DE10128422C1

DE10128422C1 - Sammelschienenverbinder

Info

Publication number: DE10128422C1
Application number: DE10128422A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hinz; Stephan Meyer
Original assignee: NKT Cables GmbH and Co KG
Current assignee: NKT Cables GmbH and Co KG
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: WO2002101896A2; WO2002101896A3

Abstract

Es wird ein Sammelschienenverbinder für Durchführungen (1) zu Einzelfeldern von elektrischen Schaltanlage vorgestellt. Der Verbinder wird gebildet aus einem Koppeladapter (100, 102) und mindestens einem Endadapter (110, 112). Beide Adapter werden von einem Isolierkörper (20.1) umhüllt. Im Koppeladapter (100, 102) ist ein Durchführungsbolzen (2) zur Verbindung zwischen der Durchführung (1) und einer ersten Sammelschiene (4.1) vorhanden. Im Endadapter (110, 112) wird eine zweite Sammelschiene (4.2) über einen Stromführungsbolzen (8) mit der ersten Sammelschiene (4.1) verbunden. Die Erfindung liegt darin, daß der Isolierkörper (20.1) des Koppeladapters (100, 102) mit einer konischen Öffnung (E1) und daß der Endadapter (110, 112) passend dazu mit einem Konus (K1) versehen ist und daß der Endadapter (110, 112) auf der der Durchführung (1) abgewandten Seite mit einer konischen Öffnung (E2) für das Einfügen eines Einsatzes (120, 130) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sammelschienenverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE 42 10 773 A1 ist eine metallgekapselte, druckgasisolierte SF6-Schaltanlage mit einer Sammelschienenanordnung zur Kopplung von aus jeweils aus einem Gastank bestehenden Gehäusen oder Einzelfeldern beschrieben. Die Kopplung der jeweils drei Lasttrennschalter enthaltenden Einzelfelder erfolgt über außenseitig an diesen angeordnete Sammelschienenverbinder, die über Durchführungen mit inneren Sammelschienen verbunden sind, und zwischen diesen anordbare Sammelschienen abschnitte. Die Durchführungen sind mit einem elektrisch leitenden Durchführungs bolzen versehen, in den ein Gewindebolzen einschraubbar ist, an dem eine Schalen klemme zum Anklemmen von Enden von äußeren Sammelschienen angeordnet ist. Zur Erzeugung des erforderlichen Kontaktdruckes ist am Gewindebolzen eine Mutter angeordnet, die über eine Spannscheibe auf die Schalenklemme wirkt. Die äußeren Sammelschienen sind im Kontaktbereich der Schalenklemme metallisch blank und außerhalb derselben von einer Isolierschicht überzogen. Die Sammelschienenverbin dungsstelle ist von einem Isolierkörper umschlossen, das gehäuseseitig auf einen Au ßenkonus der Durchführung aufgeschoben ist, auf der dem Gehäuse abgewandten Seite der Sammelschienen eine Öffnung zur Montage der Sammelschienenabschnitte und parallel zur Wandung des Gehäuses ausgerichtete hülsenförmige Öffnungen für die Enden der äußeren Sammelschienen aufweist. Die Öffnung zur Montage der Sammelschienen ist durch einen Verschlußstopfen verschließbar, der eine Eingieß mutter aufweist, die auf den Gewindebolzen aufschraubbar ist.

Dieser Sammelschienenverbinder ist für Sammelschienensysteme für maximal 1250 A Nennstrom ausgelegt, woraus sich ein Durchmesser für die aus Cu-Vollmaterial ge fertigten Sammelschienen von 32 mm ergibt. Bei größeren Nennströmen sind größere Abmessungen erforderlich, auch, weil mit diesen die Wärmeverluste zunehmen. Grö ßere Sammelschienendurchmesser erfordern wiederum größer dimensionierte Sam melschienenverbinder, die an das vorhandene Sammelschienensystem nur mit Spezialadaptern ankoppelbar sind.

