DE7045111U - Transformatorstation - Google Patents

Description

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DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-INGi. P. H. OIDTMANN

AKTCN-NR. 10 46SBOCHUM, 4.12.1970 XS/D Postschließfach 34 SO Ihr Zeichen Fernruf 14ΟΟ1 und 14062

SergstraSe 1S9 Tetegr.i Stuhlmannpatent

Firma Eltroin Günter H. Gassner, Allgemeiner Elektrο-Industriebau, Wattenscheid, Sevinghauser Weg 45 - 45

Transformatorstation

Gegenstand eines älteren Vorschlages ist eine Transformatorstation, insbesondere für Freiluftaufstellung, mit mindestens einem Transformator sowie gegebenenfalls einem oder mehreren Hoch- und/oder Niederspannungsteilen, bei welcher von dem gesamten Innenraum der Station mindestens eine besondiere Kammer abgeteilt und gegenüber dem übrigen Innenraum abgedichtet ist und diese Xarnmer sämtliche zur Wärmeabführung dienenden Mittel des Transformators enthält sowie gut belüftet ist, während der übrige Innenraum den Transformatorkessel, die Schaltelemente sowie die anderen stromführenden Teile enthält und nach außen hin staub- und f eucntlgkeitsdicht verschließbar ist, wobei das Fundament der Station im wesentlichen kastenförmig und innen hohl ausgebildet ist.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Aufgabe gelöst, eine Transformatorstation zu schaffen, bei der ohne nennenswerten Mehraufwand das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in den Innenraum zuverlässig verhindert wird. Durch die Ausbildung nach dem älteren Vorschlag erreicht man zunächst, daß die stromführenden Elemente, Isolatoren od. dgl. von der Außenluft völlig abgeschlossen sind und infolgedessen weder Staub noch Feuchtigkeit von außen bis zu diesen Teilen vordringen kann. Die stromführenden Isolatoren od. dgl. bleiben infolgedessen sauber und brauchen praktisch nie gereinigt zu werden. Die bei den zuvor bekannten Bauarten erforderlichen hohen Reinigungskosten können somit eingespart werden und

ein Abschalten des Stroms zum Zwecke der Reinigung mit seinen nachteiligen, oftmals schwerwiegenden Folgen wird vermieden.

Dieses staub- und feuchtigkeitsdichte Verschließen der stromführenden Teile sowie der übrigen Elemente im Innenraum der Station ist nur aufgrund der Ausbildung nach dem älteren Vorschlag möglich, weil erst hierdurch sichergestellt wird, daß trotz der staub- und feuchtigkeitsdichten Abkapselung des Innenraums dort kein Wärmestau entsteht, sondern daß die vor allem im Transformator entstehende Wärme selbst bei einer solchen Abkapselung

H zuverlässig abgeführt wird. Die abgeteilte, gut belüftete Kammer nimmt nahezu die gesamte, im Transformator entstehende Wärme auf, welche über die zur Wärmeabführung dienenden Mittel des Transformators aus dem Transformatorkessel und damit aus dem vollständig geschlossenen Teil des Innenraums in die besondere abgeteilte Kammer übertragen wird* Von der abgeteilten Kammer wird die Wärme an die Außenluft abgegeben, welche durch diese Kammer hindurchströmt. Die der Wärmeabführung dienenden Mittel des Transformators sind dabei naturgemäß der Luft und damit Staub und Feuchtigkeit ausgesetzt, was sich jedoch nicht nachteilig suswirkt, weil diese Mittel des Transformators nicht stromführend und deshalb gegen Staub und Feuchtigkeit weitgehend unempfindlich sind. Die demgegenüber wesentlich empfindlicheren stromführenden Teile und

-^ Isolatoren sowohl des Transformators als auch des Hoch- und Niederspannungsteils liegen vor Staub- und Feuchtigkeitseinwirkung zuverlässig geschützt im vollständig geschlossenen Innenraum der Station.

Ein weiterer Vorteil der Transformators ta ti on nach dem älteren Vorschlag liegt darin, daß der Transformator selbst und damit die Station kleinere Abmessungen erhält, weil der Ölkonservator sowie die einen großen Platz benötigenden Hoehspannungsdnpenführungen entfallen. Die kleineren Abmessungen sind wiederum für die Aufstellung der Station von besonderer Bedeutung. Letzteres gilt "um so mehr, als durch die allgemeine Zuwachsrate des Ver-

brauche an elektrischer Energie besonders in. dioht besiedelten Wohngebieten, aber auch bei den industriellen und anderen Stromabnehmern zur rationelleren Stromversorgung in Ballungszentren immer mehr Transformatorstationen aufgestellt werden müssen, für die oftmals nur wenig Platz zur Verfügung steht.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des älteren Vorschlages ist die abgeteilte Kammer kaminartig ausgebildet und besitzt unten sowie oben Be- bzw. Entlüftungsöffnungen. Eine solche Ausbildung der abgeteilten Kammer bewirkt einen natürlichen Luftzug und verbessert damit die Wärmeabfuhr. Es ist Jedoch auch möglich, daß die abgeteilte Kammer mindestens eine Wand besitzt, welche im wesentlichen nur aus einem Drahtgitter, einem Gitterrost od. dgl. besteht. Es kann ferner gemäß dem älteren Vorschlag sein, daß mindestens eine Wand der abgeteilten Kammer völlig fortgelassen ist. Dies bedeutet im Extremfall, daß die zur Wärmeabführung dienenden Mittel des Transformators völlig frei liegen und nahezu allseitig von der Außenluft umströmt werden können. Die abgeteilte Kammer bildet dann praktisch nur noch eine Nische in der Wandung der Station. Auch diese kann im Extremfall kaum oder überhaupt nicht mehr zu erkennen sein.

