DE3840240A1 - Druckentlastungseinrichtung an gebaeuden, insbesondere elektrischen schaltwerken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckentlastungsvorrichtung an Gebäuden, insbesondere elektrischen Schaltwerken, mit einer Entlastungsöffnung in einer der Gebäudeseitenwände, welche Öffnung normalerweise mittels einer Lukenkonstruktion geschlossen ist, die um ihre untere Kante in eine vorbestimmte Offenstellung ausschwenkbar ist, ausgelöst durch einen Druckanstieg im Gebäude.

Für Entlastungssysteme für elektrische Hochspannungsanlagen gilt die Norm SS 436 21 03, früher SS 436 21 15. Die Normen schreiben vor, daß die Druckentlastung von heißen Gasen ins Freie hinaus infolge Störung in der Anlage auf solche Weise geschehen muß, daß genormte Indikatoren, in einem gewissen Mindestabstand von der zu prüfenden Einrichtung angebracht, sich nicht entzünden. Der Bereich für das Anbringen der der Indikatoren ist nach oben auf 2000 mm begrenzt und erstreckt sich in einer horizontalen Ebene 700 mm von einem Abstand von 100 mm an von derjenigen Oberfläche der zu prüfenden Einrichtung, die nach außen gerichtet ist, vgl. Fig. 1 und 2. Die Indikatoren bestehen aus einem leicht entzündlichen genormten Material, Indikatorstoff, in einem Rahmen angebracht.

Um diesen Normen zu genügen, wurden bisher Entlastungsöffnungen in einer Höhe von 2300 bis 2500 mm über der Erdoberfläche angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Druckentlastungseinrichtung zu schaffen, die bei direkter Entlastung ins Freie kleinere Gebäudehöhen ermöglicht, was u.a. aus ästhetischen Gründen angestrebt wird. Eine Druckentlastung direkt ins Freie hat den Vorteil, daß die Ansprüche an die Festigkeit des Baukörpers sich verringern im Vergleich mit dem Fall, daß der Druckabbau im Gebäudeinneren erfolgen soll mittels Herunterkühlen der heißen Gase, ehe diese ins Freie entlassen werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckentlastungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art mittels der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein schräg aufwärts gerichtetes Ausblasen der heißen Gase erzielt, so daß die Entlastungsöffnung tiefer angeordnet werden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Seitenkanten der Seitenplatten der Lukenkonstruktion sowie die vertikalen Seitenkanten der Entlastungsöffnung so ausgebildet, daß sie zusammenwirkend eine Labyrinthdichtung bilden, wenn sich die Luke in ihrer Offenstellung befindet. Dadurch wird die Abdichtung seitwärts der Entlastungsöffnung sichergestellt.

Die Luke der erfindungsgemäßen Entlastungseinrichtung kann unterschiedliche Höhen aufweisen. Daher kann sie auch zum Schließen eines Entlastungsdurchlasses am Oberteil des Gebäudes ausgebildet sein. Ebenso kann sie verschieden lang nach unten in der Seitenwand des Gebäudes verlängert sein, und desgleichen darüber hinaus als Tür ausgebildet sein, die sich im Prinzip sogar bis zum Boden herunter erstreckt. Diese Tür dient zur Entlastung eines Pufferraumes im Gebäude. Je größer die Höhe der Luke ist, d.h., je weiter unten an der Seitenwand sich der Schwenkpunkt der Luke befindet, desto geringer wird der zulässige Öffnungswinkel. Indessen kann durch Vergrößern der Lukenbreite bei abnehmendem Öffnungswinkel die gesamte Entlastungsfläche im wesentlichen konstant gehalten werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungemäßen Einrichtung ist die Luke als ventilierende Luke ausgebildet mit einem Lüftungsgitter, das so geformt ist, daß jeweils ein Schenkel des Gitterprofils bei Druckanstieg gegen den darunter liegenden Schenkel gedrückt wird, so daß das Lüftungsgitter undurchlässig wird und man die angestrebte gerichtete Ausblasung der heißen Gase am Oberteil der Luke erzielt.

Als Beispiel ausgewählter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher geschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die Dimensionen bei bisher bekannten Hochspannungsschaltwerken mit einem Entlastungsdurchlaß am Oberteil des Schaltwerkes,

Fig. 2 ein entsprechendes Schaltwerk, ausgerüstet mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei in beiden Figuren der Indikatorbereich entsprechend der Norm markiert ist,

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckentlastungsseinrichtung in Seitenansicht mit einem Entlastungsdurchlaß, teils in Schließstellung und teils - mit strichpunktierten Linien - in Offenstellung,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend der Ebene E-E in Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht durch die Ebene C-C in Fig. 2, die darstellt, wie die hinteren Kanten der Seitenkanten der Lukenkonstruktion samt den Kanten der Entlastungsöffnung geformt sind, um bei offener Luke eine Labyrinthdichtung zu bilden,

Fig. 6 in Seitenansicht Ausführungen der erfindungsgemäßen Einrichtung mit verschiedenen Lukenhöhen, wobei auch der Indikatorbereich markiert ist,

Fig. 7 eine Ansicht längs der Ebene D-D in Fig. 6,

Fig. 8 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher die Luke als Ventilationstür ausgebildet ist, und

Fig. 9 eine Detailansicht des bei der Ventilationstür entsprechend Fig. 8 verwendeten Lüftungsgitters.

