ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ КАМЕРА ДЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
ELECTRIC-ARC CHAMBER FOR SWITCHGEAR

Изобретение относится к полому модулю для приема коммутационных газов, возникающих при задувании электродуги, распределительному устройству и подводной лодке.
Подобный полый модуль используется в распределительных устройствах, в которых посредством силовых переключателей, например в случае короткого замыкания, протекание тока прерывается, из-за чего может создаваться электродуга, которая - или, соответственно, коммутационные газы, возникающие из-за задувания электродуги, - направляются в предусмотренную электродуговую камеру. Подобные распределительные устройства встречаются во многих областях применения, в частности, в области морской техники.
В распределительных устройствах на судах, в частности на подводных судах, предъявляются очень высокие требования в отношении режима работы, эксплуатационной безопасности и надежности при специальных рабочих условиях (например, ударная стойкость, вибростойкость, электромагнитная совместимость и т.д.). Ввиду того, что на судах, особенно на подводных судах, в распоряжение предоставлено лишь ограниченное конструктивное пространство, распределительные устройства должны иметь по возможности малые конструктивные размеры. Кроме того, существует требование по возможности малого веса. Для замкнутого выполнения согласно традиционному конструктивному принципу, требуется относительно большой объем и, следовательно, также вес.
В выполнении согласно традиционному конструктивному принципу распределительные устройства или распределительные щиты для подводных судов выполняются в каркасной сварной конструкции с закрытой передней стороной и закрытыми боковыми частями. Открытая задняя сторона обращена к стенке борта и использует созданный за счет этого объем в качестве электродуговой камеры и для технического обслуживания и ремонта.
Другое выполнение силового распределительного устройства известно из DE 10 2008 047 281 В4, в котором электродуговая камера по меньшей мере частично образована мешком из термостойкого волокнистого материала. Тем самым требуемая электродуговая камера сокращается, так как она за счет мешка ограничивается зоной, по существу, в направлении задувания, за счет чего также распределительный шкаф для герметизации силового переключателя может стать излишним.
Из DE 195 20 698 А1 известно распределительное устройство с по меньшей мере одним герметизированным электрическим функциональным модулем, с герметизированным модулем неисправности с по меньшей мере одним дымовым патроном, содержащим дымовой материал и с по меньшей мере одним каналом сброса давления, подключенным к электрическому функциональному модулю через модуль неисправности.
Кроме того, из DE 10 2007 001 656 В3 известен распределительный шкаф, в котором размещен по меньшей мере один разъединитель для разъединения электрического проводного соединения с батареей и по меньшей мере один окружной гибкий стык, причем стык соединяет соединенную с прочным корпусом часть распределительного шкафа с частью, установленной подвижно к нему.
Также из DE 19 54 066 А1 известно электрическое контактное устройство для прерывания токовой цепи с образованием электродуги со стенкой, находящейся в желательном направлении распространения дуги, в котором на пути волны давления, исходящей от электродуги в ее направлении распространения, расположено тело для углового отражения и/или ослабления волны давления.
В основе изобретения лежит задача предложить компактное распределительное устройство с электродуговой камерой, которая, в частности, с выгодой может использоваться на подводных судах.
Эта задача решается посредством полого модуля для приема коммутационных газов, возникающих при задувании по меньшей мере одной электродуги, с по меньшей мере двумя противолежащими боковыми частями и соединяющей их потолочной частью, на которой закреплена завеса из электроизолирующего, стойкого к давлению и электродуге материала, посредством которой отражение направленных на завесу коммутационных газов по сравнению с отражением от жесткой среды может быть снижено.
Эта задача, кроме того, решается распределительным устройством, а также подводным судном с признаками, приведенными в пунктах 13 и, соответственно, 18 формулы изобретения.
Посредством соответствующего изобретению применения изолированной завесы можно требуемую электродуговую камеру сократить до минимального масштаба в зависимости от подлежащей отключению мощности короткого замыкания. Посредством предпочтительного выполнения отгораживания с в некоторой степени эластичной завесой отражение коммутационных газов предотвращается или снижается, так что по сравнению с пластинами из изолирующего материала возможны уменьшенные расстояния. Доступ для технического обслуживания или ремонта посредством завесы может осуществляться проще и быстрее, чем с пластинами из изолирующего материала. Это может, в частности, при заданных условиях на борту и для задачи подводных судов быть решающим преимуществом в случае использования.
