DE69104776T2

DE69104776T2 - Raummodul für ein metallgekapseltes modulares Mittelspannungsverteilersystem und ein Verteilersystem mit solchen Raummodulen.

Info

Publication number: DE69104776T2
Application number: DE69104776T
Authority: DE
Inventors: Paulus Paul; Ysbrand Paul Jozef Ponsioen
Original assignee: Holec Systemen en Componenten BV
Current assignee: Danfoss Power Solutions II BV
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1991-05-30
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2011-05-31
Also published as: EP0459593B1; FI912620A; DK0459593T3; FI912620A0; NO178010B; PT97838B; NO178010C; DE69104776D1; EP0459593A1; ES2063435T3; US5231247A; NO912101D0; PT97838A; FI111488B; ATE113421T1; NO912101L; NL9001258A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zellenmodul für ein metallverkleidetes, modulares Mittelspannungs-Verteilersystem, wobei der Modul im wesentlichen aus einer kastenartigen Konstruktion besteht.
Ein Mittelspannungs-Verteilersystem umfaßt eine Anzahl von unterschiedlichen Komponenten, wie beispielsweise Leistungsschalter, Trenneinrichtungen, Erdungseinrichtungen, Kabelendverschlüsse und Sammelschienen-Systeme.
Ein hoher Grad von Zuverlässigkeit und Sicherheit wird erzielt, wenn jede Komponente ihr eigenes geschlossenes metallisches Gehäuse aufweist. Für diesen Fall wird auf eine Metallumkleidung innerhalb der IEC 198 verwiesen, die eine große Anzahl von Anforderungen erfüllen muß, beispielsweise:
Mechanische Stabilität des Systems für die Anbringung der verschiedenen Komponenten;
Mechanische Festigkeit im Falle eines unerwartet auftretenden inneren Fehlers als Folge eines beträchtlichen Druckanstiegs;
Elektromagnetische Abschirmung nach außen, was bedeutet, daß verhindert wird, das innerhalb des Primärteils des Systems erzeugte starke elektromagnetische Felder nach außen abgestrahlt werden, so daß nicht akzeptable Fehler in der Betriebselektronik auftreten;
Die Fähigkeit Ströme eines voll ständigen oder teilweisen Kurzschlusses im Falle eines Massefehlers durch die metallische Verkleidung zu führen.
Eine richtige Wahl des Aufbaus des Mittelspannungs-Verteilersystems erlaubt, die Verkleidung dieser Komponente mit einer modularen Beschaffenheit zu versehen. Eine Mittelspannungs-Verteilerinstallation kann dann aus einer begrenzten Anzahl der Module für jeden Abschnitt aufgebaut werden. Die Module sollten mittels einer standardmäßigen Verbindungstechnik untereinander verbunden werden, die einen homogenen Stromübergang an die Verkleidungen sicherstellt, das heißt, die die Installation elektromagnetisch undurchdringlich macht, während die Verbindungstechnik ebenfalls eine gute Abdichtung zwischen den Modulen sicherstellt.
Es wird darauf hingewiesen, daß EP-204,082 ein Zellenmodul offenbart, mit dem Verteilersystem in verschiedenen Arten aufgebaut und wieder verändert werden können, ohne daß der Zellenmodul selbst wesentlich angepaßt werden muß. Für diesen Zweck weist der Modul eine im wesentlichen rechteckige Gestalt auf und besitzt Öffnungen an allen sechs Seiten, mittels derer die in der Zelle enthaltenen Komponenten mit dem Rest des Verteilersystems elektrisch verbunden werden können. Dieser bekannte Modul wird durch ein Gießverfahren hergestellt.
Der Selbstkostenpreis eines derartigen gegossenen Moduls hängt allerdings beträchtlich von den Anzahlen ab, die als eine Charge hergestellt werden können. Unter einer gewissen Anzahl ist ein gegossenes Modul wegen des relativ hohen Selbstkostenpreises deshalb nicht attraktiv. Der Selbstkostenpreis wird außerdem von der Größe des Moduls beeinflußt und insbesondere in einer Weise, daß ein kleiner Modul sich günstiger im Preis auswirkt als ein großer Modul. Zusätzlich ist eine Änderung der Konstruktion des Moduls nicht leicht möglich und die Aufbewahrung derartiger Module benötigt eine beträchtlichen Aufbewahrungsplatz.
Die EP-30,489 offenbart eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Zellenmodulen. Diese bekannten Module sind aus getrennten Stahlblechen konstruiert, die zusammengebaut sind, um mit Hilfe der innerhalb des Moduls angeordneten Komponenten eine Einheit zu bilden. Allerdings erfordert dies ein spezielles Zusammenbauverfahren.
