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Dokumentenidentifikation DE19600072A1 17.07.1997
Titel Modulgehäuse für eine Mittelspannungs-Schaltzelle und für an die Schaltzelle angeschlossene Sicherungen
Anmelder E.I.B. S.A., Dison, BE
Erfinder Morant, Michael, Dr., Magnee, BE;
Iserentant, Yvan, Fouron-St.Martin, BE;
Sante, Roger, Theux, BE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 03.01.1996
DE-Aktenzeichen 19600072
Offenlegungstag 17.07.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.07.1997
IPC-Hauptklasse H02B 1/38
IPC-Nebenklasse H05K 5/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Modulgehäuse für wenigstens eine Mittelspannungs-Schaltzelle und für an die Schaltzelle gekuppelte Sicherungen, wobei in wenigstens einer Wand des Modulgehäuses eine mit einer lösbaren Abdeckung verschließbare Zugangsöffnung für einen Bereich im Modulgehäuseinneren vorgesehen ist, der für die Aufnahme und Halterung von Komponenten bestimmt ist und besteht darin, daß an der Zugangsöffnung (6) am oberen horizontalen Rand und am unteren horizontalen Rand je eine nach oben offene Nut (10, 12) vorgesehen ist, daß die vertikalen Ränder (17) an der Zugangsöffnung (6) treppenstufenförmig gegen die Mitte der Zugangsöffnung hin abgewinkelt sind und Nasen (23) aufweisen, die von den abgewinkelten inneren Absätzen (21) der vertikalen Ränder (17) an der Zugangsöffnung (6) nach außen ragen und zueinander sowie zu den Absätzen (20), die rechtwinklig zu ihnen an den vertikalen Rändern (17) verlaufen, Abstände aufweisen, daß die Abdeckung (14) am oberen und an den seitlichen Rändern (18, 17) jeweils U-förmig und am unteren Rand (19) treppenstufenförmig abgewinkelt ist und daß einerseits in der Schließstellung der Abdeckung (14) das äußere Ende (25) des oberen Rands (18) in die obere horizontale Nut (12) und das untere Ende (26) des unteren Rands (19) in die untere horizontale Nut (26) eingehängt sind und die äußeren Enden (22) der seitlichen Ränder (17) die Nasen (23) hintergreifen und andererseits in einer Zwischenstellung der Abdeckung (14) Aussparungen (23) ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Modulgehäuse für wenigstens eine Mittelspannungs-Schaltzelle und für an die Schaltzelle gekuppelte Sicherungen, wobei in wenigstens einer Wand des Modulgehäuses eine mit einer lösbaren Abdeckung verschließbare Zugangsöffnung für einen Bereich im Modulgehäuseinneren vorgesehen ist, der für die Aufnahme und Halterung von Komponenten bestimmt ist.

In der Mittelspannungstechnik werden vielfach metallgekapselte Schaltanlagen mit fest eingebauten Lasttrennschaltern und angebauten Sicherungen verwendet. Die dreipoligen Lasttrennschalter und die Sicherungen befinden sich in quaderförmigen Modulgehäusen, die wenigstens eine Zugangsöffnung in einer Gehäusewand aufweisen, um die Sicherungen prüfen bzw. auswechseln zu können, die den Kurzschlußschutz für den durch den jeweiligen Lastschalter geschalteten Abzweig sicherstellen.

Damit die Sicherungen bzw. Hochleistungssicherungen von der Gehäuseaußenseite aus gut zugänglich sind, müssen die Zugangsöffnungen einen relativ großen Querschnitt haben. Die Modulgehäuse müssen mechanisch so ausgebildet sein, daß bei Störlichtbogen bzw. Fehlerlichtbogen zwischen den Phasenleitern oder zwischen einem Phasenleiter und einem Erdpotential führenden Leiter keine Schäden entstehen. Lichtbogenkurzschlüsse treten zwar in metallgekapselten Schaltanlagen selten auf, erzeugen aber im Falle ihrer Entstehung explosionsartig heiße Lichtbogengase und Metalldämpfe sowie eine intensive Strahlung. Durch die Lichtbogengase entsteht im betroffenen Schaltfeld ein innerer Überdruck, dem das Schaltfeld standhalten muß.