Weiterhin ist es bei der Fortentwicklung der Technik wünschenswert, bei 24 kV ein Einspeisefeld zu bestücken, welches zwei Geräteanschlußteile hat. Über beide Gerä teanschlußteile sollen 1250 A einspeisbar sein, so daß beim Zusammenführen der Ströme 2500 A beherrscht werden müßten.

In der DE 295 01 824 U1 ist ein 'doppelstöckiger' Sammelschienenverbinder darge stellt, der ein festes Isolierformteil umfaßt, welches zwar mehrere Zugänge zur An kopplung von Sammelschienen ermöglicht, aber ansonsten unveränderbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sammelschienenverbinder für me tallgekapselte Einzelfelder von Schaltanlagen für große Nennströme zu schaffen, die in bekannte Sammelschienensysteme integrierbar sind, aber eine Variation der Zu gangsmöglichkeit für Sammelschienen erlaubt.

Die Aufgabe wird bei Sammelschienenverbindern nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Der Sammelschienenverbinder soll vorzugsweise auch an SF6-isolierten Schaltanla gen einsetzbar sein.

Der Kern der Erfindung liegt darin, daß äußere Sammelschienen an einem Sammel schienenverbinder für metallgekapselte, aneinanderreihbare Einzelfelder von elektri schen Schaltanlagen senkrecht zur Achse der Durchführung liegend, mehrstöckig an bringbar sind. Die Durchführungen sind jeder Phase der Schaltanlage zugeordnet.

Eine zusätzliche Sammelschiene ist über den Koppeladapter auf einem weiteren Endadapter montierbar. Die Isolierkörper von Koppeladapter und Endadapter werden ineinander gesteckt. Hierzu ist ein konischer Einsteckbereich ausgebildet. Im Inneren des Isolierkörpers des Endadapters befindet sich ein zylindrischer Hohlraum mit einem metallischen Stützrohr. Dieser Hohlraum ist ein Faraday'scher Käfig und nimmt den Stromführungsbolzen auf. Der konische Einsteckbereich beider Adapter schließt den doppelstöckigen Sammelschienenverbinder spannungsfest ab. Die äußeren Leit schichten beider Isolierkörper stoßen am Rand des Einsteckbereichs aufeinander. Die zweite Sammelschiene wird genau wie die erste Sammelschiene im Koppeladapter montiert. Die Kontakthalbschalen im Endadapter liegen am Stromführungsbolzen fest an. Auch die zweite Sammelschiene wird von Kontakthalbschalen umschlossen und über Gewindebolzen, Federring und Mutter verschraubt. Mit einem Schraubein satz kann der Endadapter verschlossen und mit einer leitfähigen Abdeckkappe als ka pazitiver Messpunkt verbunden werden. Die Abdeckkappe ist leitend mit der Leit schicht des Endadapters verbunden.

Beide Adapter bestehen aus flexiblem Isoliermaterial, vorzugshalber aus Silikonkau tschuk. Bis auf den konischen Einsteckbereich (das heißt, die konische Öffnung und der Außenkonus) ist bei den Adaptern außen eine Leitschicht aufgebracht. Der koni sche Einsteckbereich ist übermaßlich zur Kontur der Einführöffnung ausgeführt, so daß die Grenzflächen der aneinander anstoßenden Adapter unter Verspannung aufein ander abschließen. Das Stützrohr wird in einen untermaßlichen Zylinder hohlraumfrei in den Isolierkörper des Endadapters eingeschoben. Er kann auch im Werkzeug für den Isolierkörper zum Umspritzen eingelegt werden, so daß sich eine feste Verbin dung ergibt. Das Stützrohr hat Kontakt zur inneren Steuerhülse des Isolierkörpers des Endadapters.

Die Leitschichten beider Adapter (Koppeladapter und Endadapter) werden einzeln über Massekabelanschlüsse geerdet.

In einer einfacheren Ausführung (ungesteuerte Ausführung) kann der Sammelschie nenverbinder auch ohne Leitschichten auf den Adaptern ausgebildet sein.