Obwohl eine Anzahl von Nachteilen der oben erwähnten gegossenen Module in diesem Fall nicht mehr auftritt, werden viele Teile benötigt, um einen derartigen Modul zusammenzubauen und dies erfordert deshalb eine relativ lange Zusammenbau-Zeitdauer. Zusätzlich bringt das spezielle Zusammenbauverfahren mit sich, daß eine Anderung und/oder Erweiterung einer vorhandenen Installation sehr schwierig ist.
Die Erfindung schafft nun ein Zellenmodul, bei dem die Vorteile der bekannten Module ausgenutzt und soweit wie möglich kombiniert werden, während die Nachteile davon vermieden werden.
Die Erfindung schafft deshalb ein Zellenmodul der in der Einleitung erwähnten Art, welches durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
einen ersten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten, vollständig geschlossenen Wänden;
einen zweiten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten Wänden, die identische große Öffnungen aufweisen, die von einem schmalen Flansch umgeben sind;
einen dritten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten Wänden, der kleine Öffnungen aufweist, die von einem breiten Flansch umgeben sind, wobei alle diese Merkmale derart sind, daß die Module nach dem Zusammenbau angeordnet werden können, so daß sie sich mit ähnlichen Wänden gegenüberliegen und daß die übrigen Öffnungen durch eine Abdeckung verschlossen werden können.
Mittels einer Vielzahl derartiger vorzugsweise würfelförmigen Zellenmodulen gemäß der Erfindung können Mittelspannungs- Verteilerinstallationen in verschiedenen Arten zusammengebaut und leicht geändert und/oder erweitert werden, da nur ein und der gleiche Modul immer in mehreren von drei zueinander senkrechten Positionen zusammengebaut werden kann.
In dem Zellenmodul gemäß der Erfindung umfaßt der schmale Flansch vorzugsweise einen direkt an der großen Öffnung der betreffenden Wand anliegenden Streifen, der zur Bildung eines U-förmigen Kanals, dessen Öffnung nach außen gerichtet ist und der von der Ebene der Modulwand nach außen vorsteht und der sich vorzugsweise über die gesamte Länge jeder Seitenwand erstreckt, nach außen zweimal rechtwinklig umgebogen ist. Außerdem besteht der breite Flansch im Falle der kleinen Öffnung aus der betreffenden Wand selbst, wobei der direkt an der Öffnung anliegende Teil entlang des gesamten Umfangs mit einer durch die Wand gebildeten Ausnehmung versehen ist, wobei die offene Seite dieser Ausnehmung so angeordnet ist, daß sie der Außenseite des Moduls zugekehrt ist.
Um die Stabilität des Moduls weiter zu erhöhen, können in jedem der Winkelpunkte der Öffnung in den Wänden mit dem schmalen Flanschen Eckstücke vorgesehen und an dem schmalen Flanschrand fest zusammengebaut werden.
Die Module können ferner in einer einfachen und bekannten Weise mechanisch miteinander gekoppelt werden, beispielsweise mittels Schraubenverbindungsstücken oder geklemmten Verbindungsstücken. Zusätzlich ist es möglich, eine gute mechanische und elektromagnetische Abdichtung zu erhalten.
Gemäß der Erfindung wird dies einerseits dadurch erreicht, daß ein Halteisolator, der die in dem Modul enthaltenen Komponenten hält und der zwischen zwei mittels der schmalen Flansche nebeneinander angeordneten Modulen zusammengebaut ist, einen Rand enthält, der zwischen den schmalen Flanschen der zwei nebeneinander angeordneten Modulen geklemmt werden kann, während der Isolatorrand auf beiden Seiten an dem Umfang mit einem erhöhten Rand versehen ist, der den schmalen Flanschen zugekehrt ist und der auf beiden Seiten in der Isolatoroberfläche, die in direktem Kontakt mit den Flanschen steht, Ausnehmungen aufweist, in denen ein Abdichtungsgummi vorgesehen werden kann, wobei ein U-förmiger oder C-förmiger elektrisch leitender Klemmstreifen, der um die zwei Flansche und den dazwischen angeordneten Isolatorrand herumgeklemmt ist sowohl einen Druck der schmalen Modulflansche auf den Isolatorrand als auch die elektrische Verbindung zwischen den beiden Modulen ermöglicht.
