GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in ei nem Gebäude oder Raum befindlichen elektrischen Drossel oder eines Filterwiderstandes. Ferner betrifft die vorliegende Er findung ein Gebäude, welches die Drossel enthält sowie die Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft. Das Gebäude kann als ein Konvertergebäude zum Bereitstellen von einer DC-Spannung, die geeignet für Hochspannungsgleichstromübertragung ist, ausgebildet sein.

Auch Filterwiderstände in Filterhallen verursachen große Ver luste und arbeiten auf Potential, meist jedoch AC Spannung.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) wird zur Übertra gung von elektrischer Energie über große Entfernungen verwen det. An Enden der Hochspannungsgleichstromübertragungs-Anlage können Konverter, insbesondere in Konverterhallen oder Kon vertergebäuden, vorgesehen sein, um eine AC-Spannung in eine DC-Spannung geeignet zur HGÜ zu erzeugen bzw. die DC-Spannung in eine AC-Spannung zu konvertieren, welche einem elektri schen Versorgungsnetz zugeführt werden kann. Neben Konver tern, welche z.B. Hochleistungstransistoren umfassen, kommen auch elektrische Drosseln zum Einsatz, d.h. Spulen, die einen elektrischen Leiter umfassen, welcher in mehreren Windungen gewickelt ist. Damit können unerwünschte AC-Komponenten, wel che z.B. an den Ausgangsanschlüssen der AC-DC-Konverter vor handen sind, herausgefiltert und steile Stromanstiege in Feh lerzuständen der Anlage gedämpft werden.

Bei der Konvertierung des Wechselstroms in Gleichstrom treten sowohl bei den Konvertern als auch bei den Drosseln erhebli- che Leistungsverluste auf, welche somit zu einer starken Wär meentwicklung führen. Daher werden herkömmlicherweise sowohl die Konverter als auch die elektrischen Drosseln gekühlt. Herkömmlicherweise wird dazu die Luft im gesamten Innenraum des Konvertergebäudes bzw. der Konverterhalle geeignet tempe riert.

Die Aufstellung von Konverterdrosseln in einem Konverterraum bringt jedoch Probleme bei der Kühlluftaufbereitung und der Verlustabfuhr sowie bei der Branderkennung und Brandbekämp fung mit sich. Das liegt zum Teil daran, dass die Drossel und der Konverter verschiedene sinnvolle oder optimale Betriebs temperaturen haben. So benötigt typischerweise ein Konverter eine möglichst gleichbleibende Temperatur im Zuluft- Temperaturbereich von ca. 15°C bis 40°C. Bei extremen Außen temperaturen verlangt dies einen großen Aufwand der Luftauf bereitung und einen großen Aufwand der Klimatisierung. Wenn die elektrischen Drosseln zusammen mit dem Konverter in dem Konverterraum bzw. dem Konvertergebäude aufgestellt werden, verursacht die im Vergleich zum Konverter ca. doppelt so hohe thermische Verlustleistung der Drosseln hohe Klimatisierungs kosten und hohen Klimatisierungs- und/oder Luftfilterungsauf- wand.

Im Gegensatz zu einer Drossel benötigt der Konverter eine aufwendige Temperierung der Kühlluft, um sie in einem ver gleichsweise engen Temperaturbereich zur Kühlung des Konver ters bereitzustellen. Bei relativ hoher Umgebungstemperatur muss der Konverter teilweise sogar unter Zuhilfenahme von Kompressoren gekühlt werden, um die günstigen Betriebstempe raturen des Konverters zu erreichen.

Ferner ist die herkömmliche Kühlung durch natürliche Luftkon vektion der Drossel vergleichsweise ineffizient, was einen großen Kühlkanalquerschnitt innerhalb der Drossel bzw. in den Wicklungen bzw. zwischen den Wicklungen erforderlich macht. Idealerweise sollte die elektrische Drossel bei niedrigen Um gebungstemperaturen (z.B. im Winter) durch Zuführung von re- lativ geringen Zulufttemperaturen gekühlt werden, um die Le bensdauer zu verlängern. Im Sommer oder bei relativ hohen Um gebungstemperaturen kann eine Drossel kostengünstig mit ver gleichsweise heißer Kühlluft gekühlt werden, auch wenn dadurch der Lebensdauerverbrauch vergrößert wird, da dieser jedoch in einem akzeptablen Rahmen gehalten werden kann.

Die Kühlanforderungen, welche für die elektrische Drossel gelten, widersprechen somit teilweise den Kühlanforderungen des Konverters, welcher insbesondere über das ganze Jahr hin weg ähnlich temperierte Kühlluftzufuhr erfordert.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist, dass ein möglicher Brand innerhalb des Konverterraums nur schwierig und mit großer Zeitverzögerung erkannt werden kann, da die Strömungsgeschwindigkeiten zwischen einem Branddetektor (z.B. Rauchdetektor) und der Drossel relativ niedrig sind und da das Brandgas herkömmlicherweise mit sauberer Raumluft stark durchmischt (verdünnt) wird. Somit ist auch die Detektion und infolge die Bekämpfung bzw. Löschung eines Brandes bzw. einer brennenden Drossel in einem sehr großen Konverterraum schwer bzw. unzuverlässig durchführbar.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude bzw. in einem Raum befind lichen elektrischen Drossel bereitzustellen, wobei eine ef fektive Kühlung der Drossel ermöglicht ist und wobei herkömm lich erhältliche Drosseln mit Kühlluftleitungen bzw. Kühl luftkanälen unterstützt werden. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebäude bzw. einen Raum mit mindestens einer Drossel und optional auf mindestens einem Konverter bereitzustellen, wobei eine effektive Kühlung der Drossel als auch des Konverters ermöglicht ist. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An sprüche gelöst, die auf eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel gerichtet sind. Die abhängigen Ansprüche spezifizie ren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude oder einer Halle befindlichen elektrischen Drossel bereitgestellt, die zwischen den Windungen (eines Leiters) des Wickelkörpers Kühlluftkanäle (auch Kühlleitungen genannt) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Rohr system zum Führen der Kühlungsluft, das von mindestens einem Zugangsbereich zu den Kühlleitungen der Drossel bis zu min destens einer Wandungsdurchführung in einer Wandung des Ge bäudes reicht; und ein elektrisch leitfähiges Material, das an dem Rohrsystem angebracht ist und mit dem Leiter der Dros sel elektrisch verbunden ist.

Die Kühlungsluft kann z.B. Umgebungsluft aus einem Bereich außerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes sein, in dem die elektrische Drossel befindlich ist. Das Gebäude bzw. der Raum kann Gebäudewandungen bzw. Raumwandungen aufweisen, welche den Innenraum des Gebäudes bzw. des Raumes gegen einen äuße ren Bereich, d.h. Umgebungsbereich abgrenzt. Die Kühlungsluft kann z.B. Atmosphärenluft umfassen.

In anderen Ausführungsformen kann zum Kühlen auch ein Fluid (z.B. Gas) verwendet werden, welches verschieden ist von at mosphärischer Luft. Zum Beispiel kann zum Kühlen auch ein Gas verwendet werden, welches eine andere Zusammensetzung als Um gebungsluft aufweist. Zum Beispiel kann als Kühlungsluft auch Kohlendioxid, Stickstoff oder eine Mischung davon aufweisen. Die Kühlungsluft kann vor dem Zuführen zu der elektrischen Drossel temperiert sein, muss jedoch nicht temperiert sein. Die Kühlungsluft kann in verschiedenen Jahreszeiten verschie dene Temperaturen aufweisen, z.B. zwischen -10°C und 50°C.

Die elektrische Drossel kann für Hochspannungen z.B. zwischen 200 kV und 500 kV ausgelegt sein. Die elektrische Drossel kann insbesondere eine Luftdrossel sein, welche insbesondere im Wesentlichen zylinderförmig sein kann mit einem Durchmes ser von z.B. zwischen 1 m und 5 m. Der Leiter kann als ein Leiterbündel aus mehreren Teilleitern (z.B. Kupfer- oder Alu minium) Leiter ausgebildet sein. Die elektrische Drossel kann z.B. mittels Isolatorstützen von dem Boden genügend beab- standet z.B. zwischen 1 m und 3 m innerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes gehaltert sein. Insbesondere kann eine Zylinder symmetrieachse (bzw. approximative Zylindersymmetrieachse) der Drossel im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein.