Fig. 1 zeigt einen Schaltwerkraum 2 entsprechend dem bekannten Stand der Technik mit einem Druckentlastungsdurchlaß 4 oben im Raum, der horizontal durch die Schaltwerkswand mündet. Der genormte Indikatorbereich ist bei 6 und 7 angedeutet, und aus der Figur geht hervor, daß der Entlastungsdurchlaß 4 im Abstand über diesem Bereich mündet.

In Fig. 2 wird ein gleichartiger Schaltwerksraum dargestellt, wobei eine erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung an der Mündung des Durchlasses 4 angebracht ist, um das Ausblasen von heißen Gasen, wie sie sich bei elektrischen Störungen im Schaltwerk bilden können, schräg nach oben zu richten, wodurch die gesamte Bauhöhe verringert werden kann. Auch in dieser Figur ist der genormte Indikatorumkreis 6 und 7 markiert, mit den geltenden Abstandsangaben in Millimetern. Die in Fig. 2 angewandte Druckentlastungseinrichtung wird genauer in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Die Druckentlastungseinrichtung weist eine Lukenkonstruktion 8 auf mit einer Luke 10 mit einer verstärkenden Steuerplatte 11. An den Seitenkanten der Luke 10 sind Seitenplatten 12 und 14 rechtwinkelig zur Luke angebracht, welche Seitenplatten sich in den Entlastungsdurchlaß 4 erstrecken, wenn sich die Luke in ihrer Schließstellung befindet.

Wie ferner in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird, sind die Lukenplatte 10 und die Steuerplatte 11 mittels querlaufender Verstärkungsbleche 16, 18 und 20 verbunden. Dadurch vermeidet man, daß die Luke 10 sich infolge einer Drucksteigerung im Durchlaß 4 verformt. Die Steuerplatte 11 ist in ihrem oberen Bereich gekrümmt, bei 13, so daß sie sich an die oberen Kanten 15 der Seitenplatten 12, 14 anschließt.

Die Luke 10 ist fest mit einem Halteblech 22 verschweißt und zwar an ihrer Unterkante bei der Wand des Entlastungsdurchlasses 4. Dieses Halteblech 22 dient als Gelenk für die Schwenkbewegung der Luke zwischen der Schließ- und der Offenstellung.

An den hinteren, der Luke 10 abgewandten Kanten der Seitenplatten 12, 14 sind Stoppelemente in Form von zwischen den Seitenplatten 12, 14 verlaufenden horizontalen Stangen 24, 26, 28 angebracht, vorzugsweise angeschweißt. Die Endbereiche der Stangen sind so angeordnet, daß sie mit den Kanten der Entlastungsöffnung in Eingriff kommen, wenn die Luke ihre vorgegebene Offenstellung erreicht. Bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Seitenplatten 12, 14 so ausgebildet, daß bei ganz offener Luke und bei Eingriff der Stoppelemente 24, 26, 28 in die Öffnung des Entlastungsdurchlasses der Öffnungswinkel 45° beträgt.

Die der Luke abgewandten hinteren Kanten der Seitenplatten 12, 14 und die vertikalen Seitenkanten an der Öffnung des Entlastungsdurchlasses 4, bei 30 bzw. 34, sind so ausgebildet, daß sie zusammenwirkend eine Labyrinthdichtung bilden, wenn sich die Luke 10 in ihrer Offenstellung befindet, vgl. Fig. 5. Hierdurch wird die Dichtheit der Entlastungseinrichtung zur Seite hin bei offener Luke sichergestellt, so daß das Ausblasen von bei einer elektrischen Störung entstandenen heißen Gasen auf sichere Weise in die erwünschte Richtung gesteuert wird.

In Fig. 6 sind alternative Ausführungen von Druckentlastungseinrichtungen nach der Erfindung dargestellt mit drei verschiedenen, als Beispiel gewählten Lukenhöhen. In der Figur sind auch die genormten Indikatorbereiche 6 und 7 markiert.

Mit durchgezogenen Linien wird schematisch die in Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform mit einer Luke bei der Mündung eines Druckentlastungsdurchlasses 4 dargestellt, wobei der Öffnungswinkel der Luke bis zu 45° geht. Der Winkel zwischen der Lukenplatte 10 und der verstärkten Steuerplatte 11 kann vom Typ her bis 115° gehen, wodurch man einen inneren Öffnungswinkel von 30° erzielt.

Mit gestrichelten Linien wird schematisch eine Ausführungsform mit größerer Lukenhöhe dargestellt, die nur einen Öffnungswinkel von 70° ergibt, und mit strichpunktierten Linien ist eine Ausführung gezeigt, bei welcher die Luke als Tür des Schaltwerkgebäudes ausgebildet ist, d.h., die Luke erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Höhe des Gebäudes bis herunter zum Erdboden, vgl. Fig. 8. Im letztgenannten Fall ergibt sich entsprechend den Normen ein Öffnungswinkel von nur 30° und die derart als Tür ausgebildete Luke entlastet in diesem Fall einen Pufferraum beim Transformatorraum des Schaltwerks.

