren des in Fig. 2 gezeichneten Schaltfeldes ein Störlichtbogen auftritt, wodurch sich das dort befindliche Gas erhitzt und der Druck dieses Gases da durch stark erhöht wird. Das Gas würde dann, wenn die Abdeckplatten 64 und 66 nicht vorhanden wären, durch eine oben befindliche Druckausgleichsöffnung ausströmen und gemäß den Linien G 1 nach oben gegen die Deckenwand W des Schaltanlagenraumes stoßen, in dem die Schaltanlage aufgestellt ist, und von dort gemäß den Pfeillinien G 1 in den Raum reflektiert werden, wodurch ggf. in dem Schaltanlagenraum sich aufhaltende Personen vom heißen Gas getroffen und eventuell verletzt werden könnten. Durch das Vorsehen der Abdeckplatten 60, 62, und 64 und 66 mit der dadurch begrenzten Öffnung 68 wird das aus der Druckausgleichsöffnung austretende Gas (durch die punktierte Linie G 2 dargestellt) gegen die Innenfläche bzw. Unterfläche der Abdeckplatten 64 und 66 treffen, je nach Austrittsstelle auch gegen die Unterfläche der Ab deckplatten 60 und 62, wodurch eine Verwirbelung des Heißgases und eine Durchmischung des Heißgases mit der im Ausgleichsraum 52 befindlichen Kaltluft bewirkt wird. Die Menge des Heißgases, die unmittelbar aus der Druck ausgleichs- oder -entlastungsöffnung durch die Öffnung 68 hindurchtritt (strichpunktierte Linie G 3), ist im Ver gleich zu der Gasmenge im Falle ohne Abdeckplatte (ver gleiche Linie G 1) deutlich geringer, so daß eine Gefähr dung von Menschen in dem Schaltanlagenraum wenn nicht vollständig, so doch gegenüber der Anordnung ohne obere Abdeckplatten deutlich verringert wird.A rectangular opening 68 is left open through the two cover plates 64 and 66 and through the cover plates 60 and 62 , through which escaping gas can flow out, as shown in FIG. 2. It is assumed that an internal arc occurs in the interior of the switching field shown in FIG. 2, as a result of which the gas located there is heated and the pressure of this gas is greatly increased. If the cover plates 64 and 66 were not present, the gas would then flow out through a pressure equalization opening at the top and, according to lines G 1, would strike up against the ceiling wall W of the switchgear room in which the switchgear is installed, and from there according to the arrow lines G 1 are reflected into the room, which could result in people in the switchgear room being hit by the hot gas and possibly injured. By providing the cover plates 60 , 62 , and 64 and 66 with the opening 68 thereby delimited, the gas emerging from the pressure compensation opening (represented by the dotted line G 2 ) will hit against the inner surface or lower surface of the cover plates 64 and 66 , depending on Exit point also against the lower surface of the cover plates 60 and 62 , which causes swirling of the hot gas and mixing of the hot gas with the cold air located in the compensation space 52 . The amount of hot gas that passes directly from the pressure equalization or relief opening through the opening 68 (dash-dotted line G 3 ) is significantly less compared to the amount of gas in the case without a cover plate (same line G 1 ), so that a risk to people in the switchgear room if not completely, but is significantly reduced compared to the arrangement without upper cover plates.

Die Anordnung der Abdeckplatten 60, 62, 64 und 66, die aus Blech bestehen können, ist eine relativ einfache Maßnahme, aus der aber eine sehr große, günstige Wirkung resultiert.The arrangement of the cover plates 60 , 62 , 64 and 66 , which can consist of sheet metal, is a relatively simple measure, but from which a very large, favorable effect results.

Claims

1.Metal-encapsulated electrical medium-voltage switchgear with at least two switch panels and with a compensation chamber spanning the switch panels, in which hot gas arising in the event of a malfunction with arcing can mix with cold air to avoid the dangerous effects of the hot gas, and that in the rear, upper Area of Schaltanla ge arranged and at least to the front and on its sides and in the free-standing position also to the rear is limited by walls, openings being provided which allow the hot gas flowing from the switch panels through pressure relief openings into the compensation chamber to flow out of the compensation chamber, thereby characterized in that the openings ( 68 ) by cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) arranged above the compensation space ( 34 , 52 ) are delimited and that their arrangement and / or their dimensions based on the pressure relief outlet opening in the bottom part of the compensation space ( 34 , 52 ) are chosen so that a free outflow from the equalization chamber ( 34 , 52 ) is hindered without the pressure relief effect being worsened.

2. Switchgear according to claim 1, characterized in that the from the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) released, open at the top at least one opening ( 68 ) is arranged in relation to the pressure relief outlet openings in the bottom part of the compensation space ( 52 ) that a gas jet emerging from the pressure relief outlet openings ( G ₃ ) first hits the inner surfaces of the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) and is deflected and swirled by inside the compensation chamber ( 52 ).

3. Switchgear according to claim 1 or 2, characterized in that the cover plates ( 64 , 66 ) on the on the sides of the compensation chamber ( 52 ) Be tenweiten ( 54 , 56 ) connect.

4. Switchgear according to claim 1 or 2, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) connect to the rear wall ( 58 ) delimiting the compensation space ( 52 ) to the rear.

5. Switchgear according to claim 1 or 2, characterized in that at least parts of the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) on the compensation space ( 52 ) to the front delimiting wall or in the presence of a low voltage niche ( 32 ) connect to this.

6. Switchgear according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) on the upper edge of the side walls ( 54 , 56 ) or the rear wall ( 58 ) or the compensation chamber ( 52 ) to the front adjacent wall or the low voltage niche ( 32 ).

7. Switchgear according to claim 6, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) together with the side walls ( 54 , 56 ) and the rear wall ( 58 ) of the compensation chamber ( 52 ) are integrally formed.

8. Switchgear according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) below the boundary walls of the compensation space ( 52 ) are connected to this at a distance.

9. Switchgear according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the openings ( 68 ) is square, in particular gap-like, rectangular, or square.

10. Switchgear according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) are made of sheet steel.

11. Switchgear according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the cover plates ( 60 , 62 , 64 , 66 ) are designed as fire protection plates or Doppelblechplat th.