Insbesondere müssen die Verbindungsstellen zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse den auftreten den Kräften stand halten, um zu verhindern, daß die lösbare am Gehäuse befestigte Abdeckung vom Überdruck geöffnet wird. Eine hinreichend widerstandsfähige Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse wird erreicht, wenn die Abdeckung längs ihrer Ränder in kurzen Abständen am Gehäuse befestigt wird. Als Befestigungsmittel können Schrauben verwendet werden. Das Anschrauben der Abdeckung am Gehäuse mittels zahlreicher Schrauben und das Lösen der Schrauben vor Wartungs- und Inspektionsarbeiten im Gehäuse ist zeitraubend und kosten intensiv.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Modulgehäuse mit wenigstens einer Zugangsöffnung und einer Abdeckung für diese zu entwickeln, die einfach und schnell am Gehäuse lösbar befestigt werden kann und in befestigtem Zustand hohem Überdruck im Gehäuse standhält.

Die Aufgabe wird bei einem Modulgehäuse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Zugangsöffnung am oberen horizontalen Rand und am unteren horizontalen Rand je eine nach oben offene Nut vorgesehen ist, daß die vertikalen Ränder an der Zugangsöffnung treppenstufenförmig gegen die Mitte der Zugangsöffnung hin abgewinkelt sind und Nasen aufweisen, die von den abgewinkelten inneren Absätzen der vertikalen Ränder nach außen ragen und zueinander sowie zu den Absätzen, die rechtwinklig zu ihnen an den vertikalen Rändern (17) verlaufen, Abstände aufweisen, daß die Abdeckung am oberen und an den seitlichen Rändern jeweils U-förmig und am unteren Rand treppenstufenförmig abgewinkelt ist und daß einerseits in Schließstellung der Abdeckung das äußeren Ende des oberen Rands in die obere horizontale Nut und daß äußere Ende des unteren Rande in die untere horizontale Nut eingehängt sind und die äußeren Enden der seitlichen Ränder die Nasen hintergreifen und andererseits in einer Zwischenstellung der Abdeckung Aussparungen in den äußeren Enden der seitlichen Ränder in Höhe der Nasen und die Enden des oberen und unteren Rands außerhalb der Nuten angeordnet sind.

Bei dieser Vorrichtung sind für die Ränder der Abdeckung zahlreiche Auflageflächen vorhanden, gegen die sich die Ränder im Falle eines Überdrucks im Gehäuse an lehnen. Die vom Überdruck hervorgerufenen Kräfte verteilen sich deshalb auf zahlreiche Stellen, so daß auch große Kräfte mit einfachen konstruktiven Mitteln beherrscht werden können.

Das Abnehmen und Anbringen der Abdeckung geschieht mit wenigen, einfachen Hand griffen. Zum Montieren wird die Abdeckung mit den Aussparungen in Höhe der Nasen bis an die Ränder der Zugangsöffnung geschoben und anschließend nach unten bewegt. Die Bewegung nach unten kann unter dem Einfluß des Gewichts der Abdeckung erfolgen. Zum Abnehmen reicht es aus, wenn die Abdeckung so hoch angehoben wird, daß die unteren Enden der unteren und oberen Ränder aus den Nuten entfernt sind und sich die Nasen in Höhe der Aussparungen befinden. Dann kann die Abdeckung nach vorne gezogen werden. Aus Sicherheitsgründen wird vielfach noch ein Verschluß, z. B. ein Schloß, an der Abdeckung angebracht, über dessen Schlüssel nur zugangsberechtigte Fachkräfte verfügen.

Vorzugsweise sind die Nasen aus den inneren Absätzen der treppenstufenförmig abgewinkelten Ränder durch Stanzen und Umbiegen gebildete Blechvorsprünge, die jeweils wenigstens eine geradlinig verlaufende schmale Stirnfläche haben, die in einem auf die Stärke der Enden der Abdeckung abgestimmten Abstand zu den an die inneren Absätze angrenzenden abgewinkelten Absätzen der vertikalen Ränder parallel verlaufen. Diese Ausführungsform ist wirtschaftlich herstellbar. Es sind lediglich Biege- und Stanzarbeitsgänge notwendig, die wenig Zeit beanspruchen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Vorderseite und an der Rückseite des quaderförmig ausgebildeten Modulgehäuses je eine Zugangsöffnung vorgesehen, wobei die beiden Zugangsöffnungen gleich groß und mit gleichen Abdeckungen verschließbar sind. Die Komponenten im Modulgehäuse sind bei dieser Ausführungsform leichter zugänglich, d. h. diese Vorrichtung ist besonders servicefreundlich.

Um Gefährdungen des Personals auch bei sehr hohem Überdruck im Modulgehäuse auszuschließen, ist in einem Wandabschnitt des Modulgehäuses eine Berstschutzeinrichtung in Form einer Sollbruchfläche vorgesehen, die teilweise von einem durch die Gehäusewand hindurch verlaufenden Schlitz begrenzt ist, der eine sehr geringe Breite hat. Die Breite ist vorzugsweise einige µm. Staub oder andere Fremdkörper können durch diesen Schlitz nicht in das Innere des Modulgehäuses eindringen. Ein Schlitz mit einer solchen geringen Breite wird insbesondere mit einem Laser im Blech des Modulgehäuses erzeugt.

