Schaltschrank mit einem Schalter, insbesondere einem Leistungsschalter

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Schalter, insbesondere einem Leistungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Schaltschränke sind allgemein bekannt und dienen z.B. dazu,

Leistungsschalter und an deren Schalteranschlüssen befestigte Stromschienen einer Schaltanlage aufzunehmen, um Bedienpersonen vor dem Berühren von unter Spannung stehenden Metallteilen zu schützen. Oft ist die Vorderseite (Bedienseite) der Leistungsschalter von außen zugänglich, während die Schalterrückseite in den Schaltschrank ragt. Die Leistungsschalter selbst dienen dazu, an der Schaltanlage angeschlossene

Verbraucher bzw. diese selbst abzusichern. Der durch den Schalter fließende Strom wird im Gefahrenfall manuell oder automatisch unterbrochen, letzteres insbesondere bei Überschreitung eines vorgegebenen Stromgrenzwerts, also bei Kurz- schluss und Überlast, ausgelöst durch eine Auslöseeinheit. Der durch den Schalter fließende Strom führt zu einer Erwärmung des Schalters und der Stromschienen, so dass entspre- chend gekühlt werden muss. Dies erfolgt im einfachsten Falle durch Konvektion, wobei Außenluft durch unterhalb des Schal ^¬ ters angeordnete Lüftungsöffnungen in den Schaltschrank eintritt. Die sich nach oben bewegende Außenluft umströmt den Schalter, kühlt ihn und verlässt den Schaltschrank oberhalb des Leistungsschalters wieder durch entsprechende Lüftungs ^¬ öffnungen. Für Wartungs- und Montagearbeiten sind die Schaltschränke meist mit einer Tür ausgestattet und die Lüftungs ^¬ öffnungen befinden sich unten in der Tür und oben in der Tür oder im Dachblech. Die beim Betrieb des Leistungsschalters entstehende Verlustwärme kann durch die Konvektion zu einem erheblichen Teil abgeführt werden. Trotzdem kommt es immer noch zu einer erheblichen Erwärmung, so dass die Leistungs- Schalter oft nur mit 70-90% des Nennstroms betrieben werden können .

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betrieb von in

Schaltschränken eingebauten Leistungsschaltern bis 100% des Nennstroms sicherzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.

Die Lösung sieht vor, dass im Bereich des zugangsseitigen und im Bereich des abgangsseitigen Schalteranschlusses je ein Kühlkörper angeordnet ist, dass eine Leiteinrichtung das Kühlgas zu den Kühlkörpern leitet, dass der Anschluss der Leiteinrichtung an die Kühlkörper jeweils über eine Verteileinrichtung erfolgt, welche die Strömung des Kühlgases auf den Kühlkörper lenkt.

Die Wirksamkeit der Kühlung lässt sich bei geringen Kosten erhöhen, wenn die Kühlkörper aus voneinander beabstandeten

Kühlplatten gebildet, bis auf eine Grundplatte allseitig of ^¬ fen und die Räume zwischen den Kühlplatten auf einer Seite des Kühlkörpers zusätzlich mit einer Schottplatte abgeschlos ^¬ sen sind.

Im einfachsten Falle mündet die Leiteinrichtung an ihrem freien Ende in mindestens einem Rohr.

Der Aufwand ist gering, wenn das Kühlgas mit Hilfe eines Lüf- ters in die Leiteinrichtung gedrückt wird.

Die Wärmeableitung verbessert sich, wenn die Kühlkörper jeweils unmittelbar am Schalteranschluss angeordnet sind. Die Sicherheit der Kühlung lässt sich erhöhen, wenn jeder Kühlkörper von einem eigenen Lüfter versorgt wird. Zweckmäßig ist es, wenn die Lüfter in Abhängigkeit von der Temperatur an den Schalteranschlüssen geregelt sind.

Die Montage vereinfacht sich, wenn die Rohre flexibel ausge ^¬ bildet sind.

Die Wartung des Schaltschranks lässt sich vereinfachen, wenn die Lüfter von außen in Bezug auf die Montage zugänglich sind .

Die Kühlung kann durch eine Kapselung des Innenraumes des Schaltschranks weiter verbessert werden.

