DE2146802C3 - Gehäuse für Transformatorstationen - Google Patents

Description

Geschwindigkeit durch die Entlüftungskanäle nach außen gedrängt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine noch bessere Kühlung und Ablenkung der Gase vor dem Austritt aus den Lüftungsöffnungen ins Freie herbeigeführt und damit eine Gefährdung Außenstehender sicher vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die den Schaltraum von dem den Transfonr.atorkessel urd den Transformatorkühler gemeinsam enthaltenden Raum trennende Schutzwand aus thermoplastischem Kunststoff besteht, und daß das dem Transformator gegenüberliegende, etwa dem geradlinig begrenzten Konturenbild des Transformators entsprechende aufbrechbare Feld der Schutzwand durch lotrechte und waagerechte Einschnitte derart unterteilt ist, daß die durch den Gasstrom in den Transformatorraum aufgebogenen Teile Leitflächen bilden, die den Gasstrom auf den Transformator konzentrie.en.

Die aus dem Schaltraum unter Druck austretenden heißen Gase werden infolge ihrer Konzentration auf den Transformator von etwa in den der Schutzwand benachbarten Außenwänden des Transformatorraums vorgesehenen Lüftungsöffnungen abgelenkt, durch intensive Berührung mit der großen Oberfläche des relativ kalten Transformators — Kessel und Kühler — sowie durch Vermischung mit der im Transformatorraum vorhandenen kalten Luft schnell so weit abgekühlt und in einer Weise entspannt, daß sie mit praktisch gleicher entsprechend niedriger Strömungsgeschwindigkeit durch alle Lüftungsöffnungen des Transformatorraums nach außen dringen, ohne etwa in der Nähe befindliche Personen zu gefährden.

Die durch Einschnitte geschwächten Trennstellen von Schutzwänden aus; thermoplastischem Kunststoff geben den im Kurzschlußfall erwärmten Gasen schneller nach als ein Aufbrechen bei Wänden aus Duroplast oder aus Blech erfolgt. Außerdem ist es bei einer Schutzwand aus thermoplastischem Kunststoff herstellungstechnisch einfacher als bei einer Wand aus Stahlblech oder Duroplast, die erforderlichen Einschnitte auszuführen.

Zwar hat man bereits zwischen Schalt- und Transformatorraum ringsum eingespannte Platten aus thermoplastischem Kunststoff verwendet, die beim Auftreten von Überdruck und Wärme im Schaltraum zerstört werden und dadurch den Gasen den Übertritt aus dem relativ kleinen Schaltraum in den wesentlich größeren Transformatorraum ermöglichen sollen. Dabei hat es sich jedoch herausgestellt, daß die durch das co Zusammenwirken von Überdruck und örtlicher Erwärmung geschaffenen öffnungen ihrer Größe und Lage nach die heißen Gase nur mit hoher Strömungsgeschwindigkeit auf kürzestem Wege und infolgedessen unzureichend entspannt und ohne nennenswerte Abkühlung durch die nächstgelegenen Entlüftungsöffnungen des Transformatorraums ins Freie gelangen lassen.

Der Abschluß von Entlastungsöffnungen explosionsgefährdeter Räume durch aufsprengbare Wände, die zur Vorausbestimmung der Bruchstelle durch Vertiefungen oder Einkerbungen geschwächt sind, ist an sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 18 06 797 sowie aus der US-Patentschrift 28 64 412 bekannt. Dort handelt es sich jedoch nur darum, das völlige Absprengen von Teilen der aufgebrochenen Wand zu verhindern. Die genannten Druckschriften geben jedoch keine Lehre, die nach außen aufgebogenen Teile der aufgebrochenen Wände als Leitflächen zur Lenkung der sich entspannenden Gase auf ein bestimmtes Ziel auszunutzen, und haben auch sonst keinen Bezug auf die Gestaltung von Stationsgehäusen für Transformatoren oder sonstigen auf öffentlichen Verkehrsflächen aufstellbaren Gebäuden.