Die Schaltzelle enthält insbesondere einen Lasttrennschalter, der z. B. dreipolig ausgebildet ist und dessen Drehachse in Längsrichtung des Modulgehäuses verläuft. Der Lasttrennschalter ist vorzugsweise als vorgefertigte Einheit in einem Raum in der oberen Hälfte des Modulgehäuses einsetzbar. Über der Oberseite des Lasttrennschalters sind auf Stützen Stromschienen befestigt, die elektrisch mit den Schalterpolen verbunden sind. Die Hochleistungssicherungen befinden sich im Raum unterhalb des Lasttrennschalters. Das Modulgehäuse wird auf ein Gerüst gestellt, in dem sich der Kabelanschlußraum befindet. Das Gerüst enthält Verkleidungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Modulgehäuse mit einer Schaltzelle und mit einem Bereich für an die Schaltzelle angekuppelte Sicherungen in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linien I-I der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine Hälfte einer Tür bzw. Abdeckung von der Rückseite aus;

Fig. 4 ein Teil des Modulgehäuses gem. Fig. 1 von oben mit einer Berstschutzeinrichtung;

Fig. 5 eine Einzelheit des in Fig. 1 dargestellten Modulgehäuses und

Fig. 6 eine weitere Einzelheit des in Fig. 1 dargestellten Modulgehäuses.

Ein Modulgehäuse 1 für eine Mittelspannungs-Schaltzelle und für an diese angekoppelte Sicherungen enthält zwei metallische Seitenwände 2, eine metallische Vorderwand 3 und eine metallische Rückwand 4. Im oberen Teil des quaderförmigen Modulgehäuses 1 ist die Schaltzelle 5 angeordnet, die insbesondere einen Mittelspannungs-Lasttrennschalter aufweist, der nicht näher dargestellt ist. Der Raum unterhalb der Schaltzelle 5 ist für Hochleistungssicherungen bestimmt. Die Schaltzelle 5 ist als für sich handhabbare Einheit von der Vorderseite des Modulgehäuses 1 aus in dieses einbaubar.

Der Raum unterhalb der Schaltzelle 5 hat zwei Zugangsöffnungen 6, 7, von denen die eine Zugangsöffnung 6 in der Vorderwand 3 und die andere Zugangsöffnung 7 in der Rückwand 4 angeordnet ist. Die Zugangsöffnungen 6, 7 beginnen in kurzem Abstand unterhalb der Schaltzelle 5 und erstrecken sich bis nahezu an das untere Ende des Modulgehäuses 1. Das Modulgehäuse 1 hat am Boden einen Rahmen aus metallischen Holmen 8, 9, die im wesentlichen aus U-förmig gebogenen Blechen bestehen, die auf ihrer nach unten offenen Seite abgedeckt sind. Von den vier Holmen sind nur der Holm 8 an der Vorderseite und der Holm 9 an der Rückseite des Modulgehäuses 1 näher bezeichnet. Der Holm 8 ist an seiner Vorderseite so umgebogen, daß eine nach oben offene Nut 10 gebildet wird, die in der Betriebsstellung des Modulgehäuses horizontal verläuft. In entsprechender Weise ist der Holm 9 an seiner Rückseite so umgebogen, daß eine nach oben offene Nut 11 vorhanden ist, die in der Betriebsstellung des Modulgehäuses horizontal verläuft. Die Nuten 10, 11 beginnen an oder nahe am unteren Rand der Holme 8, 9 und erstrecken sich ein Stück längs der Höhe der Holme 8, 9.

Die Vorderwand 3 ist an der Zugangsöffnung 6 mit ihrem Rand nach oben umgebogen, so daß eine nach oben offene Nut 12 gebildet wird, die in Betriebssteilung des Modulgehäuses horizontal verläuft. In entsprechender Weise ist die Rückwand 4 mit ihrem Rand an der Zugangsöffnung umgebogen, so daß eine nach oben offene Nut 13 gebildet wird, die im montiertem Zustand und in Betriebsstellung des Modulgehäuses 1 horizontal verläuft.

Die Zugangsöffnungen 6, 7 sind mittels gleich ausgebildeter metallischer Türen bzw. Abdeckungen 14, 15 verschließbar, die lösbar an der Vorderwand 3 bzw. der Rückwand 4 und an den Seltenwänden 2 und am Holm 8 bzw. 9 befestigt werden.