Die Kühlleitungen (auch als Kühlluftkanäle bezeichnet) inner halb der elektrischen Drossel können ebenfalls zum Führen der Kühlungsluft ausgebildet sein, welche mittels des Rohrsystems den Kühlleitungen zugeführt wird bzw. mittels des Rohrsystems von den Kühlleitungen abgeführt wird. Zum Beispiel kann die Kühlungsluft mittels eines Teils des Rohrsystems (insbesonde re mittels des Luftzuführrohrsystems) vertikal von unten den Kühlleitungen zugeführt werden und kann an einem oberen Ende der Drossel mittels eines anderen Teiles des Rohrsystems (insbesondere mittels des Luftabführrohrsystems) aus den Kühlleitungen der Drossel abgeführt werden. Somit kann die Kühlungsluft, welche zur Kühlung der Drossel vorgesehen ist, ausschließlich innerhalb des Rohrsystems und den Kühlleitun gen der Drossel geführt werden, ohne in den Innenraum des Ge bäudes bzw. des Raumes zu gelangen, in welchem z.B. ein oder mehrere Konverter angeordnet sind. Die Kühlung der elektri schen Drossel kann somit separat und unabhängig von Kühlmaß nahmen anderer elektrischer Komponenten, welche ebenfalls in nerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes angeordnet sein können, durchgeführt werden. Somit können einerseits die Kühlanforde rungen der Drossel erfüllt werden, ohne Kühlanforderungen an- derer elektrischer oder elektronischer Einrichtungen zu stö ren.

Das Rohrsystem kann aus mehreren Teilen bestehen, wie unten im Detail erläutert wird. Das Rohrsystem kann z.B. direkt an der Drossel angebracht oder montiert sein, oder kann durch weitere Hilfsvorrichtungen gehaltert werden oder z.B. durch ein oder mehrere Isolatorstützen, welche gleichzeitig zum Haltern der Drossel selbst verwendet werden. Das Rohrsystem kann z.B. im Wesentlichen luftdicht mit der Drossel gekoppelt werden, insbesondere unter Verwendung einer oder mehrerer Dichtungen, etwa Dichtungslippen, sodass eine Zuführung bzw. Abführung der Kühlungsluft in bzw. aus den Kühlleitungen der Drosseln ermöglicht ist, ohne ein Lecken der Kühlungsluft aus dem Rohrsystem heraus und in den Raum mit sich zu bringen.

Der Zugangsbereich kann z.B. zwei Bereiche, insbesondere ei nen Luftzuführbereich (z.B. unterhalb der Kühlleitungen) und einen Luftabführbereich (z.B. oberhalb der Kühlleitungen der Drossel) umfassen. Der Zugangsbereich kann dabei einen Raum innerhalb des Rohrsystems (innerhalb eines jeweiligen An schlussteils) definieren, innerhalb dessen die Kühlungsluft strömt und zwar in die Kühlleitungen hinein bzw. aus den Kühlleitungen heraus. Der Zugangsbereich kann auch als ein Verteilerbereich (bei Zuführen der Kühlungsluft) bzw. als ein Sammelbereich (z.B. bei Abführen der Luft) aufgefasst werden.

Es können eine Vielzahl von Kühlleitungen innerhalb der Dros sel vorgesehen sein, welche z.B. Zylindersymmetrie aufweisen, und welche z.B. radial beabstandet voneinander sind, insbe sondere zwischen radial voneinander beabstandeten Lagen bzw. Windungen des Leiters der Drossel.

Die Wandungsdurchführung kann z.B. eine Luftzuführwanddurch- führung und/oder eine Luftabführwanddurchführung umfassen.

Das elektrische (halb-)leitfähige Material kann z.B. ein Me tall oder Metallpulver oder Metallbeschichtung und/oder um- fassen was z.B. auf dem Rohrsystem aufgebracht ist. Vorzugs weise jedoch kann das elektrisch leitfähige Material ein Ver bundwerkstoff sein bzw. umfassen, der sich durch ein polyme res Bindemittel auszeichnet, welches metallisch, keramisch und/oder kohlenstoffbasierten (also z.B. Ruß, Graphit, Car- bonnanotubes, Graphene oder ähnliches) Füllstoff enthält. Da bei können die Füllstoffe eine irreguläre Geometrie aufwei sen, bevorzugt jedoch eine Mischung aus plättchenförmigen und kugelförmigen Geometrien. Die plättchenförmige Geometrie dient zur besseren Kontaktierung der Füllstoffe untereinander und sorgt für eine erhöhte Reproduzierbarkeit im resultieren den Widerstandsbelag. Eine kugelförmige Geometrie sorgt für eine besser Durchkontaktierung durch die Schicht selbst. Die se ist wichtig in Kontaktierungsbereichen.

Die Art des keramischen Füllstoffes kann die eines dotierten Metalloxides sein, wie z.B. Antimon dotiertes Zinnoxid. Vor zugsweise kann der keramische Füllstoff aber ein dotiertes oder ein undotiertes Siliziumkarbid sein bzw. enthalten.

Falls der Füllstoff metallischer Natur sein soll, dann in ei ner unterperkolären Füllstoffkonzentration, da sonst dessen elektrische Leitfähigkeit zu groß wäre und ein „Kurzschluss" zwischen der geerdeten Wanddurchführung und der Hochspan nungswicklung entstehen würde. Außerdem kann der metallische Füllstoff mit einer Silberschicht gekapselt sein, da sonst durch Korrosion die Kontaktwiderstände in der Verbundwerk stoffschicht unkontrolliert im Laufe der Zeit ansteigen wür den. (Silber korrodiert auch, doch das entstehende Silberoxid ist elektrisch leitfähig) Das polymere Bindemittel kann aus jedem beliebigen Kunststoff sein, bevorzugt jedoch einem Duromer, bei den Duromeren bevorzugt aus der Gruppe der Epo- xide, Polyesterimide, Polyester oder Polyurethane.

Der Verbundwerkstoff kann als Bänder oder ähnliches auf das Lüftungsrohr appliziert werden, bevorzugt jedoch als lösemit telhaltiger Lack aufgesprüht werden. Zum Beispiel kann das gesamte Rohrsystem mit dem elektrisch halbleitfähigen Material überzogen sein, etwa aufgesprüht o- der aufgedampft, z.B. von innen oder von außen. Das elektrisch halbleitfähige Material kann dafür vorgesehen sein, die an der Drossel anliegende Hochspannung während ei nes Betriebes bei der Wandungsdurchführung aufgrund eines elektrischen Stromflusses im Wesentlichen auf Erdpotential herabzusetzen. Das bedeutet, dass das elektrische Potential im Lüftungskanal definiert über die Rohrlänge abgebaut bzw. aufgebaut werden soll. Somit kann eine effektive Kühlung der elektrischen Drossel mittels der zugeführten Kühlungsluft durchgeführt werden, insbesondere ohne andere elektrische Komponenten bezüglich der Kühlung zu stören, wenn zudem die Kühlungsluft auch mittels des Rohrsystems in einen Außenbe reich des Raumes von der Drossel abgeführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material durchgehend bzw. ununter brochen zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung vorgesehen. Damit kann ein elektrischer Stromfluss zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung durch das elektrisch leitfähige Material gewährleistet werden, um somit effektiv und zuverlässig die Spannung zwischen der Drossel und der Wandungsdurchführung, welche an dem Rohrsystem anliegt, auf null bzw. auf Erdpotential abzusteuern bzw. zu vermindern.

Das Rohrsystem kann z.B. vollständig oder zumindest in Tei len, welche einen elektrischen Fluss zwischen einem an der Drossel angebrachten Teil des Rohrsystems und der Wandungs durchführung ermöglicht mit dem leitfähigen Material ausge stattet sein.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Rohrsystem ein Luftzuführrohrsystem auf, das mit einem Luftzuführbereich der Drossel und mit einer Luftzuführwan- dungsdurchführung gekoppelt ist und angeordnet und ausgebil det ist, um die Kühlungsluft durch die Luftzuführwandungs- durchführung aus einem Bereich außerhalb der Halle den Kühl leitungen zuzuführen. Das Zuführrohrsystem ist zum Zuführen der Kühlungsluft zu der Drossel bzw. deren Kühlleitungen vorgesehen. Einige Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung weisen kein Luftab- führrohrsystem auf, sondern lediglich ein Luftzuführrohrsys- tem. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wei sen kein Luftzuführrohrsystem auf, sondern lediglich ein Luftabführrohrsystem. Besonders vorteilhafte Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung weisen sowohl ein Luftzuführ- rohrsystem auf als auch ein Luftabführrohrsystem.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Rohrsystem ein Luftabführrohrsystem auf, das mit einem Luftabführbereich der Drossel und mit einer Luftabführwan- dungsdurchführung gekoppelt ist und angeordnet und ausgebil det ist, die Kühlungsluft aus den Kühlleitungen durch die Luftabführwandungsdurchführung hindurch in einen Bereich au ßerhalb des Gebäudes abzuführen.