Hinsichtlich der Wände der Module, die miteinander verbunden werden sollen und in denen die kleinere Öffnung vorgesehen ist, wird andererseits eine gute Abdichtung dadurch erzielt, daß die einander zugekehrten Ausnehmungen in den breiten Flanschen der nebeneinander liegenden Module einen Raum bilden, in dem beispielsweise ein Abdichtungsgummi vorgesehen werden kann, der einen etwas größeren Querschnitt aufweist als der Querschnitt des Raums, wobei ein U-förmiger oder C-förmiger elektrisch leitender Klemmstreifen, der um die zwei Flansche herum geklemmt wird sowohl die Druckausübung der Modulflansche aneinander als auch die elektrische Verbindung zwischen den beiden Modulen ermöglicht.
Um eine Herstellung der Module gemäß der Erfindung in einfacher Weise und mit gutem Wirkungsgrad zu ermöglichen und um sie aufbewahren zu können, wird jedes Modul aus zwei Wandteilen hergestellt, die zueinander vollständig identisch sind und die dann miteinander verbunden werden, um durch ein Verbindungsverfahren, beispielsweise durch Nieten oder Schweißen oder durch eine Schraubverbindung eine Einheit zu bilden.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Zellenmoduls umfaßt aufeinanderfolgend die folgenden Schritte:
Das Stanzen oder Schneiden des Zuschnitts der zwei Wandteile des Moduls aus einem Metallblech, wobei es möglich ist, eines der Wandteile mittels eines Streifens in der Längsrichtung zu verlängern;
Die Schaffung der kleinen Öffnung mit dem breiten Flansch in einem der beiden Wandteile und der Öffnungen, die zum gegenseitigen Umbiegen um die verschiedenen Modulteile zwischen den Wandteilen benötigt werden, nämlich beispielsweise durch Stanzen;
Die Schaffung einer Ausnehmung in dem Flansch um die kleine Öffnung in dem Wandteil, beispielsweise durch Eindrücken;
Die Schaffung der schmalen Flansche durch dreimaliges rechtwinkliges Umbiegen des Zuschnitts entlang der langen Seiten;
Das aufeinander rechtwinklige Umbiegen der beiden Wandteile;
Das rechtwinklige Umbiegen des Streifens;
Das Verbinden der zwei Modulhälften miteinander mittels des Streifens, beispielsweise durch Punktschweißen;
Die Schaffung der Eckstücke.
Die Verwendung von zwei identischen Modulhälften vereinfacht einerseits die Herstellung der Module und erleichtert andererseits deren Aufbewahrung. zusätzlich ist es mit dieser Vorgehensweise einfacher zu bestimmen, wie diese Module mit einem minimalen Blechverlust von dem gewöhnlichen standardmäßigen Blechabmessungen von beispielsweise 2500 x 1250 mm hergestellt werden können. Die benötigten Stücke können leicht unter Zuhilfenahme des Materials hergestellt werden, die von den Öffnungen übriggeblieben sind.
Die gesamte Mittelspannungs-Verteilerinstallation kann aus einer begrenzten Anzahl von standardmäßigen Modulen gemäß der Erfindung für jeden Abschnitt zusammengebaut werden. Eine bestimmte Komponente ist in jedem Modul aufgenommen. Diese Komponenten sind mit dem Modul nicht direkt, sondern unter Zuhilfenahme des zwischen die beiden Module geklemmten Isolators verbunden, der zusätzlich zu der dielektrischen Funktion deshalb auch eine Haltefunktion besitzt. Die Schaltkomponenten sind zwischen dem horizontal verlaufenden, beispielsweise in den Modulen an der Rückseite der Installation angeordneten Hauptsammelschienen-System und dem vertikal verlaufenden, beispielsweise in den Modulen an der Vorderseite der Installation angeordneten Sammelschienen-System des Abschnitts angeordnet (siehe beispielsweise die niederländische Patentanmeldung 8902799). Dies hat zur Folge, daß die Isolatoren, die als Träger für die Schaltkomponenten arbeiten, zwischen den Modulen angeordnet sind, die die beiden vorher erwähnten Sammelschienen aufnehmen können. Der Übergang zwischen den Modulen, durch die sich jeweils das Hauptsammelschienen-System bzw. das Sammelschienen-System des Abschnitts erstreckt, ist ohne einen Isolator konstruiert. In diesem Fall wird ein anderes Anbringungsverfahren für die breiteren Flansche verwendet, wobei das Verfahren in anderer Hinsicht die Randbedingungen in Bezug auf die mechanische Festigkeit und die Abdichtung erfüllt. Dieses Anbringungsverfahren verwendet auch in diesem Fall ein U- förmiges oder C-förmiges Profil, welches an der Innenseite des Systems um die in den Modulen vorgesehenen Flanschrändern angebracht ist.
Im folgenden wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform eines Moduls zeigen.
In den zeichnungen zeigen:
Figur 1in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines Zellenmoduls gemäß der Erfindung;
