DE2123549C3 - Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Stromschienensystems mit einem Anlagenbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Stromschienensystems mit einem Anlagenbauteil nach dem Oberbegriff des

ίο Patentanspruches 1.

In elektrischen Hochspannungsanlagen sind bereits dreiphasige Stromschienen-Kanäle verwendet worden, in denen sich drei durch ein isolierendes Gas isolierte Leiter befinden, um auf diese Weise den Raumbedarf

ir«· von Stromschienenverbindungen zwischen zwei elektrischen Anlagen zu reduzieren. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist es schwierig, die Anschlüsse der einen Anlage mit denen der anderen Anlage zu verbinden, also beispielsweise die Anschlüsse eines Hochspannungstransformators mit den Anschlüssen eines Hochspannungsschalters zu verbinden. Im allgemeinen besitzen Hochspannungstransformatoren Anschlüsse, die sich an der Spitze von langen Isolatoren befinden, weiche oben aus dem Deckel des Transformatorengehäuses herausragen. Nun läßt sich beim Aufbau eines derartigen Transformators die Lage der isolierten Durchführungsanschlüsse nicht immei genau festlegen. So kommt es vor, daß beim fertig aufgebauten Transformator die Anschlüsse nicht exakt an der Stelle liegen, wo sie liegen sollten. Um eine sichere Verbindung zwischen den Stromschienen und den Durchführungsanschlüssen sicherzustellen, war es notwendig, die Stromschienen über eine relativ große Länge hinweg flexibel zu gestalten. Diese flexiblen

iö Einsätze gestalteten die Stromschienen aufwendig und teuer in der Herstellung.

Eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines gekapselten Stromschienensystems der eingangs genannten Art ist bekannt aus (Jen US-Patentschriften

■to 29 92 290 oder 30 36 148. In der letztgenannten Patentschrift ist eine Vorrichtung zum elektrischen Anschließen einer in einem Kanal angeordneten Stromschiene an den in einem Endstück auslaufenden Anschluß einer elektrischen Anlage beschrieben, wobei die Vorrichtung einen starren, mit dem Endstück verbundenen Leiter sowie ein mit dem Leiter und mit einem Abschnitt der Stromschiene verbundenes Anpassungselement aufweist. Da das Endstück nur in seltenen Fällen genau auf die Stromschiene ausgerichtet ist, muß das Anpassungselement Abweichungen in der an sich erforderlichen Ausrichtung ausgleichen können. Man hat dazu als Anpassungselement Litzen verwendet, die nach allen drei Raumrichtungen beweglich sind. Da das Anpassungselement wie überhaupt die gesamte Anschlußvorrichtung einen möglichst geringen Leitungs- und Übergangswiderstand an den Kontaktstellen besitzen muß, sind die Litzen sehr massiv ausgeführt und damit teuer. Dennoch kann ihre beträchtliche Erwärmung bei höherer Belastung nicht vermieden werden, so daß die Litzen aufgrund thermischer Ausdehnung unkontrollierte Bewegungen ausführen, und unter dem Einfluß eines Kurzschlußstromes unerwünschte Kontaktbrükken herstellen. Bei dem Stromschienensystem gemäß der US-Patentschrift 29 92 290 isc ein gewisser Versatz durch Strombänder möglich, die aber die genannten unerwünschten Eigenschaften aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine . Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der eingangs

genannten Art zu schaffen, die sich auch unter dem Einfluß eines hohen Kurzschlußstromes nicht verformt, verhältnismäßig einfach aufgebaut und leicht zu montieren ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Damit wird ein praktisch vollkommener Toleranzausgleich und dennoch volle Starrheit der Anschlußverbindung in jeder Betriebsphase, insbesondere auch unter hoher Strombelästung, erreicht.