Die in den Unteransprüchen formulierten Ausgestaltungen der Erfindung werden ein zeln oder auch in Kombination beansprucht.

Weitere Einzelheiten der Anordnung sind folgende: Die Verschluß- oder Adapteröff nung des Endadapters liegt in axialer Verlängerung der Durchführung. Der Isolier körper und der isolierte Schaft der Verschlußstücke weisen eine leitfähige Beschich tung auf. Die im Isolierkörper zum Anklemmen der Sammelschienen vorhandene Öffnung ist durch einen Schraubeinsatz verschließbar und mit einer Kappe aus einem leitfähigen Material abdeckbar. Der Isolierkörper weist in seinem Innern in den an die Schalenklemmen grenzenden Bereichen und in den Eintrittsbereichen der Öffnungen für die Enden der äußeren Sammelschienen Feldsteuerhülsen auf. Unbesetzte Klemmstellen an den Schalenklemmen sind durch Verschlußstücke verschließbar. Ein Verschlußstück für eine unbesetzte Öffnung kann aus einem Cu-Bolzen gebildet sein, das schalenklemmenseitig ein Klemmstück aufweist, das dem Ende einer Sammel schiene entspricht.

Die doppelstöckige, trennbare aber auch auf Mehrstöckigkeit erweiterbare Anordnung eines Endadapters am Stromführungsbolzen des ersten Koppeladapters hat den Vor teil, daß die Nennströme auf zwei oder sogar mehrere Sammelschienen aufgeteilt werden können. Der erfindungsgemäße mehrstöckige Sammelschienenverbinder kann daher in vorteilhafter Weise ohne Umbau oder Änderung eines Grundelements eines einstöckigen Sammelschienenverbinders eingesetzt werden.

Da die Durchmesser der Sammelschienen eines gegebenen Sammelschienensystems unverändert bleiben, können diese bisherigen Sammelschienen eingesetzt werden, und es sind Nennströme von bis zu 2500 A einspeisbar. Der Verbinder ist in gegebene Sammelschienensysteme integrierbar und als Übergangsverbinder zu gegebenen Sammelschienensystemen verwendbar. Die Erwärmungsverluste bleiben auf Grund des gleichgebliebenen Durchmessers der Sammelschienen unverändert und sind damit beherrschbar wie zuvor.

Durch die Ausbildung von mehreren Einführöffnungen für Sammelschienen ist der Verbinder sogar als mehrfacher Kreuzverbinder einsetzbar. Einführöffnungen und vorbestimmte Anklemmstellen können aber auch unbesetzt bleiben, wenn sie mit Verschlußstücken verschlossen werden. Ein Verschlußstück kann aus einem Cu- Bolzen gebildet sein, der schalenklemmenseitig ein Klemmstück zum Einschub in ei ne Schalenklemme aufweist, das den Durchmesser einer Sammelschiene hat, und der sich nach der der Schalenklemme abgewandten Seite hin zu einem Schaft verjüngt und mit einer Isolierschicht versehen ist. Das isolierte Ende des Schaftes sollte abge rundet und in diesem Bereich mit einer Leitschicht versehen sein, die beim in den Isolierkörper eingeführten und angeklemmten Verschlußstück bis zu den Feldsteuer hülsen im Eingangsbereich der Öffnung reicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen erfindungsgemäße Sammelschienenverbinder im Schnitt im Einzelnen:

Fig. 1 eine Koppeladapter und eine Endadapter mit je einer Sammelschienen- Einführöffnung,

Fig. 2 den Endadapter mit zwei Sammelschienen-Einführöffnungen und

Fig. 3 den Koppeladapter mit zwei Sammelschienen-Einführöffnungen.