Wenn sowohl ein Luftzuführrohrsystem als auch ein Luftabführ- rohrsystem vorgesehen sind, kann die Kühlung der Drossel vollständig separat und unabhängig von der Kühlung anderer Komponenten in dem Raum bzw. dem Gebäude durchgeführt werden. Insbesondere ist eine Separation, der zur Kühlung der Drossel verwendeten Kühlungsluft von Luft ermöglicht, welche sich in nerhalb des Gebäudes bzw. des Raumes befindet.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Luftzuführrohrsystem und/oder das Luftabführrohrsystem auf: ein jeweiliges Anschlussteil(auch als Verteilerteil bzw. Sammelteil bezeichnet), das mit dem Luftzuführbereich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel in Kommunikation mit den Kühlleitungen dicht verbunden ist und mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden ist; und ein oder mehrere Rohrsegmente, die mechanisch und elektrisch miteinander ver bunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil mecha nisch und elektrisch verbunden sind und an einem anderen Ende mit der Luftzuführwandungsdurchführung bzw. der Luftabführ- _W andungsdurchführung mechanisch und elektrisch verbunden sind.

Das Anschlussteil kann z.B. für das Luftzuführrohrsystem auch als ein Verteilerteil aufgefasst werden und kann z.B. für das Luftabführrohrsystem als ein Sammelteil aufgefasst werden.

Das Anschlussteil kann auch Mittel zum Montieren bzw. Abdich ten an die Drossel umfassen. Zum Beispiel kann das Anschluss teil des Luftzuführrohrsystems an einer unteren Stirnfläche der Drossel mit dieser gekoppelt sein, insbesondere luft dicht, und kann mit dem Leiter der Drossel am unteren Ende der Drossel elektrisch verbunden sein, insbesondere über das elektrisch leitfähige Material, welches an dem Anschlussteil angebracht bzw. beschichtet ist.

Sowohl das Anschlussteil als auch jedes der Rohrsegmente kön nen mit dem elektrisch leitfähigen Material ausgestattet sein. Die Beschichtungen verschiedener Rohrsegmente bzw. ei nes Rohrsegments und des Anschlussteils können durch z.B. Vorsehen von Metallhülsen und Verbinden der Hülsen mit einem elektrischen Leiter elektrisch miteinander verbunden werden. Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material, welches an dem Anschlussteil angebracht bzw. aufgebracht ist, mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden sein. Ebenfalls kön nen die jeweilig elektrisch leitfähigen Materialien, welche auf jedem der Rohrsegmente angebracht bzw. aufgebracht sind, elektrisch miteinander verbunden sein, etwa unter Zuhilfenah me von jeweiligen Metallhülsen und einem oder mehreren elektrischen Drähten.

Die Metallhülsen können auf oder unter der halbleitenden Be schichtung des Rohres liegen. (Das Rohr selbst ist aus einem elektrisch nichtleitenden Material gefertigt).

Die Wandungsdurchführungen, insbesondere die Luftzuführwan- dungsdurchführung und/oder die Luftabführwandungsdurchführung können z.B. auf Erdpotential liegen und das Rohrsegment, wel ches mit der jeweiligen Wandungsdurchführung verbunden ist, kann somit an seinem Ende aufgrund der elektrischen Verbin- düng ebenfalls auf Erdpotential gebracht werden. Somit kann die Hochspannung entlang des Anschlussteils und der Rohrseg mente effektiv und zuverlässig (d.h. z.B. quasi linear und mit fast gleichbleibender Feldstärke über der gesamten Rohr länge) abgebaut werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Anschlussteil eine sich entlang einer Strömungsrichtung verändernde lichte Querschnittsflächengröße auf, wobei die lichte Querschnittsflächengröße nahe bei dem Luftzuführbe- reich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel größer ist als weiter entfernt davon.

Die lichte Querschnittsflächengröße kann z.B. nahe bei dem Luftzuführbereich bzw. dem Luftabführbereich der Drossel dem Durchmesser der Drossel (zumindest approximativ) gleichen bzw. sogar größer sein als der Durchmesser der Drossel. Somit können allen Kühlleitungen der Drossel, welche z.B. radial beabstandet sind, effektiv Kühlluft zugeführt werden und ebenso kann allen Kühlleitungen z.B. an einem oberen Ende der Drossel effektiv die Kühlungsluft, nachdem sie Wärme von den Windungen der Drossel aufgenommen hat, abgeführt werden. Die lichte Querschnittsflächengröße kann sich z.B. linear entlang der Vertikalen vergrößern oder nichtlinear vergrößern, so dass es z.B. einen Bereich gibt, bei dem sich die lichte Querschnittsflächengröße sehr stark bzw. schnell (entlang ei ner Mittellinie des Zugangsbereiches) erhöht und andere Be reiche, in denen sich die lichte Querschnittsflächengröße we niger stark erhöht. Die Form des Anschlussteils kann so ge wählt sein, um eine Strömung der Kühlungsluft in die Kühllei tungen des Drosselkörpers hinein bzw. aus den Kühlleitungen heraus zu optimieren, insbesondere hinsichtlich einer Vermin derung von Turbulenz, um z.B. eine möglichst laminare Strö mung und gleichmäßige Beströmung der Kühlluftkanäle im Dros selkörper zu erreichen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Anschlussteil (z.B. des Luftzuführrohrsystems und/oder des Luftabführrohrsystems) eine im Wesentlichen zylindersym metrische Form auf und ist insbesondere trichterförmig. Damit kann eine effektive Verteilung bzw. Sammlung der Kühlungsluft im Zuführbereich bzw. Abführbereich erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist zumindest ein Rohrsegment (oder alle Rohrsegmente) eine ent lang einer Strömungsrichtung im Wesentlichen konstante lichte Querschnittsflächengröße auf. Jedes Rohrsegment kann im We sentlichen zylindersymmetrisch sein. Damit können herkömmlich verfügbare Rohrsegmente, etwa elektrisch nichtleitende Kunst stoffrohrsegmente in Ausführungsformen Anwendung finden. Die Rohrsegmente können in gerader Linie oder in Wellenlinie oder in Zickzacklinie miteinander verbunden werden (z.B. ineinan- dergesteckt werden), um eine gewünschte bzw. vorbestimmte Ge samtlänge des Luftabführrohrsystems bzw. des Luftzuführrohr- systems zu erreichen, um insbesondere einen gewünschten Kriechwegfaktor zu erreichen bzw. eine gewünschte Feldstärke innerhalb des Rohrsystems zu erreichen, welche z.B. Sicher- heitsanforderungen genügt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anschlussteil des Luftzuführrohrsystem und/oder des Luft- abführrohrsystems an mindestens einem Isolatorelement mon tiert, dass die Drossel oberhalb und isoliert vom einem Boden des Gebäudes trägt.

Die Drossel kann z.B. von vier bis zehn Isolatorelementen gehaltert werden und diese können gleichzeitig auch zur Hal terung des Luftzuführrohrsystems und/oder des Luftabführrohr systems verwendet werden. Somit ist eine spezifische oder spezifisch für das Rohrsystem vorgesehene Halterung im Be reich der Drossel nicht erforderlich, Abstützungen im weite ren Rohrverlauf zwischen Wand und Drossel können jedoch er forderlich sein. Ferner können herkömmlich verfügbare Dros seln und deren Halterungen unterstützt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material ausgebildet, um eine Po- tentialabsteuerung über eine Erstreckung des Rohrsystems zu erreichen. Dies passiert aufgrund eines elektrischen Strom flusses durch die halbleitende Beschichtung des Rohrs und wird einen Spannungsabfall von zwischen 200 kV und 500 kV Be triebsspannung zu bewirken. Somit kann die Drossel zur Aufbe reitung einer elektrischen Spannung zur HGÜ unterstützt wer den.