Figur 2ein Metallblech, welches eine Vielzahl von Modulhälften enthält, die daraus herausgeschnitten oder ausgestanzt worden sind oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise daraus erhalten worden sind;
Figur 3in einer perspektivischen Ansicht einer Modulhälfte, die aus der Platte gemäß Figur 2 herausgeschnitten ist und dann umgebogen wurde, wobei zwei dieser Hälften zur Bildung eines Zellenmoduls gemäß Figur 1 zusammengebaut werden;
Figur 4in einer perspektivischen Ansicht eine Vielzahl von Zellenmodulen gemäß der Erfindung, die nebeneinander und aufeinander zusammengebaut sind, um ein Mittelspannungs-Verteilersystem aufzunehmen;
Figur 5ein Querschnitt durch einige zusammengebaute Module mit einem Teil des in den Modulen untergebrachten Mittelspannungs-Verteilersystems;
Figur 6einen Querschnitt eines Teils der Figur 5 mit der Befestigungs- und Abdichtungseinrichtung in einem vergrößerten Maßstab;
Figur 7in einer perspektivischen Ansicht die Winkelpunkte eines Moduls mit einem darin vorgesehenen verstärkenden Eckstück;
Figur 8 einen Querschnitt einer weiteren Befestigung und Abdichtung in dem breiten Flansch;
Figur 9in einer schematischen Darstellung eine Mittelspannungs- Verteilerinstallation, die unter Zuhilfenahme der Zellenmodule gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut worden ist.
In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel eines zellenmoduls gemäß der Erfindung weist dieses die Form eines Würfels auf und besitzt zwei einander gegenüber angeordnete vollständig geschlossene Wände 1 und 2, zwei einander gegenüberliegend angeordnete Wände 3 und 4 mit identischen, von schmalen Flanschen 5 und 6 umgebenen großen Öffnungen und zwei zueinander gegenüberliegend angeordnete Wände 7, 8 mit kleineren, von breiteren Flanschen 9, 10 umgebenen Öffnungen.
Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, umfassen die schmalen Flansche 5 und 6 einen dreimal rechtwinklig umgebogenen Rand des Metallblechs, aus dem der Zellenmodul hergestellt worden ist. Aus Figur 3 ist außerdem ersichtlich, daß der schmale Flansch 5, 6 an den äußeren Enden, das heißt, in den Ecken der Seitenwände mit der Ebene des benachbarten Wandblechs, beispielsweise 2, eine Winkel von ungefähr 45º bildet, nachdem er dreimal rechtwinklig umgebogen worden ist. Infolgedessen gehen die schmalen Flansche ineinander über nachdem sie umgebogen worden sind, so wie dies mit dem Bezugszeichen 11 und in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist. Natürlich sind andere Ausbildungen der Verbindung der schmalen Flansche 5, 6 in den Ecken der Ränder 3, 4 ebenfalls möglich. zwei zueinander gegenüberliegend angeordnete schmale Flansche 5, 6 können sich in beiden Extrembereichen beispielsweise vollständig bis zu dem Rand der Wände 3, 4 erstrecken und dadurch lange Flansche bilden, während die zwei anderen schmalen Flansche 5, 6 der Wände 3, 4, die senkrecht zu den langen Flanschen 5, 6 sind, sich nur bis zu dem umgebogenen äußeren Rand der langen Flansche 5, 6 erstrecken.
Die Figuren 1 und 3 zeigen außerdem mit gestrichelten Linien Ausnehmungen 12, die sich um den gesamten Umfang der breiten Flansche 9, 10 erstrecken. Die genannte Ausnehmung 12 wird während des Stanzens gebildet und bildet dann einen Raum, dessen offene Seite in Bezug auf den Zellenmodul und die Ebene der Wand mit dem breiten Flansch nach außen zeigt, um einen Abdichtungsgummi oder dergleichen aufzunehmen. In den Winkelpunkten der breiten Flansche 9, 10 sind Öffnungen 13 vorgesehen, durch die Bolzen beziehungsweise Schrauben eingefügt werden können, so daß die aneinander angrenzenden Module miteinander verbunden werden können.
Die Modulteile gemäß Figur 3 können aus einem Metallblech 14 mit den normalen erhältlichen Messungen von 2500 x 1250 mm wie in Figur 2 gezeigt, ausgeschnitten werden. Aus einem derartigen Blech 14 können vier Zellenhälften gemäß Figur 3 gestanzt werden. Diese vier Hälften sind in Figur 2 einzeln gezeigt. Auf der linken Seite in Figur 2 weist jede Modulhälfte die besagte geschlossene Wand 1 beziehungsweise 2 auf, und auf der rechten Seite weist die Modulhälfte die Wand 7, 8 dem großen Flansch 9 beziehungsweise 10 auf, der die kleinere Öffnung umgibt. Die gestrichelten Linien zeigen die Biegelinien und die zum Umbiegen der Teile erforderlichen Öffnungen an.