Nach einem weiteren Merkmal des älteren Vorschlages kann die abgeteilte Kammer mittels mindestens eines Gebläses, eines Ventilators od. dgl. zwangsbelüftet sein. Eine Zwangsbelüftung der abgeteilten Kammer mittels eines, gegebenenfalls r«*- j gelbaren Gebläses oder Ventilators hat ihren besonderen Vorteil vor allem darin, daß kurzfristige Überlastungen des Transformators bzw. der gesamten Transformatorstation bis zu etwa 30 % über die normale Nennleistung hinaus möglieh ist. Derartige Überlastungen können während der Spitzenzeiten des Verbrauchs und auch infolge von Störungen sehr leicht auftreten. Oftmals werden auch bewußt kurzfristige Überlastungen herbeigeführt., um das Aufstellen einer zusätzlichen Transformatorstation einzusparen. ·

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des älteren Vorschlages besteht das Fundament aus einem im wesentlichen kastenförmigen und innen hohl ausgebildeten vorgefertigten, wannenartigen Bauteil, vorzugsweise aus Kunststoff. Ein derartiges Fundament ist besonders billig herzustellen, weil das teure Mauern und die hierbei anfallenden, besonders hohen Lohnkosten eingespart werden. Das Fundament kann vom Hersteller der Transformatorsta-

; tion zusammen mit dieser geliefert werden, wodurch Maßabweichungen zwischen Fundament und dem oberen Teil der Station praktisch ausgeschlossen sind und eine bessere Abdichtung der Trennflächen _; zwischen Fundament und der eigentlichen Transformatorstation gewährleistet ist. Beim Aufstellen der Transf ormatorstation braucht nur einmal ein Kranwagen bestellt zu werden, der sowohl dem oberen Teil der Station als auch das Fundament an der dafür vorgesehenen Stelle absetzt. Ferner 1st ein aus Kunststoff bestehendes wannenartiges Fundament ohne weiteres in der Lage, eventuell aus dem Transformator auslaufendes Ol aufzufangen, so daß ein Einsickern von öl in den Boden mit Sicherheit vermieden wird. Ebenso können keine Korrosionen und Verrottungen am Fundament auftreten,

■ da der verwendete Kunststoff sowohl korrosions- als auch verrottungsfest ist.

Die Transformatorstation nach dem älteren Vorschlag hat sich zwar durchaus bewährt, indem zahlreiche Mängel zuvor bekannter Transformatorstationen vermieden werden, jedoch hat sich herausgestellt, daß es bei extremen Witterungsverhältnissen immer noch, wenn auch in geringerem Maße als bei den zuvor bekannten Bauarten, zu einer Schwitzwasserbildung kommt. Außerdem hat sich zwischenzeitlich herausgestellt, daß sich die Transformatorstation konstruktiv noch besser den Erfordernissen anpassen liäßt, die im Falle eines Kurzschlusses und einer dabei entstehenden Druckwelle an eine solche Transformatorstation zu stellen sind.

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Weiterbildung und Verbesserung der Transformatorstation nach dem älteren Vorschlag und kennzeichnet sich dadurch, daß lediglich die abgeteilte, gut

belüftete Kammer auch zum Fundament hin einen geschlossenen Boden besitzt, der ^sdoch mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren, verschlossenen, bei Druckeinwirlcung sieh aber leicht öffnenden Öffnungen versehen ist, wohingegen der gesamte übrige, gegebenenfalls in weitere Kammern unterteilte Innenraum der Station zum Fundament hin offen ist. Durch diese zum Innenraum des Fundamentes hin offene Ausbildung des übrigen, von der abgeteilten, gut belüfteten Kammer nicht umfaßten Innenraumes bzw. der in ihm enthaltenen Kammern, die ebenfalls zum Innenraum des Fundamentes hin offen sind, kann ein Wärmeausgleich zwischen den einzelnen Kammern erfolgen, und zwar über den Innenraum des kastenförmigen und innen hohl ausgebildeten Fundamentes. Zur Vermeidung von Schwitzwasserbildung sollen der die stromführenden Teile aufnehmende Innenraum der Station bzw. die diese Teile aufnehmenden Kammern ständig oberhalb einer bestimmten Mindesttemperatur gehalten werden. Insbesondere in Schwachlastzeiten und bei gleichzeitig kühler Witterung verhindert die vom Transformatorkessel abgegebene Transformatorverlustwärme, die nicht über die zur Wärmeabführung dienende*! Mittel des Transformators in der abgeteil-" ten, gut belüfteten Kammer abgeführt wird, sondern die direkt von der Wandung des Transformatorkessels kommt, eine Unterkühlung des übrigen Innenraums der Station sowie seiner Kammern. Diese vom Transformatorkessel stammende Wärme gelangt über den Innenraum des hohl ausgebildeten Fundamentes in sämtliche Kammern des übrigen Innenraumes, die hierdurch oberhalb der erforderlichen Mindesttemperatur gehalten werden. Dieser Wärmeausgleich bzw. die hierdurch bedingte Erwärmung verhindert die Bildung von Schwitzwasser und damit kriechstromfählge Ablagerungen, die sonst zu Überschlägen oder gar folgenschweren Kurzschlüssen führen.