Ferner ist aus dem DE-GM 19 93 594 bekannt, in der Außenwand einer Schaltzelle als Abdeckung einer Druckentlastungsöffnung ein biegsames Blech vorzusehen, das auf einem Rahmen aufliegt In der Mitte des biegsamen Bleches befindet sich ein quer über die Entlastungsöffnung reichender stabförmiger Träger. Tritt in der Schaltzelle ein Überdruck auf, so biegt sich das Blech zu beiden Seiten des Trägers nach außen auf. Diese aufbiegbaren Blechteile dienen jedoch nicht als Leitflächen der heißen Gase auf einen Transformator.

Je nach Größe und Dicke der aufbrechbaren Schutzwand sov/ie nach dem Ausmaß der zu erwartenden Beanspruchung können die Einschnitte Trennschnitte, aber auch Nuten sein, die Wandstärke der Schutzwand bis auf dünne Stege verringern.

Außerdem können die Biegestellen der aufzubiegenden Feldteile der Schutzwand durch Nuten geringerer Tiefe vorgegeben sein.

Das aufbrechbare Feld kann die Form eines Rechtecks haben, dessen untere Kante aus einem nicht eingespannten Teil der Schutzwand besteht, und die Einschnitte verlaufen entlang der lotrechten Mittellinie und der oberen Kante dieses Rechtecks.

In diesem Falle bilden die gegen den Transformatorraum aufgebogenen beiden Rechteckhälften Leitflächen, die die aus dem Schaltraum übertretenden Gase von seitlichen Lüftungsöffnungen des Transformatorraums ab und auf den Transformator hinlenken.

Eine zusätzliche, die Gase auch von oberen Lüftungsöffnungen ab und gegen den Transformator lenkende Leitfläche kann dadurch geschaffen werden, daß das aufbrechbare Feld aus einem Rechteck besteht, das durch einen waagerechten Einschnitt in ein oberes von seitlichen Einschnitten begrenztes liegendes Rechteck und ein vom nicht eingespannten Teil der unteren Schutzwandkante begrenztes unteres Rechteck mit entlang seiner lotrechten Mittellinie verlaufendem Einschnitt unterteilt ist. In diesem Falle versperrt der nach oben in den Transformatorraum ausgebogene obere Rechteckteil den direkten Weg zu am Dach des Gehäuses vorgesehenen Entlüftungsöffnungen.

Eine noch stärkere Konzentration der durchtretenden Gase auf den Transformator kann erreicht werden, wenn das aufbrechbare Feld aus einem unteren, vom nicht eingespannten Teil der unteren Schutzwandkante begrenzten Rechteck mit entlang seiner lotrechten Mittellinie verlaufendem Einschnitt und einem aufgesetzten, durch einen waagerechten Einschnitt vom Rechteck getrennten, sich nach oben verjüngendem Trapez besteht, von dessen oberen Ecken sich lotrechte Einschnitte bis zum waagerechten Einschnitt erstrecken. Dann bilden die von den schrägen Seiten des Trapezes begrenzten Dreiecke zusätzliche Leitflächen für die oberhalb der aufgebogenen unteren Rechteckhälften strömenden Gase.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für das den Gegenstand der Erfindung bildende Gehäuse schematisch dargestellt und zwar zeigt

F i g. 1 einen seitlichen Einblick in eine Transformatorstation mit fehlender Vorderwand,

Fig. 2 in Ansicht eine Schutzwand zwischen Schaltraum und Transformatorraum mit eingezeichnetem Konturenbildfeld nebst Einschnitten von der Transfor-

matorseite her gesehen,

F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht, jedoch mit durch Überdruck im Schaltraum in den Transformatorraum aufgebogenen Teilen der Schutzwand nach Fig. 2,

F i g. 4 und 5 die Ansichten von Schutzwänden mit unterschiedlich gestalteten und durch Einschnitte aufgeteilten Konturenbildfeldern, sowie die

F i g. 6, 7 und 8 von oben gesehen die in den F i g. 2,4 und 5 dargestellten Schutzwänden mit in dem ι» Transformatorraum aufgebogenen Teilen der Konturbildfelder.