Der in Fig. 1 dargestellte, doppelstöckige Sammelschienenverbinder weist einen in einen Durchführungsbolzen 2 einer Durchführung 1 einschraubbaren Gewindebolzen 3.1 auf. Zur Montage wird der Gewindebolzen 3.1 über einen Innensechskant auf den Durchführungsbolzen 2 aufgeschraubt und angezogen. An diesem ist eine Scha lenklemme angeordnet, die jeweils aus zwei Kontakthalbschalen 7.1 und einer Feder scheibe 7'.1 gebildet ist. Die drei Elemente sitzen über einer zentralen Bohrung auf dem Gewindebolzen 3.1. Das Ende der Sammelschienen 4.1 wird durch die Schalen klemme mit der Sechskantmutter 6.1 fest aufgeklemmt. Die erste Sammelschiene 4.1 ist von der zweiten, im Endadapter 110 angeordneten Sammelschiene 4.2 im Abstand durch einen Stromführungsbolzen 8 mit vorbestimmter Länge voneinander getrennt. Der Stromführungsbolzen 8 sitzt auf dem freien Ende des Gewindes des Durchfüh rungsbolzens 2, wobei eine schaltfeldseitige Bohrung zur Aufnahme der Sechskant mutter 6 zur Befestigung der Schalenklemme aufgeweitet ist.

Die in den Koppeladapter 100 und in den Endadapter 110 angeklemmten Sammel schienen weisen außerhalb der Schalenklemmen 7.1 und 7.2 eine Isolation 30.1, 30.2 auf.

Die beschriebene Anordnung ist auf der der Durchführung 2 abgewandten Seite durch einen Schraubeinsatz 120 verschlossen und mit einer Kappe 130 aus einem leitfähi gen Material abgedeckt. Die Öffnung für den Schraubeinsatz 120 ist konisch ausge bildet und ist Zugang zu der Sechskantmuttern 6.2. Hier wird das An- oder Abklem men der Sammelschiene 4.2 ermöglicht.

In Höhe der Schalenklemmen 7.1 und 7.2 sind jeweils die Öffnungen 17.1 bzw. 17.2 zur Aufnahme und zum Umschließen von Sammelschienen oder von Verschlußstüc ken quer zum Gewindebolzen 3.1 und Stromführungsbolzen 8 angeordnet. Die Iso lierkörper 20.1 und 20.2 sind zum Zwecke des Berührungsschutzes mit einer Leit schicht 16.1 und 16.2 beschichtet. Beide weisen auch im Eintrittsbereich der Öffnun gen 17.1 und 17.2 und in den an die Schalenklemmen 7.1 und 7.2 grenzenden Berei chen Feldsteuerhülsen 14', 14", 14.1 und 14.2 zur Vergleichmäßigung des elektri schen Feldes auf. Die Sammelschienen 4.1 und 4.2 sind außerhalb der Isolierkörper ebenfalls mit einer leitfähigen Schicht 18.1, 18.2 überzogen, die im Eintrittsbereich der Öffnungen 17.1 bzw. 17.2 endet.

In Fig. 2 ist der Endadapter 112 mit zwei gegenüberliegenden Sammelschienen- Einführ-öffnungen ausgebildet. In allen drei Öffnungen ist eine Sammelschiene ein geklemmt.

In Fig. 3 ist ebenfalls ein Kreuzadapter dargestellt, bei dem der Koppeladapter zwei gegenüberliegenden Sammelschienen-Einführöffnungen aufweist. Ansonsten entspre chen die Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 der Form in Fig. 1.