Außer der Vermeidung von Schwitzwasserbildung wird durch die neuerungsgemäße Ausgestaltung der Transformatorstation auch ein. Raum geschaffen, in den hinein im Falle eines Kurzschlusses die hierbei entstehende Druckwelle expandieren kann, wobei der Innenraum des Fundamentes als eine Art Druckspeicher dient. Ent-

steht nämlieh beispielsweise im Bereich des Hochspannungsteils ein Kurzschluß und infolgedessen eine Druckwelle aus erwärmten

und sich hierbei expandierende?» Gasen, so pflanzt sich diese \ Druckwelle in vorteilhafter Weise nach unten zum Fundament hin

stärker fort, als nach oben, weil schon allein durch die weiter ;

eben angeordneten Schaltelemente, Isolatoren od. dgl. der freie ,

Strömungsquerschnitt stark beengt ist, wohingegen nach unten zum |

Fundament hin genügend freier' Raum zur Verfugung steht. Infolge- ;

dessen wirkt sich der größte Teil der Druckwelle nach unten zum j|

Fundament hin aus, und zwar zunächst bis in den Innenraum des Fun- i damentes, der die erste Möglichkeit bietet, daß die expandieren- || den Gase sich beträchtlich ausdehnen und dabei entspannen können. || Da die abgeteilte und gut belüftete Kammer zum Fundament hin neu- || erungsgemäß einen Boden besitzt, der jedoch mit einer, Vorzugs- | weise mehreren, verschlossenen, bei Druckeinwirkung aber leicht \ zu öffnenden öffnungen versehen ist, kann die Druckwelle vom ii Innenraum des Fundamentes her sich in die abgeteilte, gut belüf- · tete Kammer hinein fortpflanzen, wobei sie naturgemäß die bei normalem Betriebszustand verschlossenen öffnungen aufbricht. Da die abgeteilte Kammer bereits im Hinblick auf die Wärmeabführung der entsprechenden Mittel des Transformators gut belüftet sind, kann auch die Druckwelle durch die gleichen Be- bzw. Entlüftungsöffnungen entweichen, ohne daß die neuerungsgemäße Transformatorstation größere Schäden erleidet oder gar völlig zerstört wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung

besteht der Boden der abgeteilten, gut belüfteten Kammer aus ei- , nem Gitterrost od. dgl. oder besitzt mindestens eine mit einem Gitterrost od. dgl. abgedeckte Öffnung, wobei der Boden bzw. die öffnung beim Normalbetrieb mittels einer Abdeckung verschlossen ist. Die Anordnung eines solchen Gitterrostes als Boden oder die Anordnung des Gitterrostes in öffnungen des Bodens hat den Vorteil, daß die bei einem Kurzschluß entstehenden, expandierten heißen Gase bzw. Flammen abgekühlt werden, indem die Gitterroste einen erheblichen Teil der Wärme aufnehmen und abführen* Diese Gitterroste imterdrücken somit iu vorteilhafter Weise Sticfcflam-

belüftete Kammer eindringen bzw. sogar nach außen aus der Transformatorstation herauszudringen versuchen. Anstelle von Gitterrosten können z.B. auch Lochbleche, Drahtgeflechte, Streckmetall od. dgl. verwendet werden.

Insbesondere bei der vorerwähnten Ausführungsfcrm ist es ' ratsam, die Abdeckung aus einer relativ dünnen, leicht zerreißbaren, vorzugsweise schwer entflammbaren, nicht brennbaren Platte oder Folie, insbesondere aus Kunststoff herzustellen. Eine solche, Platte oder Folie setzt einer Druckwelle keinen nennenswerten Wi-| derstand entgegen, ist andererseits jedoch durchaus in der Lage, ! im normalen Betriebszustand Feuchtigkeit und Schmutzteilchen \ daran zu hindern, in den Innenraum des Fundamentes und von dort ' in den übrigen Innenraum der Transformatorstation bzw. seiner Kammern einzudringen und sich an den stromführenden Teilen abzulagern. Platten oder Folien aus Kunststoff, insbesondere wenn sie schwer.entflammbar oder nicht brennbar sind, empfehlen sich be- ^! sonders deshalb, weil sie verhältnismäßig billig sind, sich leicht verarbeiten lassen und well mit ihnen eine zuverlässig dichte Abdeckung erreichbar ist. Schwer entflammbare oder nicht brennbare Kunststoffe eignen sich hierfür besonders deshalb gut, we^l verhindert werden soll, daß im Falle eines Kurzschlusses ^ brennende Fetzen der Abdeckung umherfliegen und dann mögücherweise Brände verursachen. Bei schwer entflammbaren bzw. nicht brennbaren Kunststoffen wird diese Gefahr in vorteilhafter Weise vermieden.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung sind auf der der abgeteilten, gut belüfteten Kammer abgekehrten und/oder zugekehrten Seite ihres Bodens mindestens ein, gegebenenfalls mehrere übereinander angeordnete, im wesentlichen parallel zum und im Abstand zum Boden angeordnete offene Gitter, Roste od. dgl», vorzugsweise aus Metall, vorgesehen. Diese Gitter, Roste od. dgl. verstärken die Wirkung der vorstehend erwähnten Gitterroste, aus denen der Boden der abgeteilten, gut belüfteten Kammer besteht oder mit denen die Öffnungen in diesem Boden abgedeckt

