HUP0100793A2

HUP0100793A2 - Switchgear cabinet comprising a protective system against electromagnetic radiation

Info

Publication number: HUP0100793A2
Application number: HU0100793A
Authority: HU
Inventors: Thomas Hirschfeld; Daniel Joachim; Bernd Lienau
Original assignee: Siemens Ag.
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-07-30
Also published as: DE19856776A1; EP1051892A1; SK11382000A3; HUP0100793A3; WO2000033629A1; PL342066A1

Abstract

A találmány tárgya kapcsolószekrény elektromágneses sugárzás ellenivédelemmel. Ennek a kapcsolószekrénynek váza (1) és oldalfalak,hátfal, tetőlemez stb. alakjában burkolatrészei (2, 3,4) vannak. Azelektromágneses sugárzás elleni védelmet fóliadarabok (5, 6) képezik,amelyek a váz (1) és a burkolatrészek (2, 3, 4) között vannakelhelyezve. A fóliadarabok áramvezetők, és a burkolatrészekfelhelyezése előtt szokásos ragasztószalaggal rögzítendők. Akapcsolószekrény leírt felépítése kis anyagráfordítással és kevésmunkaidővel nagyfokú elektromágneses kompatibilitást hoz létre. ÓThe subject of the invention is a switch cabinet with protection against electromagnetic radiation. The frame (1) and side walls, back wall, roof plate, etc. of this switch cabinet. has cover parts (2, 3, 4) in its shape. Protection against electromagnetic radiation is formed by foil pieces (5, 6), which are placed between the frame (1) and the cover parts (2, 3, 4). The foil pieces are conductive and must be fixed with standard adhesive tape before the covering parts are installed. The described structure of the switch cabinet creates a high degree of electromagnetic compatibility with little material consumption and little work time. HE

Description

70.858/MK70.858/MK

S.B.G. & K.S.B.G. & K.

NemzetköziInternational

Szabadalmi IrodaPatent Office

P01 00793P01 00793

H-1062 Budapest, Andrássy út 113. Telefon: 34-24-950, Fax: 34-24-323H-1062 Budapest, Andrássy út 113. Phone: 34-24-950, Fax: 34-24-323

KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNYPUBLICATION COPY

Kapcsolószekrény elektromágneses sugárzás elleni védelemmelControl cabinet with protection against electromagnetic radiation

A LThe L

A találmány tárgya kapcsolószekrény elektromágneses sugárzás elleni védelemmel. A kapcsolószekrény vázból, a vázat takaró burkolatrészekből, valamint elektromágneses sugárzás elleni védelemből áll. Ilyen kapcsolószekrényt például az EP 0 529 748 B1 vagy EP 0 528 240 A1 számú európai szabadalmi irat ismertet.The invention relates to a switch cabinet with protection against electromagnetic radiation. The switch cabinet consists of a frame, casing parts covering the frame, and protection against electromagnetic radiation. Such a switch cabinet is described, for example, in European patent document EP 0 529 748 B1 or EP 0 528 240 A1.

Az említett védelem feladata egyrészt annak megakadályozása, hogy a kapcsolószekrényből a környezetbe elektromágneses sugárzás lépjen ki, és így elkerüljük más készülékek vagy berendezés zavarását, másrészt meg kell akadályoznia a környezetben előforduló zavaró elektromágneses sugárzás behatolását a kapcsolószekrénybe, hogy az ne befolyásolja a kapcsolószekrényben lévő készülékeket és felszereléseket. A leírt jellegű zavaró hatásokkal szembeni ellenállást „elektromágneses kompatibilitásnak („EMV) nevezzük. A zavaró elektromágneses sugárzásoknak sokféle forrása lehet. Ilyen források például energiatechnikai kapcsolókészülékek, így védőkapcsoló vagy teljesítménykapcsolók kapcsolási ívei, továbbá teljesítményfélvezetőkkel működő készülékek, különösen akkor, ha ezek részterheléssel működnek. Nagyfrekvenciás zavarokat okoz továbbá minden olyan üzemi eszköz, amely amúgyis nagyfrekvenciás vagy ultranagyfrekvenciás tartományban működik. Az ilyen berendezésekből kiinduló sugárzások elsősorban a szomszédos elektronikus berendezéseket befolyásolhatják úgy, hogy hibás vagy szándékolatlan reakciókat idéznek elő.The purpose of the protection mentioned is to prevent electromagnetic radiation from escaping from the switch cabinet into the environment, thus preventing interference with other devices or equipment, and to prevent electromagnetic interference from the environment from entering the switch cabinet, so that it does not affect the devices and equipment in the switch cabinet. The resistance to interference of the type described is called “electromagnetic compatibility (EMC). There are many sources of electromagnetic interference. Such sources include, for example, energy technology switching devices, such as the switching arcs of circuit breakers or circuit breakers, and devices operating with power semiconductors, especially when these are operated at partial load. High-frequency interference is also caused by all operating devices that already operate in the high-frequency or ultra-high-frequency range. The radiation from such devices can primarily affect neighboring electronic devices, causing faulty or unintended reactions.

