[发明专利]开关设备、尤其地用于离岸风能设备的开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种中压开关设备，尤其为用于实现用于离岸风能设备(Offshore-Windenergieanlage，也称为海上风能设备)的负荷隔离(Lasttrennung)的中压开关设备。

背景技术

在至今为止的离岸风力田(Windpark)中，常常通过简单的海底电缆(Seekabel)使单个的风能设备相互连接。这具有的缺点为，不可分离在大的风力田的单个的设备之间的中压电网之内单个的电缆区段(Kabelstrecke)。通过在每个风能设备中应用负荷隔离器(Lasttrenner)可实现，可将单个的风能设备与中压电网分离。此外，风能设备通常具有功率开关(Leistungsschalter)，以用于控制风能设备到中压电网中的能量供应。

这种类型的开关设备(中压开关设备)通常设置在金属箱或罩壳中，其气体密封地封闭负荷隔离器和功率开关。例如，在故障情况中，在这种中压开关设备中可形成故障电弧，其加热绝缘气体并且导致高的温度和高的压力。其中，产生故障电弧的原因可为绝缘失效、过压或人员的误操作。故障电弧以及由此产生的热的、可能有毒的气体表现为对于停留在开关设备的周围的人员的、以及对于开关设备自身的高的风险。

虽然，金属封装的开关设备可抵抗数百mbar的过压。但是，较高的内压可导致损坏。出于这些原因，这种类型的中压开关设备需要这样的可能性，即，从罩壳的内部中将压力卸载到开关设备的周围环境中。为此，通常在开关设备的金属箱或罩壳中设置安全隔板(Berstscheibe)、泄压阀(Druckentlastungsklappe)或类似者以及如有可能吸收装置(Absorbereinrichtung)，其位于罩壳的侧向的或后部的(rückw?rtig)罩壳壁中或位于罩壳的上侧处。

如果在风力设备(Windkraftanlage，也称为风力涡轮机)中应用这种类型的中压开关设备，至今为止已知两种进行压力卸载的可能性。在第一种情况中，将压力通过中压开关设备卸载到风力设备的塔筒的内部中。由此，可使位于塔筒内部中的人员有危险，并且在故障电弧情况(St?rlichtbogenfall)之后通常必须净化塔筒内部，以移除可能有毒的分解产物的残留物。如果在该处存在其它设备并且这些设备未气体密封地与塔筒内部的环境隔开，在故障电弧情况中产生的气体和分解产物同样分布在这些设备中，从而引起附加的净化成本。根据在塔筒的内部中的环境的污染度，此外可为必要的是，仅仅在穿着防护服的情况下才允许人员进入塔筒，这表示用于重新运行的附加的成本。

另一用于压力卸载的可能性在于，在通道中收集在故障电弧情况中产生的气体和分解产物，并且之后将其穿过风能设备的塔筒的外壁引导到外部的环境中。然而，在塔筒的外壁中的孔代表结构的不期望的机械减弱。此外困难在于，将在塔筒周围环境中的外部气候(Au?enklima)与塔筒的内部空间或与开关设备的罩壳的内部隔离。尤其地，主要在压力卸载装置处通过湿气的渗入产生该问题，该压力卸载装置形成在外部气候和开关设备的罩壳的内部空间之间的分隔器。由此，在离岸风能设备中该压力卸载装置持续地暴露在侵蚀性的海洋气候中，从而压力卸载装置的构件有腐蚀风险。

例如，从文件EP 0 620 626 A1中已知用于中压开关设备的开关室组件(Schaltzellenanordnung)，在其中，在室的一个中出现干扰时在覆盖侧可通过可摆动地支承的压力卸载阀激活压力卸载，以使得将在压力下产生的气体导出到开关设备的周围环境中。

同样，从出版物US 7,054,143 B2中已知一种中压开关设备，在其中通过在覆盖侧安置在开关设备的罩壳处的导出通道导出处于压力下的气体。

从出版物WO98/19377中已知一种中压开关设备，在其中设置用于故障电弧的吸收装置，其中，吸收装置实施在中压开关设备的后侧的和/或侧向的区域中，以用于导出处于压力下的气体或分解产物。

此外，从出版物EP 1 477 668 A1中已知，风力涡轮功率模块布置在风能设备的塔筒中，其中，风力涡轮功率模块布置在塔筒的基座上。

发明内容

本发明的目的为，设置风能设备、尤其地带有开关设备的离岸风能设备，在其中进行压力卸载并且避免在出现电弧的情况中气体和分解产物保留在封闭的环境的内部中，并且此外不减弱外罩(Au?enhülle)的结构。

该目的通过根据权利要求1的风能设备实现。

在从属的权利要求中给出其它有利的设计方案。

本发明涉及一种用于提供电能的风能设备。该风能设备包括：