Grundsätzlich kann das elektrisch leitfähige Material, also z.B. der elektrisch leitfähige Verbundwerkstoff elektrisch mit der auf Hochspannung befindlichen Spulenwicklung einsei tig und auf der anderen Seite mit der Erde verbunden sein. Dadurch wird sich das elektrische Potential sukkzessive über die Lüftungsrohrlänge auf- bzw. abbauen. Dabei kann der elektrische Widerstand dieser elektrisch leitfähigen Be schichtung so ausgelegt werden, dass es so gut wie keine messbaren elektrischen Verluste in der Schicht gibt, damit diese nicht durch diese Joule'sehe Erwärmung zerstört wird und den Wirkungsgrad der Drossel nicht verschlechtert. Gleichzeitig kann die elektrische Leitfähigkeit aber z.B. so hoch sein, dass sich elektrostatisch geladene Staubteilchen entladen können (durch die Schicht). Für eine konstante Feld verteilung über die Rohrlänge ist auch eine gute elektrische Leitfähigkeit von Vorteil.

Der Quadratwiderstand der Schicht kann z.B. größer sein als 1*10 ^L 5 Ohm kann z.B. bei zwischen 1*10 ^L 9 Ohm und 1*10 ^L 12 Ohm liegen bei einer Rohrlänge der Lüftung von 10m und einer Spu lenspannung von 500 kV (Feldstärke von 50 V/mm)

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Material bei dem Zugangsbereich der Drossel mit dem Leiter der Drossel elektrisch verbunden und ausgebildet, einen elektrischen Stromfluss zwischen dem An schlussteil des Zuführrohrsystems und/oder des Abführrohrsys- tems und der Luftzuführwandungsdurchführung bzw. der Luftab- führwandungsdurchführung zu leiten, wobei der Strom zwischen 0,1 mA und 5 mA beträgt. Der somit durch das elektrisch leit fähige Material fließende Strom ist relativ klein, um somit die Verlustleistung gering zu halten. Um diesen gewünschten Strom zu erhalten, kann das elektrisch leitfähige Material hinsichtlich seines elektrischen Widerstands geeignet ausge wählt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Rohrsystem aus isolierendem Kunststoff gefertigt ist, insbesondere thermoplastischem oder duroplastischem Kunst stoff, wobei Innenflächen insbesondere glatte Oberflächen aufweisen. Somit können herkömmlich verfügbare Rohrsegmente verwendet werden. Eine glatte Oberfläche kann vorteilhaft sein, um eine zuverlässig haftende Beschichtung durch das elektrisch leitfähige Material zu ermöglichen bzw. eine Luft strömung unter Reduktion von Turbulenzen zu verbessern.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um fasst das elektrisch leitfähige Material eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf dem Rohrsystem, insbesondere mit gleichförmiger Dicke; und mindestens eine leitfähige Hülse in elektrischer Verbindung mit der elektrisch leitfähigen Be schichtung.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann besonders leicht aufgebracht werden und kann ermöglichen, das Rohrsystem im Wesentlichen vollständig mittels der elektrisch leitfähigen Beschichtung zu überziehen. Somit können etwaig auf einem isolierenden Bereich auftretende gefährliche Spannungen ver mieden werden. Auf zwei angrenzenden Rohrsegmenten können je weils an den Enden leitfähige Hülsen in elektrischer Verbin dung mit der jeweiligen elektrischen leitfähigen Beschichtung angebracht sein, etwa verschraubt sein. Die angrenzenden leitfähigen Hülsen (z.B. Metallhülsen, oder aber und bevor zugt auch lackierte „Hülsen" - dabei wird der eben genannte metallisch leitfähige Füllstoff in ein polymeres Bindemittel gegeben und in Hülsenform auf den leitfähigen Verbundwerk stoff lackiert; es kann auch Silberleitlack aufgepinselt wer den, etc.) auf den benachbarten Rohrsegmenten können dann durch einen elektrischen Draht miteinander elektrisch verbun den werden. In ähnlicher Weise können elektrische Hülsen ei nerseits auf dem Anschlussteil und andererseits auf einem an grenzenden Rohrsegment vorgesehen sein und elektrisch mittels eines Drahtes verbunden werden. Damit kann eine durchgehende elektrische Verbindung des gesamten Rohrsystems von der Dros sel bis zur jeweiligen Wandungsdurchführung erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung zumindest teilweise durch einen Lack, insbesondere polymerisierbaren Lack, gebil det, wobei der Lack ein Duromer und/oder Elastomer als Binde mittel und/oder ein keramisches Material, insbesondere SiC, als Füllstoff aufweist. Somit kann die Beschichtung auf her kömmlich verfügbare Weise hergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung außen und/oder innen auf dem Rohrsystem aufgebracht, insbesondere mittels Sprü hens. Wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung außen vor gesehen ist, kann auf einfache Weise eine elektrische Kontak tierung zu einer leitfähigen Hülse erreicht werden, welche ebenfalls auf der Außenseite eines jeweiligen Rohsegments bzw. des Anschlussteils montiert werden kann. Wird die elekt rische Beschichtung innen aufgebracht, so kann sie vor äuße ren störenden Einflüssen geschützt sein.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die elektrisch leitfähige Beschichtung bezüglich Zusammenset zung und/oder Dicke gewählt, um einen vorbestimmten elektri schen Quadratwiderstand aufzuweisen, insbesondere zwischen 10 ^L 10 und 10 ^L 12 Ohm. Durch diesen elektrischen Widerstand kann ein Stromfluss, z.B. zwischen 0.1 mA und 5 mA bei zu er wartenden Betriebsspannungen zwischen 200 kV und 500 kV er reicht werden. Dies kann z.B. durch Füllstoffgroße und/oder Füllstoffdotierung ermöglicht werden und kann so über Dekaden exakt eingestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist eine Länge des Rohrsystem gewählt, um im Betrieb eine elekt rische Feldstärke zwischen 20 V/mm und 100 V/mm zu erreichen. Somit kann die elektrische Feldstärke in einem gewünschten Bereich liegen, insbesondere innerhalb des Rohrsystems auf der elektrischen Beschichtung.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Schutzschicht über dem elektrisch leitfähigen Material auf. Die Schutzschicht kann das elektrisch leitfähige Material vor Beschädigung schützen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner mindestens einen Sensor auf, der aus gebildet ist, innerhalb des Rohrsystems zumindest eines der folgenden zu messen: die Luftströmungsgeschwindigkeit, die Kühllufttemperatur; eine Rauchkonzentration; am Erdungspunkt kann der Strompfad (der anbindende Draht) eine Strommessstel le zur Bestimmung des aktuell fließenden Steuerstroms bein halten.