Zwar sind schwenkbare abgekröpfte Leiter an sich bekannt (GB-PS 3 28 916), jedoch handelt es sich dabei um zwangsweise durch einen Kurbelmechanismus verschwenkbare Einfahr-Kontaktarme eines Leistungsschalters. Ein Ausgleich seitlicher Versetzungen von Einfahrkontakt und Einfahr-Gegenkontakt ist mit dieser Anordnung wegen der durch den Kurbelmechanismus zwangsweise vorgeschriebenen Bewegung aber nicht möglich. Des weiteren ist ein Steckeradapter für die Elektro-Installation bekannt (GB-PS ί 87 127), der zwei oder drei aus einem isolierstoffgehäuse herausragende parallele geschlitzte Anschlußstifte aufweist. Cvsse setzen sich — in der einen Ausführungsform — einstückig in das Isolierstoffgehäuse durchdringenden Kontaktbolzen fort, die beim Einführen des Isolierstoffgehäuses in eine Lampenfassung mit deren Anschlüssen kontaktieren können. Zwischen jedem geschlitzten Anschlußstift und dem zugehörigen Kontaktbolzen befindet sich ein exzentrisches Zwischenstück, derart, daß die Anschlußstifte auf Kreisbögen um die Längsachsen der zugehörigen Kontaktbolzen verschwenkbar sind. Damit ist der Abstand zwischen den Anschlußstiften einstellbar, um eine Anpassung an die verschiedensten Ausführungen von Stecksockeln mit unterschiedlich beabstandeten Buchsen erreichen zu können. Es ist ferner an sich bekannt, ein gemeinsames Kapselungsrohr für sämtliche Stromschienen vorzusehen (z. B. CH-Patentschrift 4 54 253, AT-PS 2 32 091) und koaxiale Streckverbindungen bei gekapselten Stromschienen anzuwenden (CH-PS 3 87 Hj).

Die axiale Verdrehbarkeit des Obergangsstückes läßt sich in Weiterbildung der Erfindung am einfachsten dadurch erreichen, daß das Übergangsstück aus einem Rohr besteht, in das der zylindrische, zapfenförmige Schenkel der Durchführungsbolzen steckbar ist. Wenn dann an don Innenseiten der Endabschnitte des rohrförmigen Übergangsstückes federnde Kontaktstükke angeordnet sind, bleibt eine von der Stellung des Übergangsstückes unabhängige gute Kontaktgabe sichergestellt.

Eine hohle Stromschiene ermöglicht in an sich bekannter V/eise (CH-PS 3 87 116) eine besonders einfache, axiale Verschiebungen ermöglichende Kopplung in der Weise, daß der Schenkel ein zylindrischer Zapfen ist, der in die Stromschiene einsteckbar ist und gegebenenfalls gegen an der Innenseite der Stromschiene angeordnete federnde Kontaktstücke anliegen kann.

Die Erfindung ermöglicht auch die Herstellung einer Abzweigverbindung aus einer durchgehenden Stromschiene, wenn gemäß Weiterbildung der Erfindung das Winkelstück T-förmig ausgebildet ist und einen weiteren, an der dem Schenkel gegenüberliegenden Seite des Winkelstückes angeordneten Schenkel aufweist, der axial verschiebbar in ein mit der Stromschiene fluchtend angeordnetes Halterohr für das Winkelstück einsteckbar ist.

Der Bereich, über dc:i mit der Erfindung ein Toleranzausgleich herstellbar ist, wird erweitert, wenn der Schenkel mit der Stromschiene drehbar verbunden ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den sonstigen Unteransprüchen 8, 9 definiert Abschirmbleche an Verbindungsstellen gemäß Patentanspruch 8 sind an sich bekannt (FR-PS 20 13 150), ebenso die im Patentanspruch 9 beschriebene Anordnung von Durchführungen (US-PS 30 14 158).
ίο Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer elektrischen Anlage, die über einen dreiphasigen Stromschienenkanal ange- !5 schlossen ist;

F i g. 2 eine Seitenansicht der elektrischen Anlage von

Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Stromschienenkanal von F i g. 1 und 2;

F i g. 4 eine teilweise abgebrochene Draufsicht auf die Stromschienenanordnung von F i g. 3. > Ut abgenommenem Gehäuse;

Fig.5 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Einzelansicht der Stromschienenverbindung mit einem Verbindungsstück und

F i g. 6 eine Draufsicht auf die Stromschienenverbindung von F i g. 5.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung werden identische oder gleichartige Einzelteile innerhalb der verschiedenen Figuren stets mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet Ein in den F i g. 1 und 2 dargestelltes Stromschienen-System 10 dient der elektrischen Verbindung eines großen Hochspannungstransformators 11 mit einem geschlossenen Schaltwerk 12.