sind. Die Anzahl der zusätzlich angeordneten Gitter, Roste od. dgl. richtet sich im wesentlichen nach der Kurzschlußleistung, für welche die betreffende Transformatorstation ausgelegt werden soll. Je hoher diese Leistung ist* uss so sehr Gitter, Roste od. dgl« müssen vorgesehen werden. Obwohl im allgemeinen im Hinblick auf eine schnelle Wärmeabführung Gitter, Roste od. dgl. aus Metall bevorzugt werden, ist es grundsätzlich auch denkbar, andere Werkstoffe* insbesondere feuerfeste oder zumindest hitzebestän- f dige Werkstoffe zu verwenden. I

Außerdem ist es empfehlenswert, daß zwischen einer oder mehreren Kammern des übrigen Innenraums, in denen keine nennenswerten Druckwellen entstehen können, wie beispielsweise der Kammer mit dem niederspannusgsieil und dss übrigen Teil des Fimdamentinnenraums mindestens ein offenes Gitter, ein Rost od. dgl., vorzugsweise aus Metall, angeordnet ist. Dieses Gitter verhindert in vorteilhafter Weise, daß im Falle eines Kurzschlusses die hierbei entstehenden Stichflammen sich bis in diese Kammern hinein fortpflanzen und dort auch Sehaltelemente und andere stress^ od©r nicht stromführende Teils der Transformatorstation zerstören. Somit bleiben selbst nach einem Kurzschluß die weitaus meisten Teile der neuerungsgemäßen Transformatorstation unbeschädigt, was ein beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil ist und wodurch erreicht wird- daß die Transformatorstation in kürzester Zeit wieder einsatzfähig gemacht werden kann.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Fundament im Bereich der Kammer oder Kammern des übrigen Innenraumes, in denen nennenswerte Druckwellen entstehen können, eine oder mehrere geneigte, vorzugsweise unter 15 bis 45° verlaufende, Seitenwände, Seitenwandabschnitte oder Bodenabschnitte besitzt. Derart geneigte Seitenwände, Seitenwandabschnitte oder Bodenabschnitte haben den Vorteil, daß eine eventuell entstehende Druckwelle sich nicht senkrecht auf die Fundamentwände bzw. Bodenabschnitte auswirken kann, die direkt unterhalb der Kurzschlußstelle liegen, sondern es wirkt sich immer nur eine Komponente der vorhandenen Druck-

kraft senkrecht auf die Wand aus und außerdem werden die expandierenden Gase in ihrer Strömungsrichtung umgelenkt, insbesondere in Richtung auf den Boden der abgeteilten, gut belüfteten Kammer, also dorthin, wo sie schnellstens entweichen können.

Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die Kabeldurchführungsrohre in Abschnitten des Fundamentbodens anzuordnen, wobei diese Bodenabschnitte vorzugsweise geneigt und oberhalb der im wesentlichen horizontal sich erstreckenden übrigen Bodenabschnitte verlaufen. Diese Anordnung .der Kabeldurchführungsrohre hat den wesentlichen Vorteil, daß die Krümmungsradien der in aller Regel einen erheblichen Durchmesser besitzenden Kabel verhältnismäßig groß gehalten werden können, ohne daß das Fundament der Transformatorstation besonders großräumig zu sein braucht und ohne daß die Kabel im Bereich der Transformatorstation extrem tief verlegt werden müssen. Handelt es sich um Kabeldurchführun-gen im Bereich des Hochspannungsteils, die meist unterhalb der am meisten explosionsgefährdeten Kammer angeordnet sind, so wirkt sich diese Neigung des betreffenden Bodenabschnittes auch beim Entstehen einer Druckwelle in der bereits erwähnten Weise vorteilhaft aus. Schließlich haben sich solche geneigt verlaufenden und oberhalb der übrigen Bodenabschnitte angeordneten Abschnitte des Fundamentbodens auch für die Montage als äußerst praktisch erwiesen, da sie für den Monteur einen freien Fußraum bilden, der diesem das Stehen in unmittelbarer Nähe des Transformators wesentlich erleichtert,

Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform der Neuerung besteht das Fundament der Station aus einem wannenartigen, insbesondere in Sandwich-Bauweise hergestellten Kunststoff bauteil, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyester. Ein solches Fundament ist absolut korrosionsfest und "witterungsbeständig und besitzt damit eine praktisch -unbegrenzte Lebensdauer bei Fortfall jeglicher Wartung. Außerdem ist ein solches Fundament sehr leicht, ■was sieh insbesondere beim Transpoii; und bei der Montage der Station vorteilhaft auswirkt- Die neuerungsgemäße Transformator-

station kann daher zusammen mit dem Fundament verladen und transportiert werden und läßt sich außerdem in kürzester Zeit bei nur einmaliger Benutzung eines Krans aufstellen. Ferner ist ein solches Fundament besonders gut dazu geeignet, Feuchtigkeit, Wärme und Kälte sowie Kriechströme zu isolieren. Auch öl, das möglicherweise aus dem Transformator herausläuft, wird aufgefangen und zuverlässig daran gehindert, im Erdreich zu versickern.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kabeldurchführungsrohre aus Kunststoff bestehen und einstückig mit dem Fundament ausgebildet sind. Auf diese Weise lassen sich die Kabel-