Die Abdeckungen 14, 15 haben je eine ebene rechteckige Frontplatte 16, die an den seitlichen Rändern 17 und am oberen Rand 18 U-förmig abgewinkelt ist. An den unteren Rändern 19 sind die Abdeckungen 14, 15 treppenstufenförmig abgewinkelt. Die Abdeckungen 14, 15 haben somit die Form von flachen Kästen.

Die Seitenwände 2 sind an den Rändern 17 der Zugangsöffnungen 6, 7 treppenstufenartig gegen die Mitte der Zugangsöffnungen hin abgewinkelt. Jede Seitenwand 2 hat an der Zugangsöffnung 6, 7 jeweils einen unter 90° abgewinkelten Abschnitt 20, der in ein unter 90° abgewinkeltes Ende bzw. einen Absatz 21 übergeht. Der unter 90° gegen die Frontplatte 16 abgewinkelte Rand 17 geht in ein unter 90° abgewinkeltes Ende 22 über. Im montierten Zustand und in Betriebsstellung verlaufen die Ränder 17 vertikal. Vom leistenförmigen Ende 21 gehen in gleichmäßigen Abständen längs der Höhe der Zugangsöffnungen 6, 7 Nasen 23 durch Stanzen und Umbiegen aus. Die Nasen 28 verlaufen im wesentlichen rechtwinklig zu den leistenförmigen Enden 21.

In den leistenförmigen Enden 22 sind in Abständen Aussparungen 24 vorgesehen, deren Querschnitte so auf die Stärken und die Höhen der Nasen 23 abgestimmt sind, daß die Abdeckungen 14, 15 in einer bestimmten Stellung von ihrer Verbindung mit dem Modulgehäuse 1 gelöst werden können. In dieser bestimmten Stellung haben die Abdeckungen 14, 15 ein Niveau, bei dem die parallel zur Frontplatte 16 verlaufenden Enden 25 der U-förmig abgewinkelten Ränder 18 und die parallel zur Frontplatte 16 verlaufenden Enden 26 der treppenförmig abgesetzten Ränder 19 aus den Nuten 12, 13 bzw. 10, 11 nach oben herausgezogen sind.

Die Abdeckungen 14, 15 werden auf der Vorderseite oder auf der Rückseite in eine angehobene Stellung, in der sich die Enden 25, 26 über dem Niveau der oberen Ränder der Nut 12, 13 bzw. 10, 11 und die Aussparungen auf dem Niveau der Nasen 23 befinden, gegen die Abschnitte 20 bewegt, bis sie an diesen anliegen. Anschließend werden die Abdeckungen 14, 15 nach unten bewegt, wodurch die Enden 25, 20 In die Nuten 12, 10 bzw. 13, 11 gelangen und die Enden 22 die Nasen 23 hintergreifen. Die Abdeckungen 14, 15 sind in diesen Positionen gegen eine Verschiebung in horizontaler Richtung durch die Nuten 10, 11, 12, 13 und die Nasen 23 gesichert. Die Nuten 10 bis 13 und die Nasen 23, deren Anzahl entsprechend einer gewünschten Rückhaltekraft ausgewählt wird, verhindern, daß im Inneren des Modulgehäuses 1 auftretende Druckkräfte die Abdeckungen 14, 15 aus ihren Verankerungen lösen.

In den Fig. 5 und 6 sind jeweils Teile der Vorderwand 3 mit der Nut 12, in die das Ende 25 des Rands 18 hineinragt, und Teile des Holms 9 mit der Nut 11, in die das Ende 26 des Rands 19 ragt, vergrößert dargestellt.

Die Abdeckungen 14, 15 lassen sich schnell und einfach am Modulgehäuse 1 befestigen bzw. vom Modulgehäuse 1 trennen. Der Raum zwischen den Zugangsöffnungen 6, 7 ist nach Abnahme der Abdeckung 14 oder 15 oder beider Abdeckungen leicht zugänglich. In diesem Raum befinden sich elektrische Komponenten, insbesondere Hochleistungssicherungen, die nach Abnahme eines oder beider Abdeckungen 14, 15 montiert bzw. ausgewechselt oder überprüft werden können. Die Abdeckungen 14, 15 halten bei entsprechender Anzahl der Nasen 23 auch den von Lichtbogenkurzschlüssen verursachten hohen überdrücken stand.

Die Abdeckungen 14, 15 sind nicht nur schnell und einfach montierbar und lösbar, sondern auch wirtschaftlich herstellbar. Dies gilt auch für die Mittel zur Befestigung der Abdeckungen 14, 15 am Modulgehäuse, nämlich die Nuten 10 bis 13 und die Nasen 23.

