Die Erfindung betrifft eine für lichtbogenfeste elektrische Schaltanlagen bestimmte Kapselungs- und Schottungswand, mit einem geschichteten Aufbau, der wenigstens eine tragende Aussenschicht aufweist, sowie eine auf diese folgende, unbrennbare Brandschutzschicht.
Bei einer bekannten Kapselungs- und Schottungswand dieser Art (DT-GM 7 232 011) besteht die Brandschutzschicht aus einer vorzugsweise 1 bis 2 mm dicken Verbundschicht auf der Basis von im wesentlichen wasserhaltigem Natriumsilicat, Glasfasern und einer Drahtnetzeinlage. Diese Kapselungs- und Schottungswand vermag Brände, die auf andere Ursachen zurückzuführen sind als auf direkte Lichtbogeneinwirkung, wirksam begrenzt zu halten. In der Brandschutzschicht der bekannten Kapselungs- und Schottungswand bilden sich bei Temperaturen zwischen 100 und 200 Celsius in dem bei dieser Temperatur bereits erweichten Material Wasserdampfblasen, die das Material gewissermassen aufschäumen.
Bei über 200 Celsius liegenden Temperaturen soll sich das Material unter Abgabe des Wasserdampfes wieder in ein festes, feinporiges und rissfreies, jedoch geblähtes Gefüge verwandeln, das eine Dichte von nur noch 0,1 bis 0,2 g/cm3 aufweist.
Bei direkter Lichtbogeneinwirkung dagegen sind die auftretenden Temperaturen ganz erheblich höher. Das Natriumsilicat ist bei diesen Temperaturen glühend und wird elektrisch leitend, so dass es ein Abwandern des Fusspunktes des brennenden Lichtbogens nicht zu erzwingen vermag, mit der Folge, dass der Lichtbogen an derselben Stelle weiterbrennt, bis das als Aussenwand vorgesehene Blech und das geblähte Gefüge selbst durchschmelzen (Schmelzpunkt von Natriumsilicat etwa zwischen 800 und 1100 Celsius, je nach Anteil an Metasilicat und Disilicat). Bei höheren Strömen und bei vergleichsweise lange dauernden Lichtbögen vermag somit die bekannte Kapselungs- und Schottungswand nur eine dürftige Gewähr gegen die Ausbreitung von Bränden zu bieten.
Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Kapselungsund Schottungswand der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der selbst bei sehr hohen Temperaturen die Brandschutzschicht ein stetes Wandern des Lichtbogenfusspunktes erzwingt. Dies wird bei der eingangs genannten Kapselungs- und Schottungswand erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Brandschutzschicht aus einem mit einem Bindemittel gebundenen Glimmer besteht.
Dabei kann der Glimmer ein Blähglimmer sein. Blähglimmer ist in diesem Zusammenhang ein aus natürlichem Glimmer (in der Regel Muskowit-Glimmer) entstandenes Produkt.
Der natürliche Glimmer wird - bereits in der für die Verwendung geeigneten Korngrösse - einer Wärmebehandlung unterworfen, die dem Glimmer das Kristallwasser entzieht. Zurück bleibt ein luftiges, geschichtetes Gefüge aus feinsten Glimmerblättchen.
Bei der vorgeschlagenen Kapselungs- und Schottungswand kann das Bindemittel ein unter Wärmeeinwirkung ein unbrennbares Gas abgebendes Harz, z. B. ein Melaminharz, sein, das bekanntlich unter Wärmeeinwirkung Stickstoff abgibt.
Einen schematischen Schnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform der vorgeschlagenen Kapselungs- und Schottungswand ist in der beiliegenden einzigen Figur dargestellt.
Die dargestellte Kapselungs- und Schottungswand 10 weist eine erste Blechschicht 11 auf, auf die eine Brandschutzschicht 12 folgt, deren der Blechschicht 11 abgekehrte Seite durch eine weitere Blechschicht 13 abgedeckt ist.