und durchführungsrohre mechanisch fest/gegen Feuchtigkeit dicht mit dem Fundament verbinden. Außerdem kann man aus Kunststoff bestehende Kabeldurchführungsrohre besonders einfach und zuverlässig nach dem Durchführen des betreffenden Kabels einwandfrei abdichten.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Neuerung sind in die Wandung und/oder den Boden des Fundamentes Rohre und/oder Profile, wie z.B. Winkel-, U-, Doppel-T-Profile, einlameliiert, auf welchen zumindest die schwersten Teile der Station, insbesondere der Transformator, gelagert sii?d. Derartige Profile verstärken die aus Kunststoff bestehenden Wandungen und den Boden des Fundamentes erheblich. Auch werden die größten Kräfte, denen das Fundament sonst ausgesetzt wäre, von diesem Ge= rüst aus Rohren oder Profilen aufgenommen, ohne die Wandungen des Fundamentes zu beanspruchen. Ferner kann man durch Einschrauben von Ringschrauben, durch Anbringen von Transportösen, Haken od. dgl. außenseitig an diesem Gerüst aus Rohren und/oder Profilen in einfacher Weise an der Transformatorstation die Mittel vorsehen, an welchen beim Transport Seile, Ketten od. dgl. zum Heben der gesamten Transformatorstation einschließlich des Fundamentes angebracht werden können.

In der Zeichnung ist die Neuerung an η and eines äusführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigen:

■*=■

- li -

Fig. 1 die neuerungsgemäße Transformatorstation in der

Vorderansi cht;
Fig. 2 die Transformatorstation gemäß Fig. 1 in der

rückwärtigen Ansicht;
Fig. 5 die Transformator^ at ion gemäß Fig. 1 ohne Vor=

derwände;
Fig. 4 die Transformatorstation in der Draufsicht ohne

Dach und Decke;

Fig. 5 die Transformatorstation in der Seitenansicht; Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4; O Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig.

in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Transformatorstation bezeichnet, welche auf einem Fundament 2 ruht, das Im Boden 3 eingesetzt ist. Die in Fig. 1 sichtbare Vorderseite der Station 1 besteht aus einer Anzahl von Türen 4, die sich unabhängig voneinander öffnen lassen. Nach oben hin ist die Station 1 mit einem Dach 5 abgedeckt. Der in Fig* 1 rechte Teil der Station 1 beinhaltet den Hochspannungsteil, in dem ein oder mehrere nicht dargestellte Hochspanatmgskabel enden, die durch das Fusöasenfe 2 äar Trans-» formatorstation 1 eingeführt sind, Die Kabeldurchführungsrohre für diese Hochspannungskabel sind in Fig. 1 mit 6 bezeichnet, von, denen jedoch nur ein einziges Rohr zu erkennen ist, "wohingegen eventuell vorhandene «ndere Rohre dahinter angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, daS nur ein einziges Kabel-durchföhrungsrohr 6 vorgesehen ist. Der linke Teil der Station 1 enthält den Niederspannungsteil, in den naturgemäß eine Vielzahl von Kabeln hineingeführt wird,, die oftmals auch unterschiedliche JDurdsnesser besitzen. Auch hier sind nur die Kabeldurchfiihrxingsrohre 6 dargestellt..

Tn Flg. 2 befindet sich der Hoehspaimtmgsteil aixf der Seite, "wahrend der HieäerspsniiHngsteil auf der rechtes Sei— der Station 1 z« finden ist, da es sich hierbei xsa die Ansieht handelt. Angedeutet wird dies durch die

chende spiegelbildliche Darstellung des Fundamentes 2 und der Kabeldurchführungsrohre 6. Auch auf der Rückseite besitzt die Transformatorstation 1 Türen 4a sowie ein mit 8 bezeichnetes, sich im wesentlichen horizontal erstreckendes Verschlußteil im mittleren Breitenbereich. Unterhalb und oberhalb dieses abnehmbaren Verschlußteils 8 sind öffnungen 9 und 9a sowie Gitterroste 9b zur Be- und Entlüftung vorgesehen.

In Fig. 3 ist, wenn auch nur sehematiseh, auf der rech-' ten Seite der Hochspannungsteil angedeutet und mit 10 bezeichnet, j wobei insbesondere die drei Kabel für die Phasen R, S und T zu ί erkennen sind. Ebenfalls sehematisch ist auf der linken Seite der Niederspannungsteil dargestellt und mit 11 bezeichnet, wobei besonders der Mittelpunktsleiter Mp deutlich zu erkennen ist, weil er in einer anderen Ebene angeklemmt wird, als die Adern für die Phasen R, S und T. Zwischen dem Hochspannungsteil 10 und dem Niederspanriangsteil 11 ist ein Transformator 12 angeordnet. Dieser steht auf schienenartigen Tragelementen 13, die Bestandteil eines Traggerüstes 7 sind, das bei dem dargestellten Aus-, führungsbeispiel aus im Querschnitt rechteckigen Rohren bestellt.