Das Gehäuse 1 der in F i g. 1 dargestellten Transformatorstation hat rechteckigen Grundriß, vier Umfangswände sowie ein Dach la aus Stahlblech. Der vom i^r> Gehäuse 1 umschlossene Raum ist durch zwei zueinander parallele Querwände 6 und 7 in drei Räume 2,3 und 5 unterteilt. Der mittlere, weitaus größte Raum 3 enthält den Transformator 4, und im Raum 2, dem sogenannten Schaltraum, ist nahe vor der Wand 6 ein — nicht gezeichnetes — Verteilergestell angeordnet, an dem die einzelnen Adern wenigstens eines von unten in die Transformatorstation eingeführten Kabels an die Sekundärseite des Transformators 4 angeschlossen sind. Die zwischen diesen beiden Räumen angeordnete Schutzwand 6 besteht aus einer am Boden, zwei Seitenwänden und am Dach des Gehäuses 1 befestigten Platte aus thermoplastischem Kunststoff. Die nach unten abgewinkelten Ränder des überstehenden Dachs Xa überdecken an den oberen Rändern der beiden Außenwände des Transformatorraums 3 vorgesehene schlitzartige Entlüftungsöffnungen. Weitere jalousieartig abgedeckte Entlüftungsöffnungen 8 sind in den Außenwänden des Transformatorraums vorgesehen.

Fig.2 zeigt die Schutzwand 6 mit einem dem Transformator gegenüberliegenden, von unterbrochenen Linien begrenzten Feld, das dem im wesentlichen geradlinig begrenzten Konturbild eines zur Wand 7 parallelen Querschnitts des Transformators 4 entspricht. Dieses Feld ist durch Einschnitte unterteilt, deren Verlauf in verstärkten Linien angegeben ist. Das Konturenbildfeld hat die Form eines unteren Rechtecks 9 mit aufgesetztem, sich nach oben verjüngendem Trapez 10. Das Rechteck 9 ist unten von dem nicht eingespannten Teil 11 der unteren Kante der Platte 6 begrenzt und entlang seiner lotrechten Mittellinie mit einem Einschnitt 12 versehen. Ein weiterer, waagerechter Einschnitt 13 trennt Rechteck 9 und Trapez 10, und zwei sich von den oberen Ecken des Trapezes 10 lotrecht bis zum Einschnitt 13 erstreckende Einschnitte 14 und 15 zerlegen das Trapez 10 in ein mittleres Rechteck 10a und zwei seitliche Dreiecke 106 und 10c.

Die Einschnitte können Trennschnitte oder tiefe, dünne Verbindungsstege bildende Nuten sein.

Entlang den Umfangslinien des Konturenbildfeldes können Biegegelenke bildende Nuten relativ geringer Tiefe in die Platte 6 eingeschnitten sein.

F i g. 3 zeigt die infolge eines durch Kurzschluß im Schaltraum 2 verursachten, in Richtung der Pfeile P auf der Schutzwand b wirkenden Überdrucks in den Transformatorraum 3 aufgebogenen Teile der Schutzwand 6 nach F i g. 4 von der Seite gesehen.

F i g. 6 zeigt die gleichen Teile in Sicht von oben.

Je größer das Volumen des Transformatorraums 3 und je höher dieser Raum ist, um so einfacher kann das Konturenbildfeld gestaltet und um so geringer kann die Zahl der Einschnitte sein.