Somit kann ebenfalls ein Brand zuverlässig detektiert werden. Insbesondere kann ein Brand somit auch der tatsächlich be troffenen Drossel zugeordnet werden, wenn eine ggf. potenti alfrei angebundene Temperatur-Messung (z.B. mittels Funksen sor) direkt im individuellen Abluftkanal eines Drosselkörpers eingebracht ist. Bei individuellen Abluftkanälen bis zur Wan dungsdurchführung, kann der Temperatursensor auch herkömmli cher Art sein und auf Erdpotential arbeiten.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner mindestens einen Lüfter (bzw. Ventila tor) auf, um Kühlungsluft dem Rohrsystem zuzuführen und/oder aus dem Rohrsystem abzuführen. Der Lüfter kann z.B. bei der Luftzuführwandungsdurchführung vorgesehen und/oder bei der Luftabführwandungsdurchführung sein. Mittels des Ventilators kann z.B. eine Strömungsgeschwindigkeit der Kühlungsluft durch die Drossel gewünscht eingestellt werden. Der Ventila tor kann bezüglich seines Kühlungsluftdurchsatzes einstellbar sein. Der Ventilator kann z.B. auf einen höheren Durchsatz eingestellt werden, wenn die Kühlungsluft relativ warm ist im Vergleich zu der Situation, wenn die Kühlungsluft relativ kalt ist.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen CCg-Speicher auf, der mit dem Rohrsystem, insbesondere Luftzuführrohrsystem gekoppelt ist, um CO ₂ in die Kühlleitungen der Drossel zu leiten. CO _{2 (} Koh lendioxid) kann somit effektiv zur Löschung eines Brandes der Drossel zugeführt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gebäude bereitgestellt, aufweisend eine Gebäudewandung, die einen Innenraum begrenzt; mindestens eine Drossel, insbe sondere Luftdrossel, innerhalb des Innenraumes; und eine Vor richtung gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen. Das Gebäude kann synonym mit einer Halle bzw. synonym mit einem Raum aufgefasst werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gebäude bzw. der Raum bzw. die Halle ferner mindestens einen Konverter innerhalb des Innenraums auf, der mit der Drossel elektrisch verbunden ist. Insbesondere kann der Kon verter zum Konvertieren von Wechselstrom in Gleichstrom oder zum Konvertieren von Gleichstrom in Wechselstrom vorgesehen sein. Der Konverter kann z.B. für jede zu konvertierende Pha se (z.B. für jede von z.B. drei Phasen) eine Reihenschaltung von Hochleistungstransistoren aufweisen. Die Hochleistungs transistoren (z.B. IGBTs) können durch entsprechende Treiber signale, die entsprechenden Gates zugeführt werden, gesteuert werden, um an DC-Ausgangsterminals, welche mit den Reihen schaltungen der Transistoren verbunden sind, im Wesentlichen eine Gleichspannung auszugeben. Die Gleichspannung kann je- doch aufgrund der nicht idealen Konvertierung noch Wechsel stromkomponenten aufweisen, welche nachfolgend durch die elektrische Drossel in ihrer Amplitude vermindert werden kön nen. Auch starke transiente Stromanstiege in Fehlerzuständen der Anlage werden durch die Konverterarm- Drossel wirksam be grenzt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Konverter ausgebildet, eine AC-Spannung in DC-Spannung, insbesondere zwischen 200 kV und 500 kV, zu konvertieren und wobei die Drossel geschaltet ist, unerwünschte Rest-AC- Komponenten zu entfernen, um eine DC-Spannung geeignet für Hochspannungsgleichstromübertragung zu erhalten. Somit kann eine verbesserte HGÜ durchgeführt werden.

Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, welche individu ell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel erwähnt, bereitgestellt oder angewendet worden sind, ebenfalls, individuell oder in irgendeiner Kom bination, auf ein Verfahren eines Führens von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Raum oder einem Gebäude befindli chen elektrischen Drossel anwendbar sind, gemäß Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung und umgekehrt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren eines Führens von Kühlungsluft zum Kühlen einer in einem Gebäude befindlichen elektrischen Drossel bereitge stellt, die zwischen Windungen eines Leiters Kühlleitungen aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Führen der Kühlungs luft in einem Rohrsystem, das von mindestens einem Zugangsbe reich zu den Kühlleitungen der Drossel bis zu mindestens ei ner Wandungsdurchführung in einer Wandung des Gebäudes reicht, wobei ein elektrisch leitfähiges Material an dem Rohrsystem angebracht ist und elektrisch mit dem Leiter der Drossel verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren ferner auf Abbauen einer Spannung entlang des Rohrsystems durch elektrischen Stromfluss in dem elektrisch leitfähigen Material zwischen dem Zugangsbereich und der Wan dungsdurchführung .

Ferner ist gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Drossel mit einer Vorrichtung zum Führen von Kühlungs luft der Drossel bereitgestellt.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfin dung ist nicht auf die illustrierten oder beschriebenen Aus führungsformen beschränkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 illustriert in einer seitlichen Schnittansicht schematisch eine Vorrichtung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer elektrischen Drossel zusammen mit der elektrischen Drossel;

Fig. 2 illustriert in schematischer Darstellung in Schnittansicht ein Gebäude gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Konverter und einer Drossel und einer Vorrichtung zum Führen von Kühlluft; und

Fig. 3 illustriert in schematischer Ansicht von oben ein Gebäude bzw. einen Raum gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung mit Konvertern, Drosseln und einer Kühl luftZuführungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSFORMEN

Die in Fig. 1 in Schnittansicht schematisch illustrierte Drossel mit Vorrichtung zum Führen von Kühlungsluft 100 um fasst eine Vorrichtung 100 zum Führen von Kühlungsluft zum Kühlen einer Drossel 101 gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung sowie die Drossel 101. Die Vorrichtung 100 zum Führen von Kühlungsluft 103 bzw. 105 (d.h. Zuführluft 103 und Abführluft 105) weist ein Rohrsystem 120 zum Führen der Kühlungsluft 103, 105 auf, dass von mindestens einem Zu gangsbereich 107, 109 zu Kühlleitungen 111 der Drossel bis zu mindestens einer Wanddurchführung 113, 115 in einer Wandung 117, 119 eines Raumes reicht. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner ein elektrisch leitfähiges Material 121, das an dem Rohrsystem 120 angebracht ist und mit einem Leiter 123 der Drossel 101 elektrisch verbunden ist.

Die Drossel 101 umfasst Lagen von Windungen des Leiters 123, welche radial beabstandet sind und zwischen welchen die Kühl leitungen 111 zum Kühlen des Leiters vorgesehen sind. Das elektrisch leitfähige Material 121 ist in der illustrierten Ausführungsform als eine Beschichtung auf der Außenseite des Rohrsystems 120 ausgebildet und ist durchgehend zwischen der Drossel 101 und der Wandungsdurchführung 113 bzw. 115 vorge sehen.

Die Ausführungsform 100 der Kühlungsluftführungsvorrichtung umfasst ein Luftzuführrohrsystem 125, das mit einem Luftzu- führbereich 107 der Drossel 101 und mit einer Luftzuführwan- dungsdurchführung 113 gekoppelt ist und angeordnet und ausge bildet ist, um die Kühlungsluft 103 durch die Luftzuführwan- dungsdurchführung 113 aus einem Bereich 127 außerhalb des Ge bäudes den Kühlleitungen 111 zuzuführen.

Ferner umfasst das Rohrsystem 120 ein Luftabführrohrsystem 129, das mit einem Luftabführbereich 109 der Drossel 101 und mit einer Luftabführwandungsdurchführung 115 gekoppelt ist und angeordnet und ausgebildet ist, die Kühlungsluft 105 (nach Durchströmen der Kühlleitungen 111) aus den Kühlleitun gen 111 durch die Luftabführwandungsdurchführung 115 hindurch in einen Bereich 127 außerhalb des Gebäudes abzuführen.

Das Luftzuführrohrsystem 125 weist ein Anschlussteil 131 auf, das mit dem Luftzuführbereich 107 der Drossel 101 in Kommuni kation mit den Kühlleitungen 111 dicht verbunden ist und mit dem Leiter 123 der Drossel 111 elektrisch verbunden ist. Fer ner weist das Luftzuführrohrsystem 125 mehrere Rohrsegmente 133 auf, die mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil 131 mechanisch und elektrisch verbunden sind und an einem anderen Ende mit der Luftzuführwandungsdurchführung 113 mechanisch und elektrisch verbunden sind. Zwischen Rohrsegmenten 133 sind Dichtungen 134 vorgesehen.

In ähnlicher Weise weist das Luftabführrohrsystem 129 ein An schlussteil 135 auf, das mit dem Luftabführbereich 109 der Drossel 101 in Kommunikation mit den Kühlleitungen 111 dicht verbunden ist und mit dem Leiter 123 der Drossel elektrisch verbunden ist (und zwar an einer Oberseite der Drossel 101). Ferner weist das Luftabführrohrsystem 129 ein oder mehrere Rohrsegmente 137 auf, die mechanisch und elektrisch miteinan der verbunden sind und an einem Ende mit dem Anschlussteil 135 mechanisch und elektrisch verbunden sind und an einem an deren Ende mit der Luftabführwandungsdurchführung 115 mecha nisch und elektrisch verbunden sind.

Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Anschlussteil 131 des Luftzuführungsrohrsystems 125 eine sich entlang einer Strömungsrichtung (angedeutet durch Luftströmungspfeile 139) veränderliche lichte Querschnittsflächengröße (symbolisiert durch den Durchmesser DZ) auf, wobei die lichte Querschnitts flächengröße nahe bei dem Luftzuführbereich 107 größer ist als weiter entfernt davon. Ähnlich weist der Anschlussteil 135 des Luftabführungsrohrsystems 129 eine sich entlang der Strömungsrichtung 139 ändernde lichte Querschnittsflächengrö- ße (symbolisiert durch den Durchmesser DA) auf, der größer bei dem Luftabführbereich 109 ist als weiter entfernt, d.h. stromabwärts davon.