Die Transformatorstation 1 besitzt weder im Bereich des ■■ Hochspannungsteils 10 noch des Niederspannungsteils 11 oder gar im Bereich des Transformatorkessels 12 einen geschlossenen Boden, sondern die Station 1 ist zum Fundament 2 hin offen ausgebildet. Die unterhalb des Hochspannungsteils 10, des Niederspannungsteils 11 und des Transformatorkessels 12 in Fig. 3 dargestellte Linie deutet lediglich die Trennfuge zwischen dem oberen Teil der Transformatorstation 1 und dem Fundament 2 an. Das Fundament 2 ist kastenförmig und damit innen hohl ausgebildet und besitzt einen völlig dichten untersten Bodenabschnitt 2a. Ferner weist das Fundamente unterhalb des Hochspannungsteils 10 einen geneigt zur horizontalen Richtung verlaufenden zweiten Bodenabschnitt 2b auf, in den das oder die Kabeldurchführungsrohre 6 eingearbeitet sind. Es iist deutlich erkennbar, daß durch die Neigung dieses

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Bodenabschiiittes 2b des Fundamentes 2 der Krümmungsradius des oder der Hochspannungskabel verhältnismäßig groß gehalten werden kann und trotzdem keinerlei Schwierigkeiten, insbesondere keine Abdichtungsprobleme im Bereich der Kabeldurchführungsrohre 6 entstehen können. Auf der Niederspaimungsseite besitzt das Fundament 2 einen nur geringfügig geneigten, gegebenenfalls auch horizontal verlaufenden Bodenabschnitt 2c, der ebenfalls wie der Bodenabschnitt 2b auf der Hochspannungsseite oberhalb des untersten Bodenabschnittes 2a angeordnet ist.

Das bereits erwähnte Traggerüst 7 ist bei der Herstellung des aus Kunststoff bestehenden Fundamentes 2 in den Bodenabschnitt 2a sowie in die in Fig. 3 nicht erkennbaren Seitenwände einlamelliert, so daß das Traggerüst 7 ein fester Bestandteil des Fundamentes 2 ist. Das Traggerüst J dient gleichzei tig auch als Halterung für ein Gitter, einen Rost, ein Lochblech od, dgl. 14, welches in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Dieses Gitter 14 trennt den Niederspannungsteil 11 und den unterhalb desselben befindlichen Innenraum des Fundamentes 2 von dem übrigen Innenraum 2d des Fundamentes 2 und insbesondere vom Hochspannungsteil 10. Der besonders gefährdete Hochspannungsteil 10 wird auf diese Weise vom weniger gefährdeten Niederspannungsteil 11 getrennt, ohne Jedoch einen Luft- und Wärmeaustausch zwischen diesen beiden Kammern und der Umgebung des Transformatorkessels 12a des? Transformatorstation 1 zu unterbinden. Ss wird Jedoch hierdurch vermieden, daß im Falle eines Kurzschlusses im Hochspannungsteil 10 eine Stichflamme bis in den Niederspannungsteil 11 gelangen und diesen zerstören kann. Die gleiche Aufgabe, nämlich das Durchsehlagen einer Stichflamme zu verhindern, hat auch der Gitterrost 15* welcher unterhalb des Transformators 12 angeordnet ist. Das Gitter 15* das gegebenenfalls auch aus einem Lochblech od. dgl. bestehen kann, soll verhindern, daß der Transformator 12 von der Stichflamme erreicht wird. Je nach Größe der geforderten KurzsphlußleiSbung können anstelle der in Fig. 3 nur einzeln dargestellten Gitter 14 und 15 mehrere solcher Gitter parallel zueinander angeordnet werden,

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«m auch «JLa?feUiefa ein !»urelxsehlagen der bei einem Kurzschluß entstehenden Stichflamme zu verhindern.

In Fig. % ist die Unterteilung des gesamten Innenraums der Transformatorstation I deutlieh erkennbar. Diese Unterteilung besteht bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nur aus einer Abteilung einer gegeiiüber dem übrigen Innenraum abgedichteten Kammer 16, während der übrige mit VJ bezeichnete Innenraum, welcher den Hochspannungsteil 10, den Niederspannungsteil 11 und den mit 12a bezeichneten Transformator kessel aufnimmt, nicht unterteilt ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglieh und unter Umständen besonders vorteilhaft, wenn auch dieser übrige Innenraum 1? in mehrere Kammern unterteilt ist, die jedoch dann zum Fundament 2 fciri offen ausgebildet sein sollen oder allenfalls ein Gitter, einen Rost od. dgl. als Boden besitzen.

Die Kammer 16 enthält sämtliche zur Wärmeabführung dienenden Mittel 12b des Transformators 12. Durch die Gitterroste 9b ist die Kammer 16 besonders gut belüftet, so daß die Wärme von den wärmeabführenden Mitteln 12b des Transformators 12 an die Außenluft abgegeben werden kann. Der Außenluft ist es jedoch nicht möglich, in den Innenraum 17 der Transformatorstation 1 einzudringen, in welchem der Hochspannungsteil 10, der Nieöer&pannungsteil 11 und der Transformatorkessel 12a angeordnet sind. Der Innenraum 17 ist gegenüber der Kammer 16 staub- und feuchtigkeitsdicht verschlossen, und zwar einmal mittels Labyrinthdichtungen 18, die in Fig. 4 schematisch angedeutet sind. Im übrigen 1st der Innenraum 17 durch die Türen 4 und 4a staub- und feuchtigkeitsdicht verschlossen.