Bezugszeichen

100

,

102

Koppeladapter

110

,

112

Endadapter

1

Durchführung

2

Durchführungsbolzen

3.1

erster Gewindebolzen

3.2

zweiter Gewindebolzen

8

Stromführungsbolzen

20.1

,

20.2

Isolierkörper

4.1

,

4.2

Sammelschienen

7.1

,

7.2

Kontakthalbschale

6.1

,

6.2

Sechskantmuttern
6'.1 Spannscheibe

14

',

14

" innere Steuerhülsen

14.1

,

14.2

Steuerhülsen zu den Sammelschienen

16.1

,

16.2

Leitschichten auf Isolierkörpern

17.1

,

17.2

Öffnungen für Sammelschiene

18.1

,

18.2

leitfähige Schichten auf den Sammelschiene

30.1

,

30.2

Isolation der Sammelschienen

32

Stützrohr
MP Messpunkt

46

,

48

Masseanbindungen

120

Schraubeinsatz

130

Kappe

Claims

1. Sammelschienenverbinder für Durchführungen (1) zu metallgekapselten, aneinan derreihbaren Einzelfeldern von elektrischen Schaltanlagen, gebildet aus einem mit einem Isolierkörper (20.1) und Feldsteuerelementen (14', 14.1) versehe nen Koppeladapter (100, 102) bestehend aus einem in einer Durchführung (1) befe stigten Durchführungsbolzen (2) zur Verbindung zu mindestens einer ersten Sammel schiene (4.1), wobei die erste Sammelschiene (4.1) am freien Gewinde eines in den Durchführungsbolzen (2) eingeschraubten ersten Gewindebolzens (3.1) über eine Schalenklemme (7.1, 7'.1) mit einer Gewindeschraube (6.1) fixierbar ist,
einem Stromführungsbolzen (8), der auf dem über die Gewindeschraube (6.1) des ersten Gewindebolzens (3.1) hinausstehenden Gewinde aufschraubbar ist,
einem mit einem Isolierkörper (20.2) und Feldsteuerelementen (14", 14.2) versehe nen Endadapter (110, 112) zur Verbindung zu mindestens einer zweiten Sammel schiene (4.2), wobei die zweite Sammelschiene (4.2) am freien Gewinde eines in den Stromführungsbolzen (8) eingeschraubten zweiten Gewindebolzen (3.2) über eine Schalenklemme (7.2, 7'.2) mit einer Gewindeschraube (6.2) fixierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierkörper (20.1) des Koppeladapters (100, 102) in Richtung auf den Endadapter (110, 112) mit einer konischen Öffnung (E1) versehen ist,
daß der Endadapter (110, 112) passend für die konische Öffnung (E1) des Koppel adapters (100, 102) mit einem Konus (K1) versehen ist,
und daß der Endadapter (110, 112) auf der der Durchführung (1) abgewandten Seite mit einer konischen Öffnung (E2) für das Einfügen eines Einsatzes (120, 130) ausge bildet ist.

2. Sammelschienenadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ko nus (K1) des Endadapters (110, 112) in seinem Inneren mit einem Stützrohr (32) sta bilisiert ist.

3. Sammelschienenadapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (32) metallisch ausgeführt ist und in Kontakt steht mit den Feldsteuerele menten (14", 14.2) des Isolierkörpers (20.2) des Endadapters (110, 112).

4. Sammelschienenadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß im Isolierkörper (20.1) des Koppeladapters (102) und/oder im Isolierkörper (20.2) des Endadapters (112) gegenüberliegende Öffnungen für beidsei tiges Einführen von Sammelschienen (4.1, 4.2) vorhanden sind.

5. Sammelschienenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (20.1, 20,2) von Koppel- (100, 102) und Endadapter (110, 112) eine äußere, leitfähige Beschichtung (16.1, 16.2) aufweisen.

6. Sammelschienenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldsteuerelemente der Isolierkörper (20.1, 20.2) als Feld steuerhülsen (14.1) ausgeführt sind und in den an die Schalenklemmen (7.1, 7.2) grenzenden Bereichen und in den Eintrittsbereichen der Öffnungen (17.1, 17.2) für die Sammelschienen (4.1, 4.2) angeordnet sind.

7. Sammelschienenadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schalenklemme aus zwei Kontakthalbschalen (7.1) in Verbin dung mit Federscheiben (7'.1) gebildet ist.

8. Sammelschienenadapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz ein Schraubeinsatz (120) mit Abschlußkappe (130) oder ein weiterer Endadapter (110, 112) ist.

9. Sammelschienenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unbesetzte Öffnungen (17.1, 17.2) der Isolierkörper (20.1, 20.2) durch Verschlußstücke verschließbar sind.