По меньшей мере один полый модуль образует совместно с по меньшей мере одной ячейкой распределительного устройства с по меньшей мере одним силовым переключателем и электродуговой камерой, причем возникающие коммутационные газы могут отводиться на завесу полого модуля, соответствующее изобретению распределительное устройство. При этом по меньшей мере одна ячейка распределительного устройства расположена на только одной стороне по меньшей мере одного полого модуля, причем противоположная ячейке(ам) распределительного устройства сторона по меньшей мере одного полого модуля предпочтительным образом снабжена задней стенкой. Но особенно предпочтительным образом могут также по меньшей мере две ячейки распределительного устройства (ячейки распределительного щита) своей задней стороной располагаться напротив друг друга с по меньшей мере одним полым модулем в их середине. Отгораживание обоих электродуговых камер ячеек распределительного устройства друг от друга осуществляется посредством изолирующей завесы из стойкого к электродуге материала. Этот материал должен, кроме того, выдерживать возникающее при отключении короткого замыкания высокое давление коммутационных газов.
Обычно речь идет о распределительном устройстве постоянного тока, состоящем из ячеек распределительного устройства с по меньшей мере, соответственно, одним силовым переключателем постоянного тока, как они применяются, например, для сети причального оборудования и бортовой сети подводных судов. Но в принципе также возможно использование в оборудовании переменного тока.
В соответствующем изобретению подводном судне пониженная потребность в месте для размещения соответствующего изобретению распределительного устройства, ввиду лишь ограниченно имеющегося в распоряжении пространства для встраивания, проявляется особенно выгодным образом.
В предпочтительной форме выполнения завеса является подвижной от по меньшей мере одной боковой части в направлении противоположной боковой части. Это может быть реализовано, например, как для известных из бытовой области занавесов посредством направляющего рельса на потолочной части. Таким способом завеса может просто сдвигаться, например, для работ по техническому обслуживанию на встроенных силовых переключателях или на распределительном устройстве.
В другой предпочтительной форме выполнения надлежащее расположение завесы между боковыми частями может обнаруживаться с помощью по меньшей мере одного датчика. Тем самым необходимое для надлежащей работы полого модуля расположение завесы (достаточно вытянута, обеспечивая отгораживание электродуговых камер) контролируется по меньшей мере одним соответствующим датчиком. При этом, например, контактный датчик на по меньшей мере одном сдвигаемом конце может обнаруживать, является ли завеса по меньшей мере, по существу, полностью растянутой, или может использоваться оптический датчик, который, например, может устанавливать посредством светового барьера наличие завесы. При этом используемые датчики должны быть выполнены соответственно надежными для преобладающих условий. Результат контроля может оптически индицироваться, или посредством оптического и/или акустического предупредительного сигнала или сигнала тревоги может указываться на то, что завеса в недостаточной степени растянута. Альтернативно или дополнительно, соответствующий сигнал может также через контакт не под потенциалом (например, реле) предоставляться в распоряжение центральным средствам автоматизации и контроля.
В другой предпочтительной форме выполнения завеса по меньшей мере частично может закрепляться на нижней части, соединяющей боковые части. За счет этого можно избежать слишком резких движений завесы, особенно если несколько силовых переключателей размыкаются в течение короткого времени. При этом завеса может быть туго натянута между потолочной частью и нижней частью, но предпочтительным образом она сохраняет некоторый люфт, особенно если завеса выполнена подвижной. Направление в нижней части может при этом осуществляться также по направляющему рельсу.
В другой предпочтительной форме выполнения в нижней части предусмотрен электроизолирующий трос, на котором завеса может закрепляться с помощью проушин, причем проушины закрыты посредством стойкого к электродуге материала, и/или трос размещен в канале. Тем самым обеспечивается простое направление, причем покрытие проушин может быть реализовано, например, с помощью свисающих вниз покрывающих полос.
