用于电绝缘的导体的耐火的穿壁装置和用于制造耐火的穿壁装置的方法

摘要

本发明涉及一种用于电绝缘的导体的耐火的穿壁装置，所述穿壁装置包括壁(1)、引导穿过壁的穿墙管(2)、伸展穿过穿墙管(2)的外套筒(3)和穿过外套筒被引导的导体(4)，所述穿过外套筒被引导的导体与外套筒(3)电绝缘地间隔开，其中膨胀性材料(7)在穿墙管(2)的导体部段的中施加在外套筒(3)和导体(4)上，所述膨胀性材料在热作用下膨胀并且封闭穿壁装置。

说明书

背景技术

借助本发明应当解决在单相封装的高电流连接装置即所谓的发电 机引线的领域中在针对发电厂中的防火保护技术方面的要求的解决方 案中常见的技术问题。发电机引线是在发电机和发电厂中的相关的机器 变压器和辅助变压器之间的电连接装置。该电连接装置的结构上的构造 是单相绝缘的，即三个导电体/管母线(三相交流系统)中的每个都处 于所谓的引线套筒的自身的封装装置中(共轴的构造)。导电体管和引 线套筒由纯铝Al99.5制造。安装好的发电机引线从发电机穿过所谓的 机房朝着变压器的在露天区域中伸展。在此，发电机引线不仅经过/穿 过机房的外壁而且经过/穿过在辅助变压器和机器或单元厂用变压器之 间的所谓的防火壁。

变压器之间的防火壁以及机房壁必须对应于防火要求F30、F60(30 分钟或60分钟耐火性-阻燃/高度阻燃)并且有时也对应于更高的要求。 在结构方面，这通常对于壁的实施方案不造成任何问题。然而，对于发 电机引线而言所需的高度为800mm直至1440mm并且宽度大于 4000mm的开口导致不能够遵守所需要的防火保护要求。对此原因如下： 在开口中装入的或在开口中入墙的由铝构成的发电机引线在火灾的情 况中温度≥500℃时熔化并且在此在壁中产生开口(对应于三-离相封闭 的发电机引线套筒管(3-einphasigen-Generatorableitungs-Hüllrohre) 的直径)，由此火灾能够从壁一侧转至另一侧。

用于保护围绕外套筒的区域的已经已知的结构提出：开口在防火壁 的两侧借助双侧的铝板包覆部封闭，其中将附加的矿棉填充到板之间。 也使用大约20mm厚的所谓的防火板材(以夹层的结构方式多次组合) 代替矿棉。然而即使通过该结构也不能够完全地封闭开口进而无法遵守 防火保护规定。

发明内容

本发明的目的是：对于发电机引线而言，提出一种耐火的穿壁装置 和一种用于制造耐火的穿壁装置的方法，其满足发电厂设施的防火保护 规定。

本发明的针对耐火的穿壁装置的目的通过权利要求1的特征实现。

因此，用于电绝缘的导体的耐火的穿壁装置包括壁、引导穿过壁的 穿墙管、伸展穿过穿墙管的外套筒和穿过外套筒被引导的导体，所述穿 过外套筒被引导的导体与外套筒电绝缘地间隔开。本发明的特征在于， 膨胀性材料在壁开口的导体部段中施加在外套筒和导体上，所述膨胀性 材料在热作用下膨胀并且封闭穿壁装置。

膨胀性材料为建筑材料即防火保护绝缘介质，所述防火保护绝缘介 质在热作用下发泡，并且在此体积增加10倍至20倍并且密度下降。膨 胀性材料在建造穿壁装置时施加并且在正常运行时在90℃至105℃中是 形状稳定的。如果发生火灾(例如因变压器的燃烧引起)并且造成与其 关联的超过150℃的发热，那么膨胀性材料发泡并且封闭穿壁装置中的 全部开口。

管导体和外套筒之间的环形间隙、管导体的空腔以及外套筒面和穿 墙管之间的环形间隙被封闭。通过膨胀性材料的膨胀或发泡封闭发电机 引线的在防火壁的区域中的在结构上预设的全部开口和环形间隙。由 此，火灾不能够从防火壁的一侧转至另一侧。由此避免：火通过穿壁装 置中所产生的孔从壁的一侧转至另一侧。在结构上，发电机引线的全部 三个相在穿壁装置的区域中根据本发明用膨胀性材料覆层。

因为管导体的温度在直至最大程度的正常运行时在90℃和105℃之 间，所以极其重要的是：根据本发明的具有膨胀性材料的覆层在温度≥ 120℃时才膨胀。由于膨胀，在引线运行时所需要的朝向接地电势的气 隙(管导体和外套筒之间的电弧距离)可能被撤除并且可能会造成接地 故障或双重接地故障，由此发电厂单元可能会失效。