Die Drossel 101 und auch die Anschlussteile 131, 135 weisen im Wesentlichen zylindersymmetrische Form auf. Wie in Fig. 1 illustriert ist, weist mindestens ein Rohrsegment 137 eine entlang der Strömungsrichtung 139 im Wesentlichen konstante lichte Querschnittsflächengröße dz auf. Der Leiter 123 der Drossel 101 ist mit dem Anschlussteil 131, insbesondere mit der Beschichtung 121 über einen Drahtleiter 139 verbunden. Um zwei Rohrabschnitte 133 miteinander elektrisch zu verbinden, ist jeweils am Ende des Rohrabschnitts eine leitfähige (me tallische) Hülse 141 um die Außenoberfläche des Rohrsegments 133 gelegt und befestigt und elektrisch mit der Beschichtung 121 verbunden. Die beiden Metallhülsen 141 sind dann durch einen elektrischen Draht 143 miteinander verbunden.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung 121 kann weiter ein oder mehrere Schutzschichten aufweisen.

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner zumindest einen Sensor 145, 147, welche z.B. die Temperatur und/oder die Rauchkon zentration innerhalb des Strömungsweges des Rohrsystems 100 messen können. Die Vorrichtung 100 weist ferner mindestens einen Ventilator 149 auf, um Kühlungsluft 103 dem Rohrsystems 120 zuzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ventila tor 151 vorgesehen sein, um die Kühlungsluft 105 aus dem Rohrsystem 120 abzuführen.

In den verschiedenen Zeichnungen illustrierte Elemente, wel che ähnlich in Funktion und/oder Struktur sind, sind mit Be zugszeichen versehen, welche sich lediglich in der ersten Ziffer unterscheiden. Ein mit Bezug auf eine bestimmte Figur nicht im Detail beschriebenes Element kann unter Zuhilfenahme der Beschreibung dieses Elements mit Bezug auf eine andere Figur oder Ausführungsform verstanden werden. In Fig. 1 bildet der äußerste Zylinder 124 der Drossel 101 eine „Blindlage", ein äußerer GFK Zylinder, der mit Leitlack (allgemein leitfähiges Material 121) beschichtet ist. Optio nal könnte man auch auf diese Blindlage verzichten. Es wäre der äußerste Zylinder der Drossel dann eine elektrische Wick lung, die auf ihrer Isolation mit dem hier beschriebenen Leitlack beschichtet wird. Diese Variante baut billiger, es ergibt sich jedoch eine Unstetigkeit bei der Kühlung (Ver schlechterung) und eine Lücke im Brandschutz, da sich bei ei nem Kurzschluss und nachfolgendem Brand in der äußersten (stromführenden) Lage der Drossel dann außen beim nach dem Fluten kein C02 sondern normale Raumluft befindet. Der Brand schutz wäre somit beeinträchtigt.

Fig. 2 illustriert in schematischer Seitenansicht ein Gebäude 260 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches eine Gebäudewandung 217, 219 aufweist, die einen In nenraum 218 begrenzt. Ferner weist das Gebäude 260 mindestens eine Drossel 201 innerhalb des Innenraums 218 auf sowie eine Vorrichtung 200 zum Zuführen von Kühlungsluft 203 zum Kühlen der Drossel 201. Das Gebäude 260 weist ferner mehrere Konver ter 261 auf, die z.B. in Reihe geschaltet sind, wobei der letzte Konverter mit dem Leiter 223 der Drossel 201 elektrisch verbunden ist. Das Gebäude 260 kann weitere Dros seln enthalten, welche mit der Drossel 201 verbunden sind, beispielsweise in Serie. Die Drossel 201 ist durch mehrere Isolatorelemente 263 unterstützt und das Luftzuführrohrsystem 225 ist an mindestens einem der Isolatorelemente 263 mon tiert. Ebenso sind die Konverter 261 durch Isolatorelemente 265 getragen, und zwar wie die Drossel beabstandet von einem Boden 267 des Gebäudes 260. Die Luftzuführwandungsdurchfüh- rung 213 befindet sich dabei in einer Seitenwand 217 des Ge bäudes 260, während sich die Luftabführwandungsdurchführung 215 in einer Deckenwandung 219 befindet.

Fig. 3 illustriert in einer schematischen Draufsicht ein Ge bäude 360 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, welche Konverter 361, Drosseln 301 und eine Vorrichtung 300 zum Zuführen von Kühlungsluft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Vorrichtung 300 ist hier ausgebildet, alle drei Drosseln 301 mit Kühlungsluft zu versorgen. Dazu wird Kühlungsluft über eine einzige (oder mehrere) Luftzuführwandungsdurchführung 313 aus dem Außenraum 327 in das Rohrsystem 320 eingeführt und dann in Serie den Drosseln 301 zugeführt. Für jede Drossel 301 ist ferner ein entsprechendes Luftabführrohrsystem (etwa wie in Fign. 1 oder 2 illustriert) vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch über entsprechende Rohrabschnitte 329 die Abführung der Kühlungsluft durch mehrere Luftabführwandungsdurchführungen 315 durchgeführt werden.

Ein Rohrdurchmesser von Rohrsegmenten, welche für die Zufüh rung der Kühlungsluft vorgesehen sein kann, kann z.B. zwi schen 500 mm und 1000 mm, insbesondere ungefähr 800 mm betra gen. Ein Rohrdurchmesser von Rohrsegmenten, welche für Abfüh rung der Luft vorgesehen sind, kann z.B. zwischen 300 mm und 800 mm, insbesondere z.B. 600 mm liegen.

Die Vorrichtung 300 zum Führen der Kühlungsluft 303, 305 um fasst ferner einen CCg-Speicher 369, der mit dem Rohrsystem 320, insbesondere mit dem Luftzuführrohrsystem 325 gekoppelt ist, um CO2 (z.B. aus CCg-Flaschen 371) in die Kühlleitungen der Drossel 301 zu leiten. Dies kann z.B. im Brandfall erfol gen, wobei ein Ventil 373 geöffnet wird, während ein Luftein lassventil 365 geschlossen wird, welches im Normalbetrieb Kühlungsluft 303 einlässt. Zum Steuern der Luftmenge kann drosseleingangsseitig eine Blende bzw. ein Querschnittsgrö ßenregulator 375 vorgesehen sein. Die Abluft kann an der De cke durch Ventilatoren oder Kompression abgesaugt werden.

Im Folgenden werden Details besonderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Details müssen nicht in allen Ausführungsformen vorhanden sein, sondern sind optional und können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beliebig kombiniert werden. Die Luftdrossel wird mit glatten Luftkanälen versehen, so dass sie nicht mehr die Raumluft aus der Umgebung des Dros selkörpers ansaugt, sondern der Drossel-Körper wird (ggf. vollständig) von der Raumluft entkoppelt und mit mindestens einem eigenem Zuluft Kanal versehen. Optional wird auch ein Abluftkanal installiert. Der Luftkanal ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt, der jedoch auf allen Oberflächen eine spezielle elektrische Absteuerung auf weist. Im günstigen Falle ist ein handelsübliches Rohr ver wendbar, welches passend beschichtet wird (elektrisch abge steuert wird).

Durch Entkopplung des Zuluftstroms zur Drossel von der umge benden Raumluft (Kaltluftzufuhr unten am Drosselkörper durch einen Zuluftkanal bzw. Zuluftrohr) kann eine wesentlich tie fere Zuluft Temperatur für die Drosselkühlung im Winter ver wendet werden (z.B. -5 °C), als dies für die benachbart ste henden Konvertertürme zulässig ist. Tiefe Temperaturen ver längern die Lebensdauer der Luftdrossel signifikant und im Gegenzug kann im Sommer bei höheren Außenluft-Temperaturen die Drossel mit höheren Zuluft Temperaturen (z.B. 50°C) be aufschlagt werden als dies für den Konverter zulässig ist.

Der Lebensdauerverbrauch der Drossel kann so erhöht sein, was aber durch den Lebensdauer-Spareffekt im Winter zulässig ist. Auf diese Weise werden Luftaufbereitungskosten (Klimatisie rungskosten, Kosten für Luftkühlung, die nur für den Konver ter erforderlich ist) gesenkt.