В другой предпочтительной форме выполнения на потолочной части предусмотрен электроизолирующий трос, на котором завеса может закрепляться с помощью проушин, причем проушины закрыты посредством стойкого к электродуге материала, и/или трос размещен в канале. Тем самым обеспечивается простое направление, причем покрытие проушин может быть реализовано, например, с помощью свисающих вниз покрывающих полос.
В другой предпочтительной форме выполнения предусмотрено по меньшей мере одно закрываемое отверстие, через которое можно проникать в полый модуль. В особенности, при выполненных закрытыми распределительных устройствах - например, при размещенных напротив друг друга ячейках распределительного устройства с расположенным между ними полым модулем - такой доступ необходим для технического обслуживания или ремонта (особенно на ячейках распределительного устройства). Он может быть осуществлен, например, посредством двойной двери в боковой части.
При этом в другой предпочтительной форме выполнения посредством по меньшей мере одного датчика может обнаруживаться, закрыто ли отверстие. Результат контроля может оптически индицироваться, или посредством оптического и/или акустического предупредительного сигнала или сигнала тревоги может указываться на то, что отверстие не закрыто. Альтернативно или дополнительно, соответствующий сигнал может также через контакт не под потенциалом (например, реле) предоставляться в распоряжение центральным средствам автоматизации и контроля. В комбинации с датчиком для контроля надлежащего расположения завесы, также возможна форма выполнения, при которой предупредительный сигнал или сигнал тревоги «датчика завесы» подавляется, если отверстие не закрыто, так как в этом случае можно исходить из того, что в полом модуле кто-то находится в целях технического обслуживания или ремонта, и для этого завеса отведена назад.
В другой предпочтительной форме выполнения полый модуль имеет по меньшей мере один предохранительный (редукционный) клапан. Из-за внезапного нагрева воздуха при возникновении электродуги он сильно расширяется, так что в зависимости от ожидаемой мощности короткого замыкания, может быть рекомендовано отвести соответствующее возникающее избыточное давление из соображений безопасности через соответствующие клапаны.
В другой предпочтительной форме выполнения завеса имеет по меньшей мере частично по меньшей мере одностороннее покрытие из термостойкого полиуретана. Тем самым улучшаются свойства материала, как, например, долговечность завесы.
В другой предпочтительной форме выполнения завеса в кромочной области усилена термоизолирующими полосами стеклоткани. Тем самым улучшается, в частности, стойкость к давлению в области проушин (и, тем самым, долговечность).
2
В другой предпочтительной форме выполнения завеса имеет швейные нитки из SiO и/или кевлара. Эти материалы зарекомендовали себя наилучшим образом для швов (которые необходимы по меньшей мере для прикрепления средств крепления, например, проушин.
В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере один полый модуль и по меньшей мере одна ячейка распределительного устройства могут быть соединены друг с другом таким образом, что достигается желательная степень защиты. В частности, при использовании на подводных судах предпочтительным является выполнение, например с защитой от пыли и брызг воды (IP54). В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере один полый модуль и по меньшей мере одна ячейка распределительного устройства выполнены как конструктивный блок. Это обеспечивает возможность, например, применения сплошных боковых частей для ячейки распределительного устройства и полого модуля.
В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере одна ячейка распределительного устройства выполнена как вставной алюминиевый каркас. Он отличается не только простотой изготовления, но и предпочтительным образом является легким и немагнитным.
В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере одна ячейка распределительного устройства выполнена как каркасная сварная конструкция. Хотя она является более затратной и тяжелой, чем алюминиевый вставной каркас, но зато она имеет повышенную ударную прочность. К тому же здесь возможны меньшие размеры, так что данная форма выполнения предоставляет преимущества особенно для использования на подводных судах.
Далее изобретение будет описано более подробно с помощью примеров выполнения, представленных на чертежах, где показано следующее:
Фиг. 1 - соответствующее изобретению распределительное устройство на виде сверху,
Фиг. 2 - то же распределительное устройство на виде спереди с закрытым отверстием,
Фиг. 3 - тот же вид, что и на фиг. 2, но с открытым отверстием.