Wie in Fig. 6 gezeichnet, kann man die unterschiedlich großen Öffnungswinkel dadurch kompensieren, daß man die Luke unterschiedlich breit macht, so daß man bei den verschiedenen Ausführungen die vollständige Entlastungsfläche im wesentlichen konstant erhält.

In Fig. 8 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Luke der Entlastungseinrichtung als Ventilationstür 40 ausgebildet ist. Dort ist ein Lüftungsgitter 42 in der Tür angebracht, das aus Profilen aufgebaut ist, wie sie näher Fig. 9 zeigt. Die Gitterprofile sind nur an den Vorderkanten 44 angeschweißt, wodurch der Schenkel 46 an einem Gitterprofil bei Druckanstieg im Pufferraum gegen den entsprechenden darunter liegenden Schenkel gedrückt wird, so daß das Lüftungsgitter 42 geschlossen wird, wie bei 48 in Fig. 8 gezeichnet, mit der Ventilationstür in ihrer ausgeschwenkten, offenen Stellung. Daraus ergibt sich auch in diesem Fall eine gerichtete Ausblasung 50 an der Oberkante der Tür 40.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für Beanspruchungen in der Größenordnung von 20 kA konstruiert, bei einer Prüfzeit von 1 Sekunde. Ein typisches Ausführungsbeispiel einer Lukenkonstruktion für einen Druckentlastungsdurchlaß kann folgende Abmessungen haben:

Innerer Öffnungswinkel|30°
Lukenbreite	450 mm
Lukenhöhe	270 mm
Unterkante für die Entlastungsluke	1900 mm über Erdoberfläche

Ein typisches Ausführungsbeispiel mit einer zur Lüftungstür verlängerten Luke kann folgende Abmessungen haben:

Öffnungwinkel|3°
Lukenbreite	1000 mm
Lukenhöhe	2000 mm
Unterkante der Tür	Erdbodennähe

Selbstverständlich können zahlreiche Abwandlungen und Variationen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen gemacht werden, ohne daß man aus dem Rahmen der Erfindung fällt. So wurde ein Ausführungsbeispiel mit drei verschiedenen Öffnungswinkeln beschrieben. In der Praxis sind Ausführungen mit gebrauchsgünstigen Winkel zwischen 3° und 60° möglich.

Claims (9)

1. Druckentlastungseinrichtung an Gebäuden, insbesondere elektrischen Schaltwerken, mit einer Entlastungsöffnung in einer der Gebäudeseitenwände, welche Öffnung normalerweise mittels einer Lukenkonstruktion geschlossen ist, die um ihre untere Kante in eine vorbestimmte Offenstellung ausschwenkbar ist, ausgelöst durch einen Druckanstieg im Gebäude, dadurch gekennzeichnet, daß die Lukenkonstruktion eine einzige ebene Luke aufweist, an deren vertikalen Seitenkanten Seitenplatten rechtwinkelig zur Luke angebracht sind, welche Seitenplatten sich in das Gebäude erstrecken, wenn die Luke in ihrer Schließstellung ist, sowie dadurch, daß Stop-Elemente an den von der Luke abgewandten Kanten der Seitenplatten angeordnet sind, um mit den Kanten des Entlastungsdurchlasses in Eingriff zu gelangen, wenn die Luke in ihre Offenstellung schwenkt, um so die vorgegebene Offenstellung zu bestimmen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stop-Elemente horizontal zwischen den Seitenplatten verlaufende Stangen aufweisen, deren Endbereiche so angeordnet sind, daß sie bei Offenstellung der Luke mit den Kanten der Entlastungsöffnung in Eingriff gelangen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Luke abgewandten Kanten der Seitenplatten sowie die vertikalen Seitenkanten der Entlastungsöffnung ausgebildet sind, um bei offener Luke zum Bilden einer Labyrinthdichtung zusammenzuwirken.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luke eine verstärkte Steuerplatte aufweist, um eine Verformung der Luke infolge einer Drucksteigerung im an die Entlastungsöffnung anschließenden Entlastungsdurchlaß oder Pufferraum zu vermeiden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Seitenwand des Gebäudes die Luke an ihrer Unterkante an einem Halteblech angeschweißt ist, welches Halteblech als Gelenk für die Schwenkbewegung der Luke dient.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lukenkonstruktion mit ihrer Mündung an einem im Oberteil des Gebäudes eingerichteten Entlastungsraum angebracht ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luke als eine Tür des Gebäudes ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lukenkonstruktion so ausgeführt ist, daß der Öffnungswinkel der Luke abhängig von der Lukenhöhe, im Intervall zwischen 3° und 60° liegt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luke als Ventilationsluke ausgebildet ist mit einem derart geformten Lüftungsgitter, daß jeweils ein Schenkel des Gitterprofils bei Druckanstieg gegen den darunterliegenden Schenkel gedrückt wird derart, daß das Lüftungsgitter dicht wird.