Die Fig. 1 zeigt im Raum zwischen den Zugangsöffnungen 6, 7 Halteplatten 27, an denen nicht dargestellte Träger für Sicherungen befestigt sind.

In der oberen Wand des Modulgehäuses 1 befindet sich eine Berstschutzeinrichtung 28 in Form von Schlitzen 29, die eine Platte 30 bis auf feste Stege 31 umgeben. Die Schlitze 29 verlaufen durch die Wand hindurch und sind äußerst schmal.

Die Stärke der Schlitze liegt im µ-Bereich. Derartige feine Schlitze sind mittels eines Lasers in der Metallwand erzeugt.

Die Schaltzelle 5 weist insbesondere einen Lasttrennschalter auf. Im Raum oberhalb des Lasttrennschalters befinden sich Stromschienen, die mit den Polen des Lasttrennschalters verbunden sind. Das Modulgehäuse 1 wird auf ein Gerüst, Gestell oder ein Gehäuse gesetzt, in dem die Verbindungen zwischen den Sicherungsabgängen und Kabeln hergestellt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Modulgehäuse für wenigstens eine Mittelspannungs-Schaltzelle und für an die Schaltzelle gekuppelte Sicherungen, wobei in wenigstens einer Wand des Modulgehäuses eine mit einer lösbaren Abdeckung verschließbare Zugangsöffnung für einen Bereich im Modulgehäuseinneren vorgesehen ist, der für die Aufnahme und Halterung von Komponenten bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zugangsöffnung (6) am oberen horizontalen Rand und am unteren horizontalen Rand je eine nach oben offene Nut (10, 12) vorgesehen ist, daß die vertikalen Ränder (17) an der Zugangsöffnung (6) treppenstufenförmig gegen die Mitte der Zugangsöffnung hin abgewinkelt sind und Nasen (23) aufweisen, die von den abgewinkelten inneren Absätzen (21) der vertikalen Ränder (17) an der Zugangsöffnung (6) nach außen ragen und zueinander sowie zu den Absätzen (20), die rechtwinklig zu ihnen an den vertikalen Rändern (17) verlaufen, Abstände aufweisen, daß die Abdeckung (14) am oberen und an den seitlichen Rändern (18, 17) jeweils U-förmig und am unteren Rand (19) treppenstufenförmig abgewinkelt ist und daß einerseits in der Schließstellung der Abdeckung (14) das äußere Ende (25) des oberen Rands (18) in die obere horizontale Nut (12) und das untere Ende (26) des unteren Rands (19) in die untere horizontale Nut (26) eingehängt sind und die äußeren Enden (22) der seitlichen Ränder (17) die Nasen (23) hintergreifen und andererseits in einer Zwischenstellung der Abdeckung (14) Aussparungen (23) in den äußeren Enden (22) der seitlichen Ränder (17) in Höhe der Nasen (23) und die Enden (25, 26) des oberen und unteren Rands (18, 19) außerhalb der Nuten (12, 10) angeordnet sind.
  2. 2. Modulgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (23) aus den inneren Absätzen (21) der treppenstufenartig abgewinkelten Ränder (17) durch Stanzen und Umbiegen gebildete Blechvorsprünge sind, die jeweils wenigstens eine geradlinig verlaufende Stirnfläche haben, die in einem auf die Stärke der Enden (22) der Abdeckung (14) abgestimmten Abstand parallel zu den an die inneren Absätze (21) angrenzenden abgewinkelten Absätzen (20) der vertikalen Ränder (17) verlaufen.
  3. 3. Modulgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite und an der Rückseite des quaderförmigen Modulgehäuses (1) je eine Zugangsöffnung (6, 7) vorgesehen ist und daß beide Zugangsöffnungen gleich groß und mit gleichen Abdeckungen (14, 15) verschließbar sind.
  4. 4. Modulgehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzelle (5) oben im Modulgehäuse (1) angeordnet ist und daß die Zugangsöffnungen (6, 7) unterhalb der Schaltzelle (5) in der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) angeordnet sind.
  5. 5. Modulgehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen oberen Nuten (12, 13) durch den umgebogenen Rand jeweils der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) gebildet sind.
  6. 6. Modulgehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen unteren Nuten (10, 11) durch den umgebogenen Rand jeweils eines vorderen und rückseitigen Holms (8, 9) am unteren Ende des Modulgehäuses (1) gebildet sind.
  7. 7. Modulgehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wandabschnitt eine Berstschutzeinrichtung in Form einer Sollbruchfläche vorgesehen ist.






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