A kapcsolószekrények előállításához használt anyagok, például 2 mm vastag acéllemez, önmagukban hatékony gátat képeznek a zavaró elektromágneses sugárzás áthatolása ellen. A kapcsolószekrényeken azonban konstrukciósán elkerülhetetlen okok miatt számos olyan hely van, ahol a burkolatrészek nem fekszenek fel közvetlenül a vázra, vagy ahol működési okok miatt rések vannak, mint például az ajtóknál. Az ilyen réseknél áthatolhatnak elsősorban a nagyfrekvenciás és ultranagyfrekvenciás sugárzások (MHz-es és GHz-es tartomány). Ezért a technika állása szerint az ilyen réseket célzottan sugárzásgátló módon eltömítették például rugalmas fémszövetből vagy vezető, összenyomható műanyagból, illetőleg habanyagból álló, áramvezető ajtótömitésekkel. A tömítőanyagnak ez a célzott felhordása gondos munkát igényel és állandóan azzal a bizonytalansággal jár, hogy a zavaró sugárzások egyes lehetséges átlépési helyeit kihagyják.The materials used to manufacture switch cabinets, such as 2 mm thick sheet steel, are themselves an effective barrier against the penetration of electromagnetic interference. However, for unavoidable reasons in the design of switch cabinets, there are many places where the casing parts do not lie directly on the frame or where there are gaps for operational reasons, such as at the doors. High-frequency and ultra-high-frequency radiation (MHz and GHz range) can penetrate through such gaps. For this reason, according to the state of the art, such gaps have been specifically sealed in a radiation-proof manner with, for example, conductive door seals made of flexible metal fabric or conductive, compressible plastic or foam. This targeted application of the sealant requires careful work and is constantly accompanied by the uncertainty that some possible points of penetration of the interference radiation will be missed.

A találmányunk elé kitűzött feladat ebből kiindulva egyszerű és megbízható, valamint olcsó védelem elektromágneses sugárzás okozta zavarok ellen.The task set for our invention is therefore to provide simple, reliable, and inexpensive protection against interference caused by electromagnetic radiation.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a védelem tartalmaz legalább egy hajlékony fóliadarabot, amely áramvezető műanyagfóliából áll, és a váz és a burkolatrészek között van elhelyezve. Fólia alkalmazásának az előnye az, hogy elvileg megvalósul a kapcsolószekrény teljes, elektromágnesesen kompatíbilis árnyékolása, illetőleg tömítése. Ez kizárja, hogy kritikus területek vagy a rendszerben szükséges nyílások, például csavarlyukak kimaradjanak. Ha viszont szűk ség van nyílásokra, például szellőztető rácsokhoz vagy vezetékek átvezetésére, akkor ezeket a legegyszerűbb módon, a fóliadarab felvágásával létre lehet hozni. Mivel a műanyagfóliák áramvezető kivitelben is - olcsón beszerezhetők, ezért az eddigi eszközökhöz képest kedvező alternatívát jelentenek.This problem is solved according to the invention in that the protection comprises at least one flexible piece of foil, which consists of a conductive plastic foil and is placed between the frame and the casing parts. The advantage of using foil is that, in principle, the complete, electromagnetically compatible shielding or sealing of the switch cabinet is achieved. This prevents critical areas or openings required in the system, such as screw holes, from being left out. However, if there is a shortage of openings, such as for ventilation grilles or for the passage of cables, these can be created in the simplest way, by cutting the piece of foil. Since plastic foils are also available in a conductive version - and are inexpensive - they represent a favorable alternative to previous devices.