Die F i g. 4 und 5 zeigen solche vereinfachten Felder, von denen das nach Fig.4 aus einem unteren, von einem nicht eingespannten Teil 11 der unteren Kante der Platte 6' begrenzten Rechteck 16 und einem darauf gesetzten liegenden Rechteck 17 bestehen. Das obere Rechteck 17 ist vom unteren Rechteck 16 durch einen waagerechten Einschnitt 18 getrennt und seitlich von zwei weiteren Einschnitten 20, 21 begrenzt. Das untere Rechteck ist durch einen entlang seiner lotrechten Mittellinie verlaufenden Einschnitt 19 unterteilt.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Platte 6" besteht das Konturenbildfeld aus einem einfachen Rechteck 22, das unten von einem nicht eingespannten Teil 11 der unteren Plattenkante und oben von einem waagerechten Einschnitt 23 begrenzt und entlang seiner lotrechten Mittellinie durch einen Einschnitt 24 in die beiden Hälften 22a, 22b unterteilt ist.

Die F i g. 7 und 8 zeigen die in den Transformatorraum 3 aufgebogenen Feldteile der Platten 6' und 6" nach der F i g. 4 und 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Gehäuse für auf öffentlichen Verkehrsflächen aufstellbare Transformatorstationen mit einem Schaltraum, der von einem den Transformatorkühler enthaltenden Raum durch eine plattenförmige Schutzwand getrennt ist, in der eine dem Transformatorkühler gegenüberliegende, durch Überdruck im Schaltraum aufbrechbare großflächige Druckentlastungsöffnung vorgesehen ist, die dem sich ι ο entspannenden Gasstrom den Weg zum Transformatorkühler und von dort durch Lüftungsöffnung in den Umfangswänden des Gehäuses nach außen freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltraum (2) von dem den Transformatorkessei und den Transformatorkühler gemeinsam enthaltenden Raum (3) trennende Schutzwand ίβ, 6'; 6") aus thermoplastischem Kunststoff besteht, und daß das dem Transformator (4) gegenüberliegende, etwa dem geradlinig begrenzten Konturenbild des Transformators entsprechende aufbrechbare Feld der Schutzwand (6, 6'; 6") durch lotrechte und waagerechte Einschnitte (12, 13, 14, 15; 18, 19; 23, 24) derart unterteilt ist, daß die durch den Gasstrom in den Transformatorraum (3) aufgebogenen Teile (9a, 9b, 10a, 10b, 10c; 16a, 166, 17; 22a, 226) Leitflächen bilden, die den Gasstrom auf den Transformator konzentrieren.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte Trennschnitte sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte Nuten sind, die die Wandstärke der Schutzwand (6,6', 6") bis auf dünne Stege verringern.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegestellen der aufzubiegenden Feldteile durch Gelenke bildende Nuten geringer Tiefe vorgegeben sind.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbrechbare Feld die Form eines Rechtecks (22) hat, dessen untere Kante aus einem nicht eingespannten Teil (11) der Schutzwand (6, 6', 6") besteht, und die Einschnitte (23, 24) entlang der lotrechten Mittellinie und der oberen Kante dieses Rechtecks verlaufen (F i g. 5). «

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbrechbare Feld aus einem Rechteck besteht, das durch einen waagerechten Einschnitt (18) in ein oberes, von seitlichen Einschnitten (20, 21) begrenztes liegendes Rechteck (17) und ein vom nicht eingespannten Teil (11) der unteren Schutzwandkante begrenztes unteres Rechteck (16) mit entlang seiner lotrechten Mittellinie verlaufendem Einschnitt (19) unterteilt ist (F ig. 4).

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufbrechbare Feld aus einem unteren, vom nicht eingespannten Teil (11) der unteren Schutzwandkante begrenzten Rechteck (9) mit entlang seiner lotrechten Mittellinie verlaufendem Einschnitt (12) und einem aufgesetzten, durch einen waagerechten Einschnitt (13) vom Rechteck (9) getrennten, sich nach oben verjüngendem Trapez (10) besteht, von dessen oberen Ecken sich lotrechte Einschnitte (14, 15) bis zum waage- b5 rechten Einschnitt (13) erstrecken (Fig. 2).