膨胀性材料优选一方面施加在穿墙管和外套筒的外侧之间，使得在 热作用下封闭穿墙管和外套筒之间的空间，而另一方面施加在外套筒的 内侧上并且施加在导体的外侧上，使得在热作用下封闭外套筒和导体之 间的空间。

发电机引线中的导体是管导体，所述管导体内部是空心的。为了在 火灾的情况下也封闭管导体的内部部分，管导体在穿壁装置的管部段中 具有至少一个垂直于管轴线设置的板，所述板用膨胀性材料覆层。在火 灾的情况下，该板发泡并且封闭管导体的管内部。

优选地，管导体具有两个板，所述板彼此间以一定间距设置，并且 所述板在分别彼此朝向的侧上用膨胀性材料覆层。所述间距优选大致对 应于壁的厚度。在火灾的情况下，具有膨胀性材料的层发泡，进行连接 进而封闭管导体的管内部。

膨胀性材料优选具有在10mm和25mm之间的厚度并且被施加在板 中。待施加在外侧上的三个10mm的板优选是250mm宽的并且待施加 在内侧上的一个25cm的板优选是250mm宽的。

在一个特别的改进形式中，膨胀性材料被施加在板中，并且经由带 机械地固定在外侧上并且借助夹子机械地固定在内侧上。

外套筒在壁开口的导体部段中具有更大的直径，以便即使在引入膨 胀性材料之后仍确保导体和套筒之间的所需的弧距离。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明的实施例。其中示出：

图1和图2示出穿壁装置的区域中的管导体和外套筒，

图3示出具有外套筒和包括电绝缘的导体的管导体的穿壁装置的剖 视图，

图4示出具有三个不同的外套筒和包括电绝缘的导体的管导体的穿 壁装置的外视图，和

图5示出具有被引入的穿墙管的穿壁装置的外视图。

具体实施方式

图1示出发电机引线的图3中三维示出的外套筒3的二维侧视图， 如所述发电机引线引入到穿墙管中那样。导体4位于外套筒3中，所述 导体构成为管导体5。外套筒3和管导体5之间的间距A也称作为环形 间隙并且基本上由于发电机引线的抗电强度而被需要。环形间隙在结构 上预设并且在该实例中为230mm。

在管导体之内，两个板6a和6b垂直于管轴线设置，所述板在分别 彼此朝向的侧上用膨胀性材料7覆层。

管导体5在其外侧上用膨胀性材料7覆层，而外套筒在其内侧上和 在其外侧上用膨胀性材料覆层。外套筒具有直径D1。在具有膨胀性材 料7的内部的覆层的区域中，直径D2比膨胀性材料的厚度大1倍至2 倍。由此，即使在膨胀性覆层的区域中也保持与外套筒的未覆层的部分 相同的环形间隙。

图3示出三相发电机引线的穿壁装置的剖视图，所述穿壁装置对于 每个相都具有穿墙管2、外套筒3和管导体5。在此，穿壁装置基本上 由壁1、穿墙管2、外套筒3和管导体5构成。外套筒3通过绝缘件保 持距管导体一定间距。在管导体5中设置有板6a和6b，所述板分别在 其内侧上用膨胀性材料7覆层。板6a和6b的间距在此大致对应于壁1 的厚度。管导体5在外部用膨胀性材料7覆层。外套筒3在其内侧和外 侧上也用膨胀性材料7覆层。

图4示出具有外套筒3和管导体5的穿壁装置的外视图。在此，示 出不同大小的管导体5和外套筒3。但是，在本发明的结构上的变型中， 实现具有相同直径的外套筒3和管导体5的发电机引线的全部三个相。

图5示出具有壁1和穿墙管2的穿壁装置的外视图。

通过本发明以在技术上和结构上尤其简单的方式和方法确保高的 防火保护安全性。为此，仅对发电机引线的标准化的构件执行些微的调 整。由此通过本发明可极其成本适宜地实现防火保护条件。

本发明的针对方法目的通过权利要求8的特征实现。根据本发明的 优点类似于根据权利要求1的耐火的穿壁装置得出。

通过如下方法制造用于三-离相封闭的发电机引线的穿壁装置，其中 在第一方法步骤中借助于墙锚将三个优选具有大约800mm的长度的钢 管固定在防火墙中。在随后的第二方法步骤中在外套筒上的发电机引线 上、在外套筒的内侧上、在导体的外侧上以及在垂直于导体引入导体中 的板上施加膨胀性材料。在第三方法步骤中，将发电机引线引导穿过穿 墙管。

优选地，在穿墙管和发电机一线的外套筒的外侧之间，将三层膨胀 性材料板在外部施加在外套筒上。在外套筒的内侧上并且在导体的外侧 上分别施加一层膨胀性材料板。导体内部借助两个用膨胀性材料覆层的 圆形件封闭。