Die elektrische Absteuerung der Luftkanäle besteht aus einer ohmsch eingestellten Beschichtung. Das bedeutet, es soll eine Beschichtung verwendet werden, die bei Betriebsfeldstärke (etwa 50 V/mm) einen elektrischen Quadratwiderstand im Be reich von größer als 1*10 ^L 6 Ohm, z.B. 1*10 ^L 9 - 1*10 ^L 13 Ohm oder 1*10 ^L 9 - 1*10 ^L 11 Ohm bevorzugt aber einen elektrischen Quadratwiderstand von 1*10 ^L 11 Ohm besitzt.

Die Luftkanäle haben keine verrippte Bauweise, sondern sie haben eine glatte Oberfläche, die fertigungstechnisch deut- lieh einfacher zu realisieren ist. Weiter sind glatte Ober flächen einfacher zu beschichten, insbesondere gilt das für die Innenseite des Luftkanals. Weiter bietet ein glattwandi- ges Rohr den Vorteil, dass sich weniger Staub auf der Ober fläche ablagert, als in einem verrippten Rohr und dass Reini gung einfacher möglich ist. Der Luftkanal kann dann aus einem beliebigen, elektrisch und mechanisch ausreichend festen Ma terial bestehen. Idealerweise verwendet man ein auf dem Markt serienmäßig erhältlichen, schwer entflammbaren Kunststoff in geeigneten Kanaldurchmessern. Materialien, aus denen solche Rohre bestehen können, sind z.B. faserverstärkte Duromere, wie etwa glasfaserverstärkte Epoxide, aber auch extrudierte Thermoplaste, wie z.B. PVC.

Die Oberfläche des Zuluft Kanals weist insgesamt mindestens eine Länge von der doppelten Schlagweite, die am Einbauort erforderlich ist, auf: beispielhafter Kriechwegfaktor = 2. Dies erfüllt in der Regel die Anforderung von sauberen Innen räumen. Optional werden die Zuluft-Kanäle unten an den drei Drosseln im Sternpunkt, d.h. auf einer Gleichspannungs- Polarität zusammengeführt auf einen Sammelkanal, so dass ab dem Sammelrohr nur ein gemeinsamer, elektrisch abgesteuerter Zuluft-Kanal erforderlich ist, der den nötigen Kriechweg und die Spannungsabsteuerung enthält.

Der Luftkanal wird unten (und optional auch oben) luftdicht an die Drossel mittels eines Querschnitt-Reduzierstücks ange baut, d.h. es gibt keine Fehlluftströmung außen am Drossel körper vorbei oder innen durch den leeren Teil der Drossel fläche hindurch. Es ergibt sich ein effizienter Luftdurch satz, der ausschließlich an zu kühlenden Wicklungsteilen vor beiströmt, folglich ist die erforderliche Kühlluftmenge mini mal. Außerdem kann die Zuluft unter der Drossel in einem Luftauslasstrichter einströmen und die Luftansaugung kann ebenfalls in einer Trichterform ausgeführt ist, kann jedoch oberhalb der Drossel positioniert werden. Egal welche Ausführung angewandt wird, in beiden Fällen wird der Luftauslass, sowie die Luftabsaugung elektrisch an die Drossel angebunden. Und zwar in der Art und Weise, dass die unterste Drosselwicklung (in der Regel das Potential des un teren Tragsterns) mit dem Luftauslass elektrisch verbunden ist und die oberste Wicklung der Spule (in der Regel das Po tential des oberen Tragsterns) mit der Luftabsaugung.

Gleichzeitig müssen das jeweilige Ende der Zu- bzw. Abluftka näle an deren der Drossel abgewandten Enden elektrisch mit dem Erdpotential verbunden sein. Dadurch wird über die Kanal länge in den hochohmigen Schichten ein Potential aufgebaut, welches am Anfang des Kanals (=Verbindung zur Klima- /Lüftungsanlage) auf 0 Volt liegt, also auf Erdpotential und am drosselseitigen Kanalende, also an der elektrischen Anbin dung des Kanals an die Drossel, auf dem Potential der Dros sel, also z.B. 400 kV DC. Die Länge der Luftkanäle sollte so gewählt werden, dass sich im Betrieb eine mittlere Feldstärke von etwa <= 50 V/mm auf der Kanaloberfläche in Kanalrichtung einstellt. Im Falle einer Drossel mit 400kV DC Betriebsspan nung wäre somit der Kanal >= 8 m lang zu wählen. Natürlich kann die Betriebsfeldstärke in der ohmschen Beschichtung auch kleiner oder größer gewählt werden, sollte aber die Größen ordnung nicht verlassen.

Als Materialien für die hochohmige Beschichtung kommen z.B. polymerbasierte Lacke in Frage. Dabei ist solch ein Lack aus einem Bindemittel, einem Lösemittel und einem Füllstoff auf gebaut. Als Bindemittel sollte ein Duromer (evtl auch ein Elastomer) gewählt werden. Beispiele wären auf Basis Epoxid, Polyurethan, Polyesterimid, oder ähnliche. Als Elastomer könnte z.B. ein Silikon gewählt werden. Als Füllstoff sollte ein keramischer Füllstoff gewählt werden, der vorzugsweise kein Oxid ist. Zum Beispiel könnte ein Siliziumkarbid gewählt werden. Als Umgehungsmöglichkeit könnte eine oxidische Kera mik dotiert oder undotiert gewählt werden, wie z.B. Antimon dotiertes Zinnoxid. Der elektrische Widerstand kann über die Füllstoffkonzentra- tion, die Partikelgröße und die Dotierung eingestellt werden. Um die Anzahl der elektrischen Leitpfade im Lack hoch zu hal ten (was eine erhöhte Stromtragfähigkeit mit sich bringt), sollte die Füllstoffkonzentration so hoch gewählt werden, dass der Füllstoff überperkulär vorliegt. Dies bedeutet, dass mit etwas reduzierter bzw. etwas erhöhter Füllstoffkonzentra tion im Lack sich der elektrische Widerstand kaum ändert. Dadurch ist nicht nur die Leitpfadkonzentration hoch, sondern auch die Schwankung des elektrischen Widerstandes des Lackes reduziert. Anstatt über die Füllstoffkonzentration sollte der Widerstand über die Partikelgröße und/oder die Dotierung ein gestellt werden. Falls eine Dotierung des Siliziumkarbides (SiC) in Anspruch genommen wird, dann vorzugsweise mit Alumi nium. Ansonsten sollte der Widerstand über die Partikelgröße eingestellt werden. Dabei gilt: Je größer die Partikel, umso geringer der elektrische Widerstand. Typische Füllstoffein- waagen beim SiC sind zwischen 60 - 95 Gew.% bezogen auf den gesamten Lack ohne Lösemittel.

Als Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch kommen bevorzugt orga nische Lösemittel zum Einsatz mit ähnlicher Polarität wie die des Bindemittels. Zielführend ist dabei ein Lösemittelgemisch mit mindestens einem Nieder- und einem Mittelsieder. Das Lö semittel dient zur Viskositätserniedrigung des Lackes, sodass dieser mittels Niederdruck versprüht werden kann.

Die geeignetste Lackapplikation ist das Nasslackieren mit Niederdruck (bis max. 10 bar Druckluft). Andere Beschich tungsverfahren wie thermisches Spritzen, Tauchen, Wirbelbett sintern, etc. sind aber auch denkbar.

Zur elektrischen Kontaktierung der einzelnen Rohre unterei nander, sowie die Kontaktierung des Luftkanals mit der Dros selspule bzw. der Erde wird als zielführend eine metallische Kontaktierung bevorzugt. Dabei wird vor der Beschichtung der Luftkanäle mit dem hochohmschen Lack eine metallische Hülse auf das Kunststoffrohr aufgeklebt, gegebenenfalls in einer Nut im Rohr versenkt, und zwar in der Art und Weise, dass diese Hülse am Ende eines Rohrsegments rotationssymmetrisch komplett umlaufend auf das Rohr aufgebracht wird. Außerdem befindet sich eine Anlenkung auf der metallischen Hülse, an die ein Litzenkabel mit z.B. einem Kabelschuh angebunden wer den kann. Wird nun jedes Ende eines Rohres auf diese Art und Weise mit einer metallischen Hülse bestückt, so können die Hülsen über die Litzenkabel miteinander verbunden werden. Die anschließende Lackierung der Rohre (vor Zusammenbau) gewähr leistet eine gute Anbindung des Lackes auf die metallischen Hülsen. Der Potentialauf- bzw. -abbau erfolgt dann aus schließlich im Lack und nicht in der metallischen Hülse.