Die Erfindung bezieht sich auf Gehäuse für auf öffentlichen Verkehrsflächen aufstellbare Transformatorstationen mit einem Schaltraum, der von einem den Transformatorkühler enthaltenden Raum durch eine plattenförmige Schutzwand getrennt ist, in der eine dem Ti ansformatorkühler gegenüberliegende, durch Oberdruck im Schaltraum aufbrechbare großflächige Druckentlastungsöffnung vorgesehen ist, die dem sich entspannenden Gasstrom den Weg zum Transformatorkühler und von dort durch Lüftungsöffnungen in den Umfangswänden des Gehäuses nach außen freigibt.

Ein derartiges Gehäuse ist aus der DE-GM 69 47 854 bekannt In einer der danach möglichen Ausführungsformen ist in der metallischen Zwischenwand zwischen dem den Transformatorkühler (jedoch nicht den Transformatorkessel) enthaltenden Raum und dem Schaltraum mindestens eine Druckentlastungsöffnung vorgesehen, die durch eine aufbrechbare, bei entsprechendem Überdruck im Schaltraum klappenartig in den den Transformatorkühler enthaltenden Raum aufbiegbare Abdeckung verschlossen ist. Da diese Abdeckung in der offenen Stellung jeweils oben eine Biegelinie mit der verbleibenden Zwischenwand aufweist und in der Öffnung durch Anstoßen am Transformatorkühler begrenzt ist, wird der Gasstrom schräg nach unten auf den Transformatorkühler abgeleitet und abgekühlt, bevor er über Be- und Entlüftungsöffnungen in der Stationswand ins Freie entweichen kann. Die Druckentlastungsöffnung(en) ist zwar als relativ großflächig bezeichnet, nimmt aber insgesamt nur einen Bruchteil der Querschnittsfläche des Transformatorkühlers ein, während der Transformatorkessel von dem austretenden Gasstrom nicht berührt wird. Auch kann ein gewisser Teil des Gasstromes durch seitliche Zwickelflächen an der aufgebogenen Abdeckung aus dem Schaltraum entweichen, ohne auf den Transformatorkühler geleitet und gekühlt worden zu sein.

Der mit den genannten Mitteln erreichte Schutz der Umwelt gegen bei Kurzschlüssen im Schaltraum aus dem Gehäuse verdrängte heiße Gase ist bei diesem Gehäuse nur im Falle einer geringen Kurzschlußleistung möglich.

Bei uem Gehäuse nach dem deutschen Gebrauchsmuster 69 16 710 ist eine die Schutzwand zwischen Schaltraum und Transformatorraum bildende Platte mit ihren Rändern von Transformatorraum her an einem rundumlaufenden flanschartigen Steg des Gehäuses durch Steckbolzen mit verdickten Enden aus Kunststoff befestigt, während der Transformatorraum mit der Außenluft durch zahlreiche labyrinthartige Entlüftungskanäle in den zur Schutzwand senkrechten Außenwänden in Verbindung steht, deren Ein- und Auslaßspalte sich über die volle Höhe dieser Wände erstrecken.

Bei durch Überdruck im Schaltraum infolge Nachgiebigkeit der Steckbolzen bestimmungsgemäß aus ihrer Befestigung am Gehäuse gelöster Schutzwand wird diese sich gegen den nahe hinter ihr aufgestellten Transformator legen und für die sich entspannenden Gase eine Leitfläche bilden, die infolge ihrer Größe und Steifigkeit die Gase in allen Richtungen am Transformator vorbei und größtenteils in Richtung auf die Entlüftungskanäle in den benachbarten Außenwänden lenkt. Nur ein Teil dieser Gase wird an geschlossenen Wandflächen gestaut werden, sich mit der Luft im Transformatorraum vermischen, dabei weiter entspannt und durch Kontakt mit dem Transformator und den Gehäusewänden abgekühlt werden, während ein beträchtlicher Teil noch heißer Gase mit relativ hoher