Die abgeteilte und gut belüftete Kammer 16 besitzt als einzige Kammer der Transformatorstation 1 einen geschlossenen Boden I9, der jedoch öffnungen 20 aufweist, die mit Gitterrosten 21 abgedeckt sind. Die Gitterroste 21 wiederum sind mit relativ

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dünnen, leicht zerreißbaren, aus Kunststoff bestehenden Folien abgedeckt, so daß ein Durchdringen von Feuchtigkeit und Staub durch die öffnungen 20 von der abgeteilten und gut belüfteten Kammer 16 her in den Innenraurn 17 über den Innenraum 2d des Fundamentes 2 nicht möglich ist. Lediglich eine beispielsweise im Hochspannungsteil 10 im Falle eines Kurzschlusses entstehende Druckwelle, die sich durch den Innenraum 2d des Fundamentes 2 hin fortpflanzt, ist in der Lage, die Folie, welche die öffnungen 20 verschließt, zu zerstören, so daß die Druckwelle die öffnungen 20 und ihre Gitter 21 passieren und über die gut belüftete, ^ ^; Kammer 16 nach außen entweichen kann.

In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, daß der Innenraum ; 17 der Station 1 mit einer Decke 22 verschlossen ist. Mit Abstand oberhalb dieser Decke 22 ist das Dach 5 angeordnet, so daß zwischen beiden ein Spaltraum 25 verbleibt.

Daß die Transformatorstation 1 auch seitliche Türen be-; sitzt, damit man sowohl am Hochspannungsteil 10 als auch am Nie- j derspannungsteil 11 ohne Behinderung arbeiten kann, zeigt Fig. 5» Die dort veranschaulichten seitlichen Türen sind mit 4b bezeich- ' net.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie der Transformatorkessel 12a im Innenraum I7 und die zur Wärmeabführung dienenden Mittel 12b des Transformators 12 in der abgeteilten Kammer 16 der Transformatorstation 1 angeordnet sind. Deutlich ist erkennbar, daß die abgeteilte Kammer 16 kaminartig ausgebildet ist, so daß eine natürliche Luftströmung entsteht. Die Luft strömt durch den ^unteren Gitterrost 9b in die abgeteilte Kammer 16 ein, streicht an den zur Wärmeabführung dienenden Mitteln 12b des Transforators 12 vorbei, erwärmt sieh und entweicht durch den oberen Gitterrost 9b sowie durch den Spaltraum 23 unterhalt) des Dache« 5, Besonders deutlich ist in Fig. 6 eine muldenförmige Ausbildlang der hier mit 24 bezeichneten Folie dargestellt, welche die öffnungen 20 4es Bodens 19 der Kammer l6 staub- und feuchtigkelts-

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dicht verschließt. Die Folie 24 ist deshalb muldenförmig ausgebildet, damit sich öl, das eventuell aus dem Transformatorteil 12b ausläuft, in dieser Mulde der Folie 24 sammeln kann und nicht bis in den Innenraum 2d des Fundamentes 2 vordringt. Im übrigen ist in Fig. 6 durch eine besonders dicke Strichführung der Teil der Transformatorstation 1 deutlich hervorgehoben, welcher nach außen hin staub- und feuchtigkeitsdicht verschlossen ist. Demgegenüber ist deutlich erkennbar, daß die Kammer 16 direkt mit der Außenluft in Verbindung steht. Ferner läßt Fig. 6 auch die Ausbildung des Traggerüstes 7 im Querschnitt erkennen, wobei selbstverständ- ^ lieh auch eine andere Ausführungsform möglich ist.

In Fig. 7 sind Einzelheiten der Station 1 aufgrund des größeren Maßstabes besser zu erkennen, wie z.B. der Ventilator bzw. das Gebläse 25, der bzw. das zur Erzeugung einer Zwangsbelüftung der abgeteilten Kammer 16 vorgesehen ist. Der Ventilator 25 ist selbsttätig regelbar bzw. ein- und_ausschaltbar. Dies ist mit einem in Fig. 7 eingezeichneten Steuerstromkreis 26 durchführbar, in welchem ein Regelglied 27 durch einen Temperaturfühler 28 in Abhängigkeit von der Transformatoröitemperatur- und von einem Temperaturfühler 29 in Abhängigkeit von der Temperatur des geschlossenen Innenraumes 17 gesteuert wird. Dieser Regel-(% kreis wirkt einerseits auf den internen Kühlkreislauf des Transformators 12 und andererseits auf die Ein- und Ausschaltung sowie auf die Drehzahl des Ventilators bzw. Gebläses 25 ein.