Bei dem Herstellungsverfahren für ein Modul wird eine Modulhälfte aus dem Blech 14 herausgeschnitten, sowie dies mittels der durchgezogenen Linien angedeutet ist. Dann wird jedes Blechteil entlang der gestrichelten Linien 15 umgebogen, was die in Figur 2 gezeigte Modulhälfte ergibt. Zwei der geschnittenen und umgebogenen Modulhälften werden dann aneinander angebracht und insbesondere in einer Weise, so daß die geschlossenen Wände 1 bzw. 2 und die Wände 7, 8 mit den breiten Flanschen 9 und 10 so behandelt werden, daß sie einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Zellenhälften können mittels Schweißen oder Schraubverbindungen miteinander verbunden werden. Für diesen Zweck ist jede zellenhälfte in Figur 2 vorzugsweise an dem Extremabschnitt an der rechten Seite mit den breiten Flanschen 9, 10 mit einem Verlängerungsstreifen versehen, der ebenfalls rechtwinklig umgebogen ist und dann zur Verbindung dieser Modulhälfte mit der zugehörigen anderen Modulhälfte, das heißt mit dem Rand der geschlossenen Wand, verwendet wird. Nachdem die beiden Hälften zusammengebaut worden sind, ist der Modul, in diesem Beispiel ein würfelförmiger Modul gemäß Figur 1 hergestellt worden.
Dieser Modul besitzt die zueinander gegenüberliegend angeordneten Wände mit den schmalen Flanschen 5 und 6, die um die Öffnungen 3 und 4 herumlaufen und die einen U-förmigen Kanal bilden. Wie vorher erwähnt, sind die Extremabschnitte des Kanals entlang einer Wand so vorgeschnitten, daß nach dem dreimaligen rechtwinkligen Uinbiegen ein Schnitt erhalten wird, der zu der Ebene der benachbarten Wand einen Winkel von 45º aufweist. Infolgedessen grenzen die U-förmigen Kanäle in den Winkelpunkten des Zellenmoduls aneinander an. An dieser Position können die abgeschrägten Flanschränder, die aneinander angrenzen miteinander verschweißt werden, um in diesem Fall außerdem ein gasdichtes Modul herzustellen. Falls Verbindungen bei einem Winkel von 45º nicht verwendet werden, aber beispielsweise die vorher erwähnten Verbindungen mit langen und kurzen schmalen Flanschen verwendet werden, können die Extrembereiche der kurzen Flansche an den umgebogenen äußeren Rand der langen Flansche geschweißt werden.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß der Modul bezüglich der drei Hauptebenen durch seinen Schwerpunkt eine Spiegelsymmetrie aufweist. Infolgedessen wird eine vielseitige Anwendungsmöglichkeit erreicht.
Figur 4 zeigt eine Vielzahl von Modulen gemäß Figur 1, die aneinander angebracht worden sind und aufeinander in einer Weise aufgeschichtet wurden, so daß ein elektrisches Mittelspannungs-Verteilersystem darin aufgenommen werden kann.
An der Vorderseite in Figur 4 befinden sich vier Zellenmodule, die benachbart zueinander angeordnet und aufeinander aufgestapelt sind, so daß die Wände mit den kleinen Öffnungen 7, 8 mit den breiten Flanschen 9 beziehungsweise 10 der aufeinander plazierten Module aneinander angrenzen und somit zwei parallele vertikale Passagen bilden. Durch die benachbart zueinander angeordneten beiden vertikalen Passagen kann sich das Hauptsammelschienen-System erstrecken, welches ebenfalls vertikal ist. Für nähere Einzelheiten wird auf Figur 9 verwiesen, in der ein Mittelspannungs- Verteilersystem gemäß der Patentanmeldung 8902797 dargestellt ist, welche mit Hilfe der Zellenmodule gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut werden kann.
Von den an der Rückseite in Figur 4 gezeigten Modulen sind die zwei am weitesten oben liegenden in Bezug auf die an der Vorderseite angeordneten Module um eine Vierteldrehung gedreht. Infolgedessen bilden diese beiden Module zusammen eine horizontale Passage, durch die sich in dem vorliegenden Fall ein zweites horizontales Sammelschienensystem erstrecken kann, so wie dies in Figur 9 ebenfalls dargestellt ist. Die anderen an der Rückseite in Figur 4 angeordneten anderen Module können selbstverständlich auch in einer derartigen Weise plaziert werden, so daß ihre kleinen Öffnungen aneinander angrenzen, wobei als Folge davon eine Vielzahl von parallelen horizontalen Sammelschienen-Systemen vorgesehen werden kann.