A kapcsolószekrényeken rendszerint van egy mozgatható burkolatrész ajtó alakjában, hogy a belső térhez hozzá lehessen férni. Annak érdekében, hogy a kívánt elektromágneses tömítettség itt is fennálljon, a fóliadarab a váz egész kerületére méretezhető, beleértve az ajtót is, oly módon, hogy a fóliadarab az ajtó csuklópánt felőli oldalán a vázról átterjed az ajtóra. Az elektromágneses tömítettséget azonban a találmány egy kiviteli alakja szerint könnyebben elő lehet állítani úgy, hogy a mozgatható burkolatrésszel zárandó hozzáférési nyílással rendelkező kapcsolószekrényben legalább egy első fóliadarab úgy van elhelyezve, hogy szabadon hagyja a hozzáférési nyílást, és legalább egy különálló második fóliadarab az első fóliadarabbal legalább helyileg áramvezetően össze van kötve.Switchgear cabinets usually have a movable cover in the form of a door to provide access to the interior. In order to achieve the desired electromagnetic tightness here as well, the foil piece can be dimensioned to cover the entire circumference of the frame, including the door, in such a way that the foil piece extends from the frame to the door on the hinge side of the door. However, electromagnetic tightness can be achieved more easily according to one embodiment of the invention if, in a switchgear cabinet with an access opening to be closed by a movable cover part, at least one first foil piece is arranged so as to leave the access opening free, and at least one separate second foil piece is connected to the first foil piece at least locally in a current-conducting manner.

Nem zárható ki annak lehetősége, hogy sérülés következik be, amikor a fóliadarabokat egy kapcsolószekrény vázán és/vagy burkolatrészén elhelyezik. Az ilyen sérülés helyileg károsan hat az elektromágneses sugárzás ellen kialakítandó védelemre. Ezzel a hatással szemben úgy lehet fellépni, hogy mindenkor két vagy több fóliadarab van egymás felett, elsősorban egymást átlapoló módon elhelyezve.The possibility of damage occurring when the foil pieces are placed on the frame and/or the cover of a switchgear cabinet cannot be ruled out. Such damage has a local detrimental effect on the protection against electromagnetic radiation. This effect can be counteracted by always having two or more foil pieces on top of each other, preferably overlapping each other.

A kapcsolószekrény védelmének előállítására fordított munka csökkenthető továbbá azzal, hogy a fóliadarabok hőhatásra zsugorodó anyagból állnak. Ekkor ugyanis nincs jelentősége annak, hogy ráncok vagy hasonló szabálytalan helyek keletkeznek, amikor a fóliadarabokat a kapcsolószekrény vázán vagy burkolatrészein elhelyezik, mivel ezeket az ezt követő hőhatással, például forró levegővel minden nehézség nélkül el lehet simítani.The work involved in producing the switch cabinet protection can also be reduced by using a heat-shrinkable material for the foil pieces. In this case, it is not important that wrinkles or similar irregularities occur when the foil pieces are placed on the frame or casing parts of the switch cabinet, as these can be smoothed out without any difficulty by subsequent heat treatment, for example with hot air.

Találmányunkat annak példaképpen! kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül azOur invention is described in more detail in connection with its exemplary embodiment with the help of our drawings, of which:

1. ábra kapcsolószekrény vázának vázlatos, egyszerűsített távlati képe egy fóliadarabbal és több burkolatrésszel, aFigure 1 is a schematic, simplified perspective view of the switch cabinet frame with a piece of foil and several cover parts, the

2. ábra egy kapcsolószekrény hozzáférési nyílásánál lévő részlet metszete.Figure 2 is a section of a detail at the access opening of a switch cabinet.

A kapcsolószekrény 1. ábrán látható 1 vázának felépítése tetszőleges, mert a találmányt az 1 váz kialakításától függetlenül lehet alkalmazni. A zavaró elektromágneses sugárzások jó elnyomása végett azonban az 1 váz acéllemez részekből áll. A szokásos felépítésű kapcsolószekrényektől eltérően az 1. ábrán jelölt, valamint a 2, 3 és 4 burkolatrészek (oldalfalak, hátfal és tetőlemez) nem közvetlenül, hanem hajlékony és áramvezető 5 és 6 fóliadarabok közbeiktatásával vannak az 1 vázon rögzítve. A fóliadarabok közül az 5 fóliadarab az 1 vázat nagyjából U-alakban veszi körül, míg a 6 fóliadarab lényegében sík, és a tetőlemezként kialakított 4 burkolatrészhez van hozzárendelve. Az 1. ábrán egy 7 hozzáférési nyílást az 1 váz homlokoldalán burkolatrész és fóliadarab nélkül ábrázoltunk, mert ennek a hozzáférési területnek a szóban forgó részleteit részletesebben a 2. ábra mutatja.The structure of the frame 1 of the switch cabinet shown in Figure 1 is arbitrary, because the invention can be applied regardless of the design of the frame 1. However, in order to suppress interfering electromagnetic radiation well, the frame 1 consists of steel sheet parts. Unlike switch cabinets of conventional design, the cover parts marked in Figure 1 and the 2, 3 and 4 (side walls, rear wall and roof plate) are not attached directly to the frame 1, but rather by interposing flexible and current-conducting foil pieces 5 and 6. Of the foil pieces, the foil piece 5 surrounds the frame 1 in a roughly U-shape, while the foil piece 6 is essentially flat and is assigned to the cover part 4 designed as a roof plate. In Figure 1, an access opening 7 on the front side of the frame 1 is shown without a cover part and a piece of foil, because the relevant details of this access area are shown in more detail in Figure 2.