Eine Ausführungsform beinhaltet neben der potentialsteuernden Lackschicht das Aufbringen einer zusätzlichen, zweiten Lack schicht auf die oben beschriebene hochohmige, potentialsteu ernde Schicht. Diese zusätzliche Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass sie schmutzabweisend ist und dadurch, dass die hochohmige, darunterliegende Schicht z.B. mechanisch ge schützt wird. So eine zweite Schicht sollte besonders glatt sein, sehr dünn und elektrisch isolierend. Die stromführende, potentialsteuernde hochohmige Schicht ist üblicherweise etwa 50 - 150 ym dick. Die schmutzabweisende oder mechanisch schützende Schicht ist etwa 20 - 100 ym stark.

Für die Drosselwicklung ist die Geschwindigkeit der Luftströ mung in den Luftkanälen des Wickelkörpers durch passenden eingestellten Druck in den oben beschrieben Zuluft- bzw. Ab luftkanälen zweckmäßigerweise erhöht gegenüber der natürli chen Konvektion durch die Kanäle. Somit ist die Effizienz der Kühlung des Wickelköpers gesteigert. Die Kanalquerschnitte im Wickelkörper der Drossel können verkleinert werden, die Dros sel kann insgesamt kleiner und leichter gebaut werden. Es wird also die effektive Luftströmung durch den Drosselkörper erhöht - und gleichzeitig ist die benötigte, gesamte Luftmen ge kleiner als bei natürlicher Konvektion mit zahlreichen Ne benschlusspfaden innerhalb und außerhalb des Drosselkörpers. Der Wickelkörper kann also kleiner, leichter und aufgrund der kürzeren Leiterlänge mit gesteigertem Wirkungsgrad gefertigt werden.

Bei Installation von Abluftkanälen ist die abgesaugte Luft direkt von der Drossel in die Abluftkanäle eingespeist. Schon sehr frühzeitig nach dem Überhitzen der Drosselwicklung wird die Konzentration von brandtypischen Gasen im Abluftkanal stark ansteigen und die Erkennung durch Brandmelder, die im Sammelabzug installiert sind, arbeitet verzögerungsfrei und effizient. Dies ist bei Brandmeldern in Hallen - Belüftungs sensoren in weitaus geringerem Maße der Fall.

Wenn im Zuluft-Kanal auf Erdpotential, d.h. also am Eingang des Zuluft Kanals eine Feuerlöschvorrichtung integriert wird, so kann z.B. nach Abschiebern der Frischluftzufuhr und mit Einspeisen von C02 aus einem Gasspeicher in den Zuluft-Kanal hinein ein Brand - auch von einer extrem erhitzten und norma lerweise nicht selbstverlöschenden Drosselsektion - gelöscht werden: Von unten her wird die Drossel komplett mit C02 ge flutet. Dies ist schnell und effizient möglich, da das zu flutende Raumvolumen vergleichsweise klein ist. (Hochgradige Effizienzverbesserung gegenüber der C02-Flutung eines kom pletten Konverterraumes, wie auf einigen Offshore Plattformen heute üblich). Optional wird außen auf der Blindlage der Drossel und auf dem Luftkanal optional zusätzlich auf die elektrisch ansteuernde Beschichtung noch eine zweite, brand hemmende Silikonbeschichtung aufgebracht.

Alternative Umgehungsmöglichkeiten für Kontaktierung der Be schichtungen an den Übergangsstellen von Luftkanalteilen:

Die Kontaktierung wird durch Überzug der Beschichtung um den gesamten Rand des Luftkanals sichergestellt. Zusätzlich wird in den Zwischenraum zwischen die kontaktierenden Luftkanal teile eine elastische, halbleitende Dichtung eingebracht, die gegenüber der vergleichsweise dünnen Absteuerschicht (z.B. 0,2mm) Elastizität und großflächige Kontaktierung sicher stellt, Stärke beispielsweise 3mm.

Absteuerung von Winkelstücken im Luftkanal: Wenn der Lack so hergestellt wird wie oben beschrieben, dann kann dem Lack eine definierte Nichtlinearität in dessen elektrischem Widerstandsbelag eingestellt werden. Diese Nichtlinearität kann durch den nichtlinearen Exponenten „al- pha" beschrieben werden, welcher die Steigung der Kennlinie in einem Strom-Spannungs-Diagramm beschreibt. Beim oben be schriebenen, auf SiC basierten Lack, ist der nichtlineare Ex ponent alpha in etwa 3-4. Diese Widerstandseigenschaft sorgt nun dafür, dass in elektrisch hochbelasteten Bereichen mit hoher Feldstärke, das elektrische Feld in Bereiche mit nied rigerer Feldstärke verschoben werden. Dies wäre z.B. der Fall bei gekrümmten Luftkanälen, auf deren Innenseite (Krümmungs richtung). Diese Eigenschaft sorgt also für eine Art Aus gleich der Stromdichte innerhalb der Lackschicht. Dies hat Vorteile bei der Joulschen Erwärmung des Lackes, wodurch die Erwärmung auf der Innenseite bei einer Krümmung reduziert wird. Die Nichtlinearität der Widerstandskennlinie macht sich erst ab 30 V/mm Feldstärke im Material bemerkbar. Unterhalb von 30 V/mm hat das Material einen ohmschen Widerstand.

Installation der Luftkanäle im Raum:

Damit die Zugänglichkeit von Drosseln und Konvertern im Raum nicht beeinträchtigt wird und alle Bereiche mit einem Sche renlift gut erreichbar bleiben, werden die Luftkanalstücke, die nah am Sternpunkt der Drossel installiert sind, an den Drossel-Stützisolatoren befestigt. Alle weiter entfernten Luftkanalstücke werden von der Decke mittels Hängeisolatoren abgehängt.

Die Wegführung der Luftkanäle werden nicht geradlinig entlang der kürzesten schlagweite zum Boden und zur Hallendecke ge führt, sondern sie werden über einen verlängerten weg, d.h. z.B. im Zick-Zack zum Erdpotential am Boden und in der Hal lendecke geführt. So wird der erforderlich Kriechweg auf der Oberfläche des Luftkanals sichergestellt. Aufbereitung der Zuluft: a) Nur Zuluftkanal, aber kein Abluftkanal vorhanden: die warme Abluft der Drosseln geht in die Konverterhalle: Die Zuluft der Drosseln muss dann dieselbe Luftqualität aufweisen, wie die Raumluft des Konverterraumes, die Rückküh lung kann allerdings getrennt erfolgen, so dass tiefe Zuluft Temperaturen erreicht werden können. Sinnvoll bei geo graphisch bedingt vorwiegend kalten Aufstellungsorten. b) Zuluftkanal und Abluftkanal installiert: Der Luftkreislauf der Drosseln kann komplett entkoppelt werden vom Konverterraum, die Luftqualität kann schlechter sein (da Drosseln robuster sind gegen Verschmutzung.

Dies bietet weiteres Einsparpotential

Folgende Vorteil können erreicht werden:

Glatte Luftkanäle mit elektrischer Absteuerung sind kos tengünstig zu fertigen

Gesteigerte Effizienz in Belüftungstechnik, gesenkte Kosten, erhöhte Lebensdauer der Drossel gegenüber natürlicher Konvektion im (stets recht warmen) Konverterraum.

Verbesserter Brandschutz durch Option „C02" Löschung im geschlossenen Zuluftkanalsystem

Niedriges Risiko durch Nutzung von bewährter Technolo gie, da das Konzept und die Kenntnisse über Materialien der Beschichtung einer Blindlage der Drossel (=äußerer Mantel der Drossel) verwendet werden können für das Design der Beschich tung der Luftkanäle.

In anderen Ausführungsformen kann das Rohrsystem gerippte Oberflächen aufweisen. Das Rippenrohr mit kürzerer Baulänge birgt jedoch elektrische Risiken und zahlreiche Herausforde rungen bei der Fertigung. Im Betrieb besteht das Risiko der inneren Verschmutzung eines Rippenrohres. Eine Reinigung ist kaum möglich, Gleichmäßiges Aufbringen einer elektrischen Ab steuerung erscheint kaum machbar.