Die an der Vorderseite angeordneten Module und die benachbart an der Rückseite angeordneten Module können außerdem so angeordnet werden, daß ihre großen Öffnungen 3, 4 mit den schmalen Flanschen 5, 6 in einer Linie zueinander ausgerichtet angeordnet werden, so daß die Module deshalb aneinander mittels ihrer schmalen Flansche 5, 6 angrenzen.
In einem Mittelspannungs-Verteilersystem beispielsweise gemäß Figur 9, welches in den zellenmodulen gemäß der Erfindung aufgenommen ist, werden die Isolatoren 19, die die aneinander angrenzenden Zellenräume in einer gasdichten Weise trennen, aber die im Wesentlichen die verschiedenen Komponenten in den Modulen halten, nun in diesen Kontaktoberflächen zwischen den Flanschen 5 und 6 (siehe Figur 5) angeordnet. Dabei ist einer der Zellenmodule, welcher in Figur 5 an der Oberseite und an der Rückseite angeordnet ist, auf der Oberseite und auf der linken Seite gezeigt, und eines der Module, welches in Figur 4 an der Vorderseite angeordnet ist, ist auf der rechten Seite gezeigt. Zwischen den linksseitigen und den rechtsseitigen Zellenmodulen befinden sich nun die Isolatoren 19, die an ihren Rändern zwischen den zwei umgebogenen Streifen der schmalen Flansche 5 und 6 geklemmt sind.
Auf der rechten Seite in Figur 5 erstreckt sich das vertikale Sammelschienen-System 16 durch die Zellenmodule, die aufeinander aufgestapelt sind und das horizontale Sammelschienen-System 17 erstreckt sich in dem Zellenmodul auf der linken oberen Seite. Zwischen diesen zwei Sammelschienen-Systemen 16 und 17 befinden sich Trennschalter 20 in den oberen Zellen, die nur schematisch dargestellt sind. Die Schalter 20 werden von dem speziell ausgestalteten Isolator 19 gehalten. Allerdings werden die jeweiligen horizontalen und vertikalen Sammelschienen ferner außerdem von dem letzteren gehalten. Die Isolatioren 19 dienen außerdem zur gegenseitigen Abdichtung der Zellenräume in einer gasdichten Weise. In der an dem Boden auf der rechten Seite angeordneten Zelle ist ein Leistungsschalter 21 gezeigt, der ebenfalls von einem Isolator 19 gehalten wird. Um die Schalter 20 und 21 zu halten, sind die Isolatoren 19 mit konischen Ansätzen versehen.
Die Schalter 20 und 21 werden in einer gasdichten Weise in den Öffnungen in den Ansätzen zusammengebaut oder darin gehalten.
Der Zellenmodul an der linken oberen Seite, welcher auf der linken Seite einer großen Öffnung 4 mit einem schmalen Flansch 6 vorgesehen ist, kann verschlossen werden, indem ein Blech auf den schmalen äußeren Streifen montiert wird. Das gleiche gilt selbstverständlich auch bezüglich der Öffnung auf der Oberseite in dem rechtsseitigen Zellenmodul.
Figur 6 zeigt in einem größeren Maßstab als in Figur 5 im Querschnitt das Befestigungsverfahren der Isolatoren 19, dessen Ergebnis ist, daß zwei aneinander angrenzende Zellenmodule ebenfalls aneinander befestigt werden. Auf der rechten Seite in Figur 6 ist die Vorgehensweise dargestellt, mit der zwei Zellenmodule an der Position der kleinen Öffnungen 7, 8 mit den breiten Flanschen 9, 10 aneinander befestigt werden.
Der Isolator 19 ist in der Nähe seiner Winkelpunkte mit Schraubenlöchern 23, durch die sich eine Schraube 24 erstreckt und mit Eckstücken 25, die an den ersten nach innen umgebogenen Streifen der schmalen Flansche 5, 6 (siehe auch Figur 7) anliegen, versehen. Der Rand des Isolators 19 ist bei 26 aufgeweitet und auf beiden Seiten mit Ausnehmungen 27 versehen, die ein Abdichtungselement 28 enthalten. An diesen aufgeweiteten Teilen 26 des Isolators kommen die schmalen umgebogenen äußeren Streifen der schmalen Flansche 5, 6 zu liegen, die bei der dreimaligen rechtwinkligen Umbiegung des Blechrandes gebildet wurden. Der Isolator 19 ist außerdem an seiner Außenkante mit vorspringenden Rändern 29 versehen. Ein U-förmiges Klemmelement 30 ist über die aufgeweiteten Teile 26 und über den äußeren Rand 29 des Isolators 19 und über die an dem letzteren anliegenden Flanschteile gedrückt. Infolgedessen werden die Flanschteile auf beiden Seiten gegen die Ränder 26 gedrückt und zusätzlich an die Abdichtung 28. Diese schafft eine gasdichte Trennung zwischen den aneinander angrenzenden Zellenmodulen. Das Andrücken kann noch weiter unter Zuhilfenahme der Schrauben 24 und der Eckstücke 25 verstärkt werden. Die äußeren Ränder 29 des Isolators dienen außerdem dazu, die benachbarten Flanschteile 6 zu zentrieren und als eine Beschränkung gegenüber einer Biegung nach außen als Folge eines Druckanstiegs im Falle irgendeines inneren Fehlers.