A 2. ábra szerinti példában abból indulunk ki, hogy nagyfrekvenciásán vezető bevonattal ellátott fóliaanyagot alkalma zunk. Az ebből álló első, 5 fóliadarab az 1 váz homlokoldalán kétoldalas 8 ragasztószalaggal van rögzítve. Az 5 fóliadarab méretezésével gondoskodunk arról, hogy maradjon egy túlnyúló 9 végdarab. Az 1 váz oldalfelületén a túlnyúló, 180°-kal meghajlított 9 végdarab ugyancsak kétoldalas 8 ragasztószalaggal van rögzítve. A kapcsolószekrény hozzáférési oldalához hozzárendelt 10 fóliadarab átlapolva felfekszik a 9 végdarabra, és egy 11 ragasztószalag van az 1 váz oldalfelületén rögzítve. A kapcsolószekrény homlokoldalát lezáró egyik mozgatható burkolatrész kialakításától függően a 10 fóliadarab ezt a burkolatrészt teljesen vagy részben takarhatja.In the example of Figure 2, we assume that a foil material with a high-frequency conductive coating is used. The first foil piece 5 of this is attached to the front side of the frame 1 with double-sided adhesive tape 8. The dimensions of the foil piece 5 ensure that an overhanging end piece 9 remains. The overhanging end piece 9, bent by 180°, is also attached to the side surface of the frame 1 with double-sided adhesive tape 8. The foil piece 10 assigned to the access side of the switch cabinet rests on the end piece 9 in an overlapping manner, and an adhesive tape 11 is attached to the side surface of the frame 1. Depending on the design of a movable cover part closing the front side of the switch cabinet, the foil piece 10 can cover this cover part completely or partially.

Mint már említettük, a találmány céljaira elsősorban nagyfrekvenciásán vezető bevonattal ellátott fóliaanyag alkalmas. Kaphatók azonban áramvezető műanyagból álló műanyagfóliák is, amelyek így egészükben áramvezetők, és ezért más áramvezető részekkel érintkeztethetők.As already mentioned, for the purposes of the invention, foil material with a high-frequency conductive coating is primarily suitable. However, plastic foils consisting of conductive plastic are also available, which are thus conductive throughout and can therefore be brought into contact with other conductive parts.

Az 1. ábra szerinti példában abból indultunk ki, hogy rendelkezésre állnak a szokásos kapcsolószekrények magasságával megegyező szélességű fóliák. Ha a fóliák keskenyebbek lennének, akkor az ezekből készített két vagy több fóliadarabot lehet alkalmazni a váz takarására.In the example shown in Figure 1, we assumed that foils of the same width as the height of standard switch cabinets were available. If the foils were narrower, two or more pieces of foil made from these could be used to cover the frame.

A találmány céljaira továbbá kiválóan alkalmasak a zsugorítható kivitelű fóliák. Ez a tulajdonság a fóliadaraboknak a vázon történő elhelyezése után hőhatással lehetővé tesz egy bizonyos simítást és feszítést. így a fóliadarabok felfekszenek a vázra.Furthermore, shrinkable foils are excellently suited for the purposes of the invention. This property allows a certain smoothing and stretching of the foil pieces by heat after they have been placed on the frame. Thus, the foil pieces lie on the frame.

Claims

PATENT CLAIMS

1. A switch cabinet, comprising a frame (1), casing parts (2, 3, 4) covering the frame, and protection against electromagnetic radiation, characterized in that the protection comprises at least one flexible foil piece (5, 6, 10) consisting of a conductive plastic foil and arranged between the frame (1) and the casing parts (2, 3, 4).

2. Switch cabinet according to claim 1, characterized in that in the switch cabinet having an access opening (7) to be closed by a movable cover part, at least one first foil piece (5) is arranged in such a way as to leave the access opening (7) free, and at least one separate second foil piece (10) is connected to the first foil piece (5) at least locally in a current-conducting manner.

3. Switch cabinet according to claim 1 or 2, characterized in that two or more pieces of foil are always placed one above the other.

4. A switch cabinet according to claim 3, characterized in that the foil pieces are arranged in an overlapping manner.

5. Switch cabinet according to any one of claims 1-4, characterized in that the foil pieces consist of a heat-shrinkable material.

ySA-'x ^sJ The authorized person