Das dreiphasige Stromschienen-System 10 besitzt ein längliches Kapselungsrohr 13, welches mit seinem einen Ende fest am Schaltfeld 12 befestigt ist und horizontal aus diesem herausragt Der Hochspannungstransformator 11 trägt auf seiner Oberseite ein Gehäuse 14, in dem sich drei später noch eingehender zu beschreibende spannungsfeste Durchführungen des Hochspannungstransf-.rmators 11 befinden. Als Längenausgleich für Aufstelltoleranzen zwischen Schaltfeld 12 und Transformator 11 bzw. als Ausgleich für Fertigungstoleranzen ist zwischen dem freien Ende des Kapselungsrohrs 13 und dem Gehäuse 14 ein flexibles Rohrelement 15 eingeschoben. Dieses flexible Rohrelement 15 vermeidet somit bei der Montage kostspielige Nacharbeiten am Kapselungsrohr 13 bzw. am Gehäuse 14.

Wie aus den Fig.3 und 4 ersichtlich ist, sind auf der Oberseite eines Durchführungsaufbaues 19 am Hochspannungstransformator 11 drei spannungsfeste Durchführungen 16, 17 und 18 so angebracht, daß ihre Mittelpunkte in der Draufsicht ein gleichseitiges

:■') Dreieck bilden. Diese spannungsfesten Durchführungen 16, 17 und 18 wirden von dem Gehäuse 14 eingeschlossen. Die Dreiecksanordnung der drei spannungsfesten Durchführungen 16 bis 18 ist einer Hintereinanderanordnung vorzuziehen, weil sie dazu

ho beiträgt, die Lagetole; anzen zu verringern.

Seitlich am Gehäuse 14 befinden sich zwei gegenüberliegende Durchbrüche 20 und 21, die mit je einer Isolierplatte 22 bzw. 23 abgeschlossen sind. Durch diese Isolierplatten 22 und 23 sind je drei runde Stromschienen 24, 25, 26 bzw. 27, 28, 29 so hindurchgeführt, daß je zwei von diesen Rundltitern, nämlich Stromschienen 24 und 25, 26 und 27, 28 und 29 fluchtend hintereinander liegen und in dieser Anordnung den Innenraum des

Gehäuses 14 oberhalb der spannungsfesten Durchführungen 16—18 überbrücken.

Zwischen den benachbarten Enden von je zwei miteinander fluchtenden Stromschienen 24 bis 29 ist ein nachfolgend näher beschriebenes Zwischenstück angeordnet, welches die Rundleiter über zwischengeschaltete Übergangsstücke 30, 31 und 32 mit den spannungsfesten Durchführungen 16, 17 und 18 verbindet.

Die Stromschienen 25, 27 und 29 sind durch die Isolierplatte 23 hindurchgeführt und ragen mit ihrem anderen Ende in das flexible Rohrelement 15 hinein, wo sie mit je einem freien Ende eines von drei weiterführenden Rundleitern verbunden sind, die innerhalb des Kanals 13 untergebracht sind und in das flexible Rohrelement 15 hineinragen. In F i g. 3 sind zwei von diesen weiterführenden Stromschienen 33 und 35 dargestellt. Die freien Enden der Stromschienen 29 und 35 bzw. 25 und 33 sind mit Hilfe je einer herkömmlichen aufschiebbaren Verbindungseinrichtung verbunden. An der Trennstelle zwischen dem Kanal 13 und dem flexiblen Rohrelement 15 ist eine Isolierplatte 36 eingesetzt, welche außer den beiden weiterführenden Stromschienen 33 und 35 noch einen dritten nicht dargestellten Rundleiter lagerichtig unterstützt. Oben ist das Gehäuse 14 mit einem zentralen Deckel 141 und seitlich an der Isolierplatte 22 mit einem Seitendeckel 142 abgeschlossen. Sämtliche Deckel und Flanschanschlüsse sind gasdicht ausgeführt, und der somit gebildete abgeschlossene Innenraum innerhalb des Gehäuses 14, des flexiblen Rohrelementes 15 und des Kapselungsrohrs 13 ist mit einem isolierenden Gas gefüllt, beispielsweise mit Schwefelhexafluorid.