Die Brandschutzschicht 12 besteht im wesentlichen aus mit einem Bindemittel abgebundenen Glimmer, wobei dieser in Partikeln 14 vorliegt. Wie bereits erwähnt, sind die Partikeln
14 mit Vorteil aus Blähglimmer. Das die Glimmer-Partikeln 14 abbindende Bindemittel ist mit 15 bezeichnet. Obwohl die Brandschutzschicht 12 allein eine genügende Steifheit besitzt, so dass die Blechschichten 11, 13 nachträglich auf diese aufgebracht werden können, ist es von Vorteil, die Blechschichten 11, 13 vor der Aushärtung des Bindemittels 15 der Brandschutzschicht 12 auf diese aufzutragen.
Beim Zünden eines Lichtbogens auf die eine oder auf die andere Seite der in der Figur gezeigten Kapselungs- und Schottungswand wird sehr bald ein Loch in die eine der Blech- schichten 11, 13 eingeschmolzen, so dass die Brandschutzschicht 12 dem Lichtbogen zugekehrt ist. Da diese aber nicht leitet, ist der Lichtbogen gezwungen, den geschmolzenen Rändern des Loches in der Blechschicht 11 bzw. 13 zu folgen, während die blossgelegte Seite der Brandschutzschicht 12 unbrennbare Gase abgibt, die ein Löschen des Lichtbogens begünstigen.
Die Blechschichten 11, 13 können aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder aber auch aus Stahlblech sein.
Für gewisse Anwendungsfälle kann auch Hartpapier als Aussenschicht vorgesehen sein.
PATENTANSPRUCH
Für lichtbogenfeste elektrische Schaltanlagen bestimmte Kapselungs- und Schottungswand, mit einem geschichteten Aufbau, der wenigstens eine tragende Aussenschicht aufweist, sowie eine auf diese folgende, unbrennbare Brandschutzschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzschicht aus einem mit einem Bindemittel gebundenen Glimmer besteht.
UNTERANSPRÜCHE
1. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Glimmer der Brandschutzschicht ein Blähglimmer ist.
2. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein unter Wärmeeinwirkung ein unbrennbares Gas abgebendes Harz, z. B.
ein Melaminharz, ist.
3. Kapselungs- und Schottungswand nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blähglimmer im wesentlichen ein geblähter Muskowit-Glimmer mit einer Korngrösse zwischen 1 und 10 mm ist.
4. Kapselungs- und Schottungswand nach einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzschicht unmittelbar an die Aussenschicht angrenzt.
5. Kapselungs- und Schottungswand nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Brandschutzschicht grösser als jene der Aussenschicht ist.
6. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein duroplastisches Harz ist.
7. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist.
8. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht aus Stahlblech ist.
9. Kapselungs- und Schottungswand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht aus Hartpa pierist.
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The invention relates to an encapsulation and partitioning wall intended for arc-proof electrical switchgear, with a layered structure which has at least one load-bearing outer layer, as well as an incombustible fire protection layer following this.
In a known encapsulation and partition wall of this type (DT-GM 7 232 011), the fire protection layer consists of a preferably 1 to 2 mm thick composite layer based on essentially hydrous sodium silicate, glass fibers and a wire mesh insert. This encapsulation and partition wall is able to effectively limit fires that can be traced back to causes other than direct arcing. In the fire protection layer of the known encapsulation and partitioning wall, water vapor bubbles form in the material that has already softened at this temperature at temperatures between 100 and 200 Celsius, which to a certain extent foam the material.
At temperatures above 200 Celsius, the material should transform itself into a firm, fine-pored and crack-free, but expanded structure with a density of only 0.1 to 0.2 g / cm3, releasing the water vapor.