In den Extrembereichen der breiten Flansche 9, 10 in der Nähe der kleinen Öffnungen 7, 8 sind Ausnehmungen 12 vorgesehen, die zueinander gegenüberliegend angeordnet sind, wenn die Zellenmodule nebeneinander plaziert werden. Ein Abdichtungselement 31, beispielsweise ein Gummi-O-Ring ist in den Ausnehmungen 12 vorgesehen. Von innen nach außen werden die Flansche 9, 10 mit dem dazwischen angeordneten O-Ring 31 durch ein U- förmiges oder C-förmiges Klemmelement geklemmt gehalten, welches beispielsweise aus einem gespritzten Aluminiumabschnitt besteht. Dies stellt auch die elektrische Verbindung zwischen den Modulen, die aneinander angrenzen, her. Die gewählte Form der Ausnehmung 12 und des Abdichtungselements 32 zentriert die benachbarten Module zueinander, wobei der O-Ring als ein federndes Element für die erforderliche Klemmung dient.
Figur 8 zeigt eine unterschiedliche Ausführungsform eines Klemmelements 32, welches aus einem federnden Abschnitt besteht.
Figur 9 zeigt eine vollständige Mittelspannungs-Verteilungs- Installation, mit darin vorgesehenen Komponenten, welche aus Zellenmodulen gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei hier nur die Begrenzungslinien dargestellt sind.
Zwischen den Zellenmodulen befinden sich die Isolatoren 19. Diese Isolatoren halten isolierende Schalter 20 beziehungsweise Leistungsschalter 21. Die besagten letzteren Schalter halten das vertikale Sammelschienen- System 16. Das horizontale Sammelschienen-System 17 verläuft auf der rechten Seite der mittleren Isolatoren 19. Die Kabelverbindungen 33 befinden sich auf der rechten Seite auf dem Boden in dem Modul. Diese Kabelverbindungen können über die Leistungsschalter 21 mit den vertikalen Sammelschienen 16 verbunden werden und die letzteren wiederum mit den horizontalen Sammelschienen über die Trenneinrichtungen 20.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß jede Hauptfunktion jedes Schaltabschnitts in einer Dreiphasenkonstruktion in jedem Zellenmodul aufgenommen werden kann. Das Modul selbst umfaßt einen kastenartigen Aufbau und weist Mittel zum Verbinden in zwei Hauptrichtungen auf, nämlich die Wände mit den kleinen Öffnungen und den großen Flanschen und die Wände mit den großen Öffnungen und den kleinen Flanschen. Jedes Modul besitzt eine Spiegelsymmetrie in Bezug auf die drei Hauptebenen durch seinen Schwerpunkt. Die isolierenden Schalter 20 und die Leistungsschalter 21 befinden sich zwischen den benachbart zueinander angeordneten Modulen und werden von den Isolatoren 19 gehalten und halten infolgedessen das vertikale und horizontale Sammelschienen-System.
Mit den Modulen gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einfacher Weise irgendein Aufbau eines modularen Mittelspannungs-Systems mit all den damit zusammenhängenden Vorteilen geschaffen werden. Die modulare Konstruktion gewährleistet einen flexiblen Aufbau der Installation, so daß Varianten leicht und schnell erhalten werden können. Da alle Module identisch sind, ist eine Standardisierung und infolgedessen eine Massenproduktion möglich. Die Verwendung der modularen Konstruktion bedeutet, daß ein Luftspalt zwischen den Abschnitten gebildet wird, und dies bringt zusätzliche Kühlmöglichkeiten mit sich. Die standardmäßige Verbindung zwischen den Modulen gewährleistet einen schnellen Zusammenbau mit wenigen Teilen und guter elektromagnetischer Abschirmung. Schließlich kann in einer eleganten Vorgehensweise mit der modularen Konstruktion die Installation mit Metallverkleidung gemäß der IEC 298 erhalten werden.
Insbesondere eignen sich die Zellenmodule gemäß der Erfindung zum Zusammenbau eines metallverkleideten modularen Mittelspannungs- Verteilungssystems gemäß der niederländischen Patentnmeldung 8902799 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung. In der letzteren Anmeldung erstrecken sich die Komponenten entlang der in den Figuren 4 und 9 gezeigten zueinander senkrechten Achsen x, y und z. In den Zellenmodulen gemäß der vorliegenden Erfindung verlaufen die Achsen durch den Schwerpunkt jedes Moduls.