Nachfolgend werden in Verbindung mit F i g. 5 und 6 der Zeichnung die Maßnahmen zur Verbindung der als Rundleiter ausgebildeten Stromschienen 24 bis 29 mit den spannungsfesten Durchführungen 16 bis 18 näher beschrieben. Da diese Verbindungselemente bei aller, drei Phasen des beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung im wesentlichen gleichartig ausgeführt sind, ist in Fi g. 5 und 6 nur der Aufbau der Verbindung zwischen den Stromschienen 24 bzw. 25 und der spannungsfesten Durchführung 16 dargestellt, jedoch in vergrößertem Maßstab.

Zwischen den sich gegenüberliegenden Enden der horizontal angeordneten Stromschienen 24 und 25 ist ein Winkelstück 37 mit zwei seitlich in entgegengesetzte Richtungen weisenden zapfenförmigen Schenkel 38 und 39 sowie einem rechtwinklig nach unten herausragenden ebenfalls zapfenförmigen Schenkel 40 angeordnet. Der Rundleiter 25 ist vorzugsweise hohl ausgebildet und an seinem offenen Ende innen mit Kontaktstücken 41 ausgerüstet, welche durch nicht dargestellte Federelemente so gegenüber der Innenwandung des Rundleiters 25 abgestützt sind, daß sich der Schenkel 39 des Winkelstückes 37 einschieben und innerhalb der Kontaktstücke 41 verdrehen läßt, wobei ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Rundleiter 25 und dem Winkelstück 37 entsteht.

In ähnlicher Weise ist der gegenüberliegende Schenkel 38 in das hohle offene Ende der gegenüberliegenden Stromschiene 24 verdrehbar eingeschoben. Da die Stromschiene 24 in der bereits zuvor beschriebenen Isolierplatte 22 befestigt ist wird somit auch das Winkelstück 37 in der gezeichneten Stellung festgehalten. Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stromschiene 24 nur als Halteglied für das T-förmige Winkelstück 37 dient, kann er als einfaches Stahlrohr und ohne Kontaktstücke ausgeführt sein. Dient die Stromschiene 24 jedoch dem Anschluß einer weiteren nachgeordneten elektrischen Anlage, so kann er ebenfalls aus einem Werkstoff mit höherer Leitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer hergestellt und mit Kointaktstücken 41 versehen sein.

Der untere Schenkel 40 des Winkelstückes 37 ist über das Übergangsstück 30 mit einem Durchführungsbolzen 42 der spannungsfesten Durchführung 16 verbunden. Das Übergangsstück 30 ist rohrförmig ausgebildet und

i) an beiden offenen Enden innen mit federnden Kontaktstücken 43 und 44 besetzt, welche in ähnlicher Weise wie die Kontaktstücke 41 der Stromschiene 25 aufgebaut sind. Sie lassen sich demgemäß auf den Schenkel 40 bzw. den Durchführungsbolzen 42 verdrehbar aufschieben.

Zur Unterdrückung von Korona-Entladungen ist das T-förmige Winkelstück 37 allseitig von einem statischen Abschirmungsblech 45 eingeschlossen, welche elektrisch leitend mit dem Winkelstück 37 verbunden ist. Ein ähnlich aufgebautes statisches Abschirmungsblech 46 schließt das untere Ende des Übergangsstücks 30 mit dem damit verbundenen Durchführungsbolzen 42 ein.

Wie sich am besten aus F i g. 5 erkennen läßt, ist das Übergangsstück 30 in Längsrichtung mindestens zweifach so abgewinkelt, daß seine Mittelachsen an beiden gegenüberliegenden Enden zwar parallel verlaufen, aber ein Stück gegeneinander versetzt sind.

