DGUV Information 213-013 - SF6-Anlagen und -Betriebsmittel (bisher: BGI 753)

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Anhang 5, Berechnung des Anteiles an SF6 in der Luft eines g...
Anhang 5
SF6-Anlagen und -Betriebsmittel (bisher: BGI 753)

Anhangteil

Titel: SF6-Anlagen und -Betriebsmittel (bisher: BGI 753)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 213-013
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Anhang 5 – Berechnung des Anteiles an SF6 in der Luft eines geschlossenen Schaltanlagenraumes auf Grund einer plötzlich auftretenden starken Leckage

Voraussetzungen

  • SF6-Verlust in mindestens einem Gasraum einer MV- oder HV- gasisolierten Schaltanlage durch z.B. Havarie oder unsachgemäße Montagearbeiten und nicht auf Grund des Durchbrennens der Kapselung durch einen Störfall

  • Geeignete Abdichtungsmaßnahmen nach Wahrnehmung der Leckage z.B. durch eine Meldung nach dem Unterschreiten des minimalen Funktionaldruckes können nicht vorgenommen werden, so dass sich der Gasraum entleert bis atmosphärischer Druck erreicht ist.

  • Der freigesetzte Anteil an SF6 verbleibt vollständig im Schaltanlagenraum und verteilt sich gleichmäßig im gesamten Luftvolumen des Schaltanlagenraumes (abzüglich des Volumens durch die Schaltanlage)

  • Dem Betreiber der Anlage sind der Fülldruck und die Füllmengen (Masse bei Fülldruck) der einzelnen Gasräume bekannt

Wird der Einfluss der Temperatur vernachlässigt, erhält man als konservative Abschätzung den Anteil an SF6 (in %) im Schaltanlagenraum gemäß:

  

pFFülldruck (absolut) in kPa
pNLuftdruck (absolut) in kPa = 100 kPa (Mittelwert)
mGas(pF)Masse des Gases eines Gasraumes bei Fülldruck pF
ρSF6(pN)Dichte des Gases bei Luftdruck pN = 6,16 kg/m3
VAVolumen des Schaltanlagenraumes in m3, vereinfacht dargestellt durch einen Quader mit der Länge lA, der Breite bA und der Höhe hA
VSVolumen der Schaltanlage in m3, vereinfacht dargestellt durch einen Quader mit der Länge lS, der Breite bS und der Höhe hS

Die nachfolgende Abbildung zeigt schematisch den vereinfachten Schaltanlagenraum mit MV- oder HV Schaltanlage.

Beispiel Hochspannungsschaltanlage

Abmessungen des Schaltanlagenraumes:

Länge lA = 20 m, bA = 6 m hA = 4 m

Abmessungen der Schaltanlage:

Länge lS = 15 m, bS = 3 m hS = 2,5 m

Masse des Gases bei Fülldruck pF

mGas(pF) = 35 kg

Fülldruck (absolut)

pF = 650 kPa

  

Der berechnete Wert ist konservativ, da angenommen wurde, dass das komplette Volumen der Schaltanlage aus SF6 gefüllten Gasräumen besteht. Der Anteil an mit Luft gefüllten Zwischenräumen wurde vernachlässigt. Eine verbesserte Abschätzung kann man durch die Einführung eines sogenannten Schaltanlagenfüllfaktors η nach Tabelle 1 erzielen.

Tabelle 1:
Näherungswerte für einen Schaltanlagenfüllfaktor (abhängig vom Schaltanlagentyp)

SchaltanlagentypFüllfaktor η
Mittelspannungsschaltanlage0,7 bis 0,8
Hochspannungsschaltanlage, einphasig0,25 bis 0,3
Hochspannungsschaltanlage, dreiphasig0,35 bis 0,5