На фиг. 1 показано схематичное представление на виде сверху соответствующего изобретению распределительного устройства 9 из двух ячеек 10 распределительного устройства, которые обращены друг к другу своими задними сторонами, и расположенного между ними полого модуля 1. Ячейки 10 распределительного устройства имеют, соответственно, несколько силовых переключателей (из которых виден только привод переключателя), а также соответствующие электродуговые камеры 12. Полый модуль 1 образован двумя боковыми частями 2 и здесь не показанной потолочной частью, на которой закреплена электроизолирующая завеса 4 из устойчивого к электродуге материала. Этот материал должен, кроме того, выдерживать возникающее при отключении короткого замыкания высокое давление из-за коммутационных газов. Доступ внутрь распределительного щита осуществляется посредством отверстия, закрытого двойной дверью 7.
Для работ по техническому обслуживанию на встроенных силовых переключателях 11 или на распределительном устройстве 9 завеса 4 может быть отведена назад. Надлежащее расположение завесы 4 для работы (растянута, обеспечивая отгораживание дуговых камер) контролируется с помощью по меньшей мере одного датчика 5. Результат контроля может оптически индицироваться, или посредством оптического и/или акустического предупредительного сигнала или сигнала тревоги может указываться на то, что завеса 4 в недостаточной степени растянута. Альтернативно или дополнительно, соответствующий сигнал может также через контакт не под потенциалом (например, реле) предоставляться в распоряжение центральным средствам автоматизации и контроля.
При этом распределительное устройство 9 - обычно распределительное устройство 9 постоянного тока с силовыми переключателями 11 постоянного тока, например для использования на подводных судах, - может выполняться как каркасная сварная конструкция или также как алюминиевый вставной каркас. Также возможно использование в оборудовании переменного тока.
За счет применения изолирующей завесы 4 можно сократить требуемую электродуговую камеру до минимальной степени - в зависимости от отключаемой мощности короткого замыкания. Посредством предпочтительного выполнения отгораживания с эластичной в некоторой степени завесой 4 отражение коммутационных газов предотвращается или сокращается, так что по сравнению с пластинами из изолирующего материала возможны меньшие расстояния. Доступ для технического обслуживания или ремонта может осуществляться более просто и более быстро, чем в случае пластин из изолирующего материала.
На фиг. 2 показано распределительное устройство 9 по фиг. 1 на виде спереди с отверстием 7, закрытым двойной дверью. Здесь также изображены потолочная часть 3 и нижняя часть 6, а также редукционный клапан 8, посредством которого гарантируется, что давление в полом модуле 1 из-за возникающих при отключении короткого замыкания коммутационных газов не будет становиться слишком высоким. Для пояснения других ссылочных позиций следует обратиться к фиг. 1.
Фиг. 3 показывает тот же вид, что и на фиг. 2, только на этом чертеже отверстие 7 уже не закрыто двойной дверью. Здесь также можно видеть завесу 4, которая с помощью направляющих в потолочной части 3 и в нижней части 6 может сдвигаться. Здесь можно видеть также проушины 13, которые надеты на электроизолирующий трос (который, например, снабжен электроизолирующей оплеткой), а также их покрытия 14 из стойкого к электродуге материала. На этом представлении, дополнительно к предыдущему чертежу, пунктиром показаны электродуговые камеры 12, через которые возникающие при отключении силовых переключателей 11 коммутационные газы направляются на завесу 4.
Таким образом, заявленное изобретение относится к полому модулю для приема коммутационных газов, возникающих при задувании электродуги, распределительному устройству и подводной лодке. Чтобы предложить компактное распределительное устройство с электродуговой камерой, которое, в частности, на подводных судах может использоваться с выгодой, предложен полый модуль для приема коммутационных газов, возникающих при задувании по меньшей мере одной электродуги, с по меньшей мере двумя противолежащими боковыми частями и соединяющей их потолочной частью, на которой закреплена завеса из электроизолирующего, стойкого к давлению и электрической дуге материала, посредством которой отражение коммутационных газов, направляемых на завесу, по сравнению с отражением от жесткой среды, снижается.