In Fig. 6 der Zeichnung ist die spannungsfeste Durchführung 16 mit durchgehenden Linien in einer Sollstellung gezeichnet, deren Mittelpunkt mit PX bezeichnet ist. Wenn sich jedoch bei der Montage herausstellt, daß die Mittelachse der spannungsfesten Durchführung 16 eine mit "2 bezeichnete Iststeiiung einnimmt, die seitlich von der Sollstellung PX abweicht, so verlagert sich ebenfalls die Mittelachse des Zapfens 40 aus einer Sollstellung QXm Achsrichtung der Stromschiene 24 und 25 in eine Iststellung Q 2, weil das untere offene Ende des Übergangsstücks 30, welches auf dem Durchführungsbolzen 42 der spannungsfesten Durchführung 16 steckt, dieser Verlagerung von PX nach P2 gefolgt ist

Somit lassen sich mit Hilfe der beschriebenen Stromzuführungs-Vcrrichtung Lagetoleranzen zwischen Transformator 11 und den Stromschienen des

so Schaltwerkes 12 auf höchst einfache Weise ausgleichen. Andererseits sind diese Übergangsstücke 30 starr rnd so dick aufgebaut, daß sie sich auch unter dem Einfluß eines hohen Kurzschlußstromes nicht verformen können. Außerdem reduziert der dreieckige Grundaufbau der drei spannungsfesten Durchführungen 16 bis 18 im Gegensatz zu einer Hintereinanderanordnung von vornherein die unvermeidbaren Lagetoleranzen.

Abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es möglich, massive Stromschienen ansteile von Rohrleitern zu verwenden. In diesem Falle werden anstelle von Innenkontaktstücken zweckmäßigerweise Außenkontakte wie beispielsweise Tulpenkontakte Verwendung finden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines mehrphasigen, rohrförmig gekapselten Stromschienensystems mit in einem Kapselungsansatz eines elektrischen Anlagenbauteils senkrecht zu den Stromschienen angeordneten Durchführungsleitern, bestehend aus einem von der jeweiligen Stromschiene abzweigenden starren Leiterstück und einem Anpassungs-Leiterelement, wobei in bestimmten Grenzen ein allseitiger Versatz der Durchführungsleiter gegenüber den Stromschienen möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Kapselungsrohr (13) für alle Stromschienen (25,27,29) vorgesehen ist, daß das starre Leiterstück als Winkelstück (37) mit senkrecht aufeinanderstellenden freien Schenkein (39,40) ausgebildet ist, von denen der eine Schenkel (39) mit dem Ende der Stromschiene (25, 27, 29) eine koaxiale, axiale Verschiebungen ermöglichende Steckverbindung bildet, daß Jas Anpassungs-Leiterelement aus einem starren, kurbeiförmig abgekröprten Obergangsstück (30, 31, 32) mit zwei seitlich parallel versetzten Armen (30a, 3Qb) besteht, von denen der eine Arm (3OaJ mit dem Durchführungsbolzen (42) und der andere Arm (30b) mit dem parallel zum Durchführungsbolzen (42) gerichteter^ Schenkel (40) durch jeweils eine koaxiale Steckverbindung verdrehbar und axial verschiebbar verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (30, 31, 32) aus einem Rohr besteht, in das der zylindrische, zapfenförmige Schenkel (40) ner Durchführungsbolzen (42) steckbar ist

3. Vorrichtung nach Ar.sprur-S 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der Endabschnitte des rohrförmigen Obergangsstückes (30, 31, 32) federnde Kontaktstücke (43,44) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer hohlen Stromschiene, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (39) ein zylindrischer Zapfen ist, der in die Stromschiene (25, 27, 29) einsteckbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (39) gegen an der Innenseite des Endes der Stromschiene (25, 27, 29) angeordnete federnde Kontaktstücke (41) anliegt.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (37) T-förmig ausgebildet ist und einen v/eiteren, an der dem Schenkel (39) gegenüberliegenden Seite des Winkelstückes angeordneten Schenkel (38) aufweist, der axial verschiebbar in ein mit der Stromschiene (25, 27, 29) fluchtend angeordnetes Halterohr (24, 26, 28) für das Winkelstück (37) einsteckbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (39) mit der Stromschiene (25) drehbar verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (37) und die Durchführung (16,17,18) je ein elektrisch leitendes Abschirmblech (45, 46) aufweisen, das die Verbindungsstellen außen umgibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, für dreiphasige Netze, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungen (16, 17, 18) des elektrischen Anlagenbauteils (19) an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.