In contrast, with direct arc exposure, the temperatures that occur are considerably higher. The sodium silicate is glowing at these temperatures and becomes electrically conductive so that it cannot force the foot point of the burning arc to migrate, with the result that the arc continues to burn at the same point until the sheet metal provided as the outer wall and the expanded structure itself melt through (melting point of sodium silicate between 800 and 1100 Celsius, depending on the proportion of metasilicate and disilicate). With higher currents and with comparatively long-lasting arcs, the known encapsulation and partitioning wall can therefore only offer a poor guarantee against the spread of fires.
It is therefore an aim of the invention to create an encapsulation and partition wall of the type mentioned at the outset, in which the fire protection layer forces the arc root point to move constantly even at very high temperatures. In the case of the encapsulation and partitioning wall mentioned at the outset, this is achieved according to the invention in that the fire protection layer consists of a mica bound with a binding agent.
The mica can be an expanded mica. In this context, expanded mica is a product made from natural mica (usually muskowite mica).
The natural mica - already in the grain size suitable for use - is subjected to a heat treatment which removes the water of crystallization from the mica. What remains is an airy, layered structure of the finest mica flakes.
In the proposed encapsulation and partition wall, the binder can be a heat-releasing resin that releases an incombustible gas, e.g. B. a melamine resin, which is known to give off nitrogen under the action of heat.
A schematic section through an example embodiment of the proposed enclosure and partition wall is shown in the accompanying single figure.
The illustrated encapsulation and partition wall 10 has a first sheet metal layer 11, which is followed by a fire protection layer 12, the side of which facing away from the sheet metal layer 11 is covered by a further sheet metal layer 13.
The fire protection layer 12 consists essentially of mica bound with a binding agent, this being present in particles 14. As mentioned earlier, the particles are
14 advantageously made of expanded mica. The binding agent setting the mica particles 14 is denoted by 15. Although the fire protection layer 12 alone has sufficient rigidity so that the sheet metal layers 11, 13 can be applied to it subsequently, it is advantageous to apply the sheet metal layers 11, 13 to the fire protection layer 12 before the binding agent 15 hardens.
When an arc is ignited on one or the other side of the encapsulation and partitioning wall shown in the figure, a hole is very soon melted into one of the sheet metal layers 11, 13, so that the fire protection layer 12 faces the arc. Since this does not conduct, however, the arc is forced to follow the melted edges of the hole in the sheet metal layer 11 or 13, while the exposed side of the fire protection layer 12 emits incombustible gases that favor the extinguishing of the arc.
The sheet metal layers 11, 13 can be made of aluminum, an aluminum alloy or also of sheet steel.
For certain applications, hard paper can also be provided as the outer layer.
PATENT CLAIM
Enclosure and partition wall intended for arc-proof electrical switchgear, with a layered structure which has at least one load-bearing outer layer and a non-combustible fire protection layer following this, characterized in that the fire protection layer consists of a mica bonded with a binding agent.
SUBCLAIMS
1. Encapsulation and partition wall according to claim, characterized in that the mica of the fire protection layer is an expanded mica.
2. Enclosure and partition wall according to claim, characterized in that the binder is a heat-releasing a non-combustible gas resin, z. B.
a melamine resin.
3. Encapsulation and partition wall according to dependent claim 1, characterized in that the expanded mica is essentially an expanded muscovite mica with a grain size between 1 and 10 mm.
4. Encapsulation and partition wall according to one of the dependent claims 1 to 3, characterized in that the fire protection layer is directly adjacent to the outer layer.
5. Enclosure and partition wall according to dependent claim 4, characterized in that the thickness of the fire protection layer is greater than that of the outer layer.
6. Encapsulation and partition wall according to claim, characterized in that the binder is a thermosetting resin.
7. Encapsulation and partition wall according to claim, characterized in that the outer layer is made of aluminum or an aluminum alloy.
8. Enclosure and partition wall according to claim, characterized in that the outer layer is made of sheet steel.
9. Encapsulation and partition wall according to claim, characterized in that the outer layer is made of hard paper.
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