Der Innenraum 17 ist zum Fundament 2 hin - wie bereits erwähnt - offen ausgebildet. Der darunter liegende, mit 2d bezeichnete Innenraum des Fundamentes 2 ist - wie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 6 beschrieben - lediglich zur Kammer 16 hin mit öffnungen 20 versehen, die jedoch von einer Folie 24 und einem darüber liegenden Gitter 21 verschlossen sind. In Fig. 7 ist die Folie 24 im Gegensatz zu Fig. 6 straff gespannt dargestellt, was grundsätzlich auch möglich ist. Unterhalb .dieser öffnungen 20 sind in Fig. 7 zwei Gitter, Roste, Lochbleche od. dgl. 15 dargestellt, die bei diesem Ausfühnzngsbei-

spiel sich lediglich unterhalb der Kammer 16 erstrecken. Es empfiehlt sich jedoch, diese Gitter, Roste, Lochbleche od. dgl. auch unterhalb des Transformatorkessels 12b anzuordnen. Ferner ist in Fig. 7 auch das Gitter, der Rost, das Lochblech od. dgl» 14 zumindest teilweise angedeutet, das sich über den gesamten Querschnitt des Innenraums 2d des Fundamentes 2 erstreckt, und dessen Aufgabe und Wirkung bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben ist.

Claims (10)

PATENTANWÄLTE ** * DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WlLLERT DR.-INQ. P. H. OIDTMANN AKTEN-NR. 10/2^65^ -»eSBOCHUM.4. I2.I97O PostscMleSfech 2*5O Fernruf 14O61 und 14O62 BargstraB· 1S9 T*Iagr.i Stuh!mannp«t»nt Firma Eltroin Günter H. Gassner, Allgemeiner Elektro*» Industriebau, Wattenscheid Schutzansprüche;

1. Transformatorstation, insbesondere für Freiluftaufstellung, mit mindestens einem Transformator sowie gegebenenfalls einem oder mehreren Hoch- und/oder Niederspannungsteilen, bei welcher von dem gesamten Innenraum der Station mindestens eine besondere Kammer abgeteilt und gegenüber dem übrigen Innenraum abgedichtet ist und diese Kammer sämtliche zur Wärmeabführung dienenden Mittel des Transformators enthält sowie gut belüftet ist, während der übrige Innenraum den Transformatorkessel, die Schaltelemente sowie die anderen stromführenden Teile enthält und nach außen hin staub- und feuchtigkeitsdicht verschließbar ist, wobei das Fundament der Station im wesentlichen kastenförmig und innen hohl aoisgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daS lediglich die abgeteilte, gut belüftete Kammer (16) auch zum Fundament (2) hin einen geschlossenen Boden (I9, 24) besitzt, der Jedoch mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren, verschlossenen, bei Druckeinwirkung sich aber leicht öffnenden öffnungen (20) versehen ist, wohingegen der gesamte übrige, gegebenenfalls in weitere Kammern unterteilte Innenraum (I7) der Station (1) zum Fundament (2) hin offen ist.

2. Transformatorstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (I9) der abgeteilten, gut belüfteten Kammer (16) aus einem Gitterrost od. dgl. besteht oder mindestens eine mit einem Gitterrost od. dgl. (21) abgedeckte öffnung (20) besitzt und der Boden (I9) bzw. die öffnung (20) beim Normalbetrieb mittels einer Abdeckung (24) verschlossen ist.

ι τ πζ,δ.π

3. Transformatorstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne t, daß die Abdeckung aus einer relativ

dünnen, leicht zerreißbaren, vorzugsweise schwär entflammbaren oder nicht brennbaren, Platte oder Folie (24), insbesondere aus Kunststoff, besteht.

4. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der abgeteilten, gut belüfteten Kammer (16) abgekehrten und/ oder zugekehrten Seite ihres Bodens (19) mindestens ein, gegebenenfalls mehrere, übereinander angeordnete, im wesentlichen paral| IeI zum und im Abstand vom Boden (19) angeordnete offene Gitter, ! Koste od. dgl. (15), vorzugsweise aus Metall, vorgesehen sind.

5. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer oder mehreren Kammern des übrigen Innenraumes (17)* in denen keine nenneswerten Druckwellen entstehen könner, wie beispielsweise der Kammer mit dem Niederspannungsteil (Ii), und dem übrigen Teil des Fundament innenraumes (2d) mindesten? ein offenes Gitter, ein Rost od. dgl. (14), vorzugsweise aus Metall, angeordnet ist.

6. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (2) im Bereich der Kammer oder Kammern des übrigen Innenraumes (17)» in denen nennenswerte Druckwellen entstehen können, eine oder mehrere geneigte, vorzugsweise untes* 15 bis 45° verlaufende, Seitenwände, Seltenwandabschnitte oder Bodenabschnit= te (2b, 2c) besitzt.

7. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da durch gekennzeichnet, daß die Kabeldurchführungsrohre (6) in Abschnitten (2b, 2c) des Fundamentbodens angeordnet sind, und daß diese Bodenabschnitte (2b, 2c) vorzugsweise geneigt und oberhalb der im wesentlichen horizontal

- 3 sich erstreckenden übrigen Bodenabschnitte (2a) verlaufen.

8. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichne t,'daß das Fundament (2) der Station (1) aus einem wannenartigen, insbesondere in Sandwich-Bauweise hergestellten Kunststoffbauteil, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyester, besteht.

9. Transformatorstation nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die KabeldurchfUhrungsrohre (6) aus Kunststoff bestehen und einstückig mit dem Fundament (2) ausgebildet sind.

10. Transformatorstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wandung und/oder den Boden des Fundamentes (2) Bohre und/oder Profile, wie z.B. Winkel-, XJ-, Doppel-T-Profile (7) einlamelliert sind, auf welchen zumindest die schwersten Teile der Station, insbesondere der Transformator (13, gelagert sind.