Durch die gezielte Leitung von Kühlgas, insbesondere von Au ^¬ ßenluft, an die Stromanschlüsse des Leistungsschalters über Leiteinrichtungen, insbesondere Rohre, und an den Stromanschlüssen und Stromschienen angeordnete Kühlkörper lässt sich die Kühlung deutlich verbessern. Das Kühlgas wird dabei vorteilhafterweise mit Hilfe von einem oder mehreren Lüftern in flexible Rohre gedrückt und mit Hilfe der Rohre direkt an die Stromanschlüssen und Kühlkörper geleitet. Die beiden Lüfter ermöglichen eine beidseitige Zuführung des Kühlgases, so dass auch bei Ausfall eines Lüfters noch eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist (Redundanz) . Mit Hilfe einer Temperaturerfassung an den Stromanschlüssen und einer Steuerung kann die Drehzahl der Lüfter dem Kühlbedarf angepasst werden. Durch die Anordnung der Lüfter in oder gleich hinter der Tür kann ein defekter Lüfter schnell und ohne Gefährdung eines Monteurs auch bei einer unter Spannung stehenden Schaltanlage getauscht werden. Die Verwendung von starren Rohren für die Zuführung des Kühlgases erfordert eine hohe Varianz mit vie ^¬ len Biegungen, die den Kühlgasstrom bremsen können. Beim Einsatz von flexiblen Rohren oder Schläuchen kann man große Verlegeradien erzielen und die Wege des Kühlgases kurz halten, so dass die Strömungswiderstände relativ gering gehalten wer ^¬ den. Aufgrund der verbesserten Kühlung können die Leistungsschalter mit deutlich höherem Strom bzw. mit Nennstrom betrieben werden, ohne dass die zulässigen Temperaturen am Leistungsschalter oder an den Stromschienen überschritten werden .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Schaltschranks ,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schaltschranks gemäß Fig. 1 mit abgenommener Seitenwand,

Fig. 3 eine Ansicht des Schaltschranks gemäß Fig. 1 von hinten mit abgenommenen Wänden und Fig. 4 die Ansicht gemäß Fig. 3 in einer Explosionsdarstellung .

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines Schaltschranks 1, der von einer Tür 2 verschlossen ist, wobei ein Leistungsschalter 3 in der Tür 2 angeordnet ist. Der Leistungsschalter, im Folgenden kurz Schalter 3 genannt - ist in Fig. 1 nur schematisch als Rechteck dargestellt; seine Vorderseite (Bediensei ^¬ te) ist von außen zugänglich, während der hintere Teil, die Schalterrückseite 4 (s. Fig. 2), in den Schaltschrank 1 ragt. Unten befinden sich in der Tür 2 Lüftungsöffnungen 5 zum Eintritt von Außenluft, welche den Schaltschrank durch Lüftungs ^¬ öffnungen 6 im Dachblech wieder verlässt.

In Fig. 2 ist der Schaltschrank 1 von der Seite mit abgenom- mener Seitenwand ( Seitenwandblech) zu sehen. Man erkennt den in den Innenraum 7 ragenden Schalter 3, an dessen Rückseite sich Schalteranschlüsse 8o, 8u oben und unten befinden, an welche Stromschienen 9o, 9u angeschlossen sind. Unmittelbar an den Stromschienen 9o, 9u ist jeweils ein Kühlkörper 10, 11 auf einer Grundplatte angeordnet, und zwar im Bereich des

Schalteranschlusses 8u und im Bereich des Schalteranschlusses 8o. Von den Lüftungsöffnungen 5 führen Leiteinrichtungen 12 in Form von flexiblen Rohren 12a zu den Kühlkörpern 10, 11. Dabei münden die Rohre 12a, 12b in Verteileinrichtungen 13, 14, die den Kühlkörpern 10, 11 jeweils vorgeschaltet sind. Die Verteileinrichtungen 13, 14 lenken die Strömung der Außenluft unmittelbar auf bzw. in die Kühlkörper. Zur Verstär- kung des Außenluftstroms sind unmittelbar an den Lüftungsöff ^¬ nungen 5 Lüfter 15 angeordnet, welche die Außenluft ansaugen und in die Rohre 12a, 12b drücken.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen den Schaltschrank in einer Ansicht seitlich von hinten, wobei der Schaltschrank 1 in Fig. 4 in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist. Man erkennt, dass es sich bei dem Schalter 3 um einen dreipoligen Leistungsschalter handelt und dass für jeden Pol jeweils zwei Kühlkörper 10, 11 verwendet werden. Die Kühlkörper 10, 11 sind rücksei- tig mit einer Schottplatte 16 (Schottblech) abgeschlossen (abgeschottet) . Die Verteileinrichtung 13, 14 versorgt je ^¬ weils alle drei Kühlkörper 8o, 8u. Zum Anschluss an die Ver ^¬ teileinrichtung 13, 14 sind die Rohre 12a, 12b beidseitig an ^¬ geschlossen; entsprechend sind unten an den Lüftungsöffnungen 5 zwei Lüfter 15 vorgesehen.