Claims

1. Zellenmodul für ein metallverkleidetes, modulares Mittelspannungs-Verteilungs-System, wobei der Modul im wesentlichen eine kastenartige Konstruktion aufweist und durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

einen ersten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten vollständig geschlossenen Wänden (1,2);

einen zweiten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten Wänden (3,4), die identische große Öffnungen aufweisen, die von einem schmalen Flansch (5,6) umgeben sind;

einen dritten Satz von zueinander gegenüberliegend angeordneten Wänden (7,8), die kleine Öffnungen aufweisen, die von einem breiten Flansch (9,10) umgeben sind, wobei alle diese Merkmale derart sind, daß die Module nach dem Zusammenbau angeordnet werden können, so daß sie mit ähnlichen Wänden einander zugekehrt sind, und daß die übrigen Öffnungen durch eine Abdeckung verschlossen werden können.

2. Zellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Bezug auf seinen Schwerpunkt spiegelsymmetrisch ist.

3. Zellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Flansch einen direkt an die große Öffnung der betreffenden Wand angrenzenden Streifen umfaßt, der zweimal rechtwinklig umgebogen ist, um einen U-förmigen Kanal zu bilden, dessen Öffnung nach außen gerichtet ist, der von der Ebene der Wand nach außen vorsteht und daß der breite Flansch im Falle der kleinen Öffnung aus der betreffenden Wand selbst besteht, wobei der direkt an die Öffnung angrenzende Teil entlang des gesamten Umfangs mit einer Ausnehmung (12) versehen ist, wobei die offene Seite dieser Ausnehmung angeordnet ist, so daß sie der Außenseite des Moduls zugekehrt ist, um einen Abdichtungsring (31) zwischen der Wand und einer ähnlichen Wand eines angrenzenden Moduls aufzunehmen.

4. Zellenmodul nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Eckstücke (25), die in jedem der Winkelpunkte der Öffnungen in den Wänden mit den schmalen Flanschen vorgesehen und mit dem Flanschrand fest verbunden sind.

5. Mittelspannungs-Verteilersystem, welches mit Modulen nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Halteisolator (19) in einer gasdichten Weise zwischen den schmalen Flanschen von aneinander angrenzenden Zellenmodulen aufgenommen ist, um Teile des Mittelspannungs-Verteilersystems zu halten.

6. Mittelspannungs-Verteilersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (19) einen Rand enthält, der zwischen den schmalen Flanschen von zwei benachbart zueinander angeordneten Modulen geklemmt ist, wobei der Isolator auf beiden Seiten an dem Umfang mit einem erhöhten Rand (26) versehen ist, der den Flanschen der benachbarten Module zugekehrt ist und auf zwei Seiten, in der Isolatoroberfläche, die in direktem Kontakt mit den schmalen Flanschen ist, Ausnehmungen (27) aufweist, in denen ein Abdichtungselement (28) vorgesehen werden kann, wobei ein U-förmiges oder C-förmiges elektrisch leitendes Klemmelement (30) um die beiden Flansche, benachbart zum Isolator, von zwei benachbart zueinander angeordneten Modulen herum vorgesehen ist, um die Modulflansche an den Isolatorrand zu drucken und um die elektrische Verbindung zwischen den aneinander angrenzenden Modulen herzustellen.

7. Modulares Mittelspannungs-Verteilersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

Wände der aneinander angrenzenden Module, in denen kleinere Öffnungen vorgesehen sind, in einer gasdichten Weise durch ein Abdichtungselement (31) abgedichtet sind, welches in den Ausnehmungen angeordnet ist, die entlang der kleineren Öffnungen gebildet sind, und daß die zwei aneinander angrenzenden Wände von aneinander angrenzenden Modulen an der Stelle der kleineren Öffnungen durch ein U-förmiges oder ein C-förmiges elektrisch leitendes Klemmelement (32) aneinandergehalten werden, welches an der Außenseite um die Ausnehmungsteile herum angreift und welches sowohl die Modulflansche aneinanderdrückt als auch die elektrische Verbindung zwischen den zwei angrenzenden Modulen herstellt.

8. Verfahren zum Herstellen eines Moduls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch:

das Stanzen oder Schneiden des Zuschnitts der zwei Wandteile (1,7) oder (2,8) des Moduls aus einem Blechmaterial (14);

die Schaffung der kleinen Öffnung mit dem breiten Flansch (9, 10) in einem der zwei Wandteile und der zum Umbiegen der verschiedenen Modulteile erforderlichen Öffnungen zwischen den Wandteilen;

die Schaffung einer Ausnehmung (12) in dem Flansch um die kleine Öffnung in dem besagten Wandteil;

die Schaffung der schmalen Flansche (5, 6) durch dreimaliges rechtwinkliges Umbiegen der langen Seiten des Zuschnitts;

das aufeinander rechtwinklige Umbiegen der zwei Wandteile; und die Schaffung der Eckstücke (25).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Wandteile in der Längsrichtung durch einen Streifen verlängert wird und daß der Streifen rechtwinklig umgebogen wird, und mit dem der andere Wandteil des Zellenmoduls mit dem letzteren so verbunden wird, daß ein kastenartiger Modul erhalten wird.