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EP0022269A1 - Stromleiter mit umgesetzten Teilleitern - Google Patents

Stromleiter mit umgesetzten Teilleitern Download PDF

Info

Publication number
EP0022269A1
EP0022269A1 EP80103837A EP80103837A EP0022269A1 EP 0022269 A1 EP0022269 A1 EP 0022269A1 EP 80103837 A EP80103837 A EP 80103837A EP 80103837 A EP80103837 A EP 80103837A EP 0022269 A1 EP0022269 A1 EP 0022269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current conductor
conductor
current
transitions
pipe sections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80103837A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Prof. Dr.-Ing. Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0022269A1 publication Critical patent/EP0022269A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/06—Single tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/30—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect
    • H01B7/306—Transposed conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/58—Contacts spaced along longitudinal axis of engagement

Definitions

  • the invention relates to a current conductor for reducing the line loss due to current displacement in AC operation in parallel, side by side continuous and insulated from each other and alternately b e - guided conductor loom its opposite sides location interchanged is divided.
  • the proposed conductor is used in high-voltage technology and, in particular, in cables, in switchgear, as a connection between generators and transformers or as a busbar, where it is used to conduct alternating currents of 1000 amperes and more, and in high-frequency technology.
  • the basic task is to keep the electrical resistance of all current-carrying conductors as low as is economically justifiable, so that energy losses and heating are kept small.
  • the pure ohmic resistance of the entire conductor is for the transmission of a direct current cross-section is decisive, while with alternating current the cross-sectional area effective for the current supply is considerably reduced by the current displacement (the "skin effect"), so that with a solid conductor of circular cross-section only a small ring zone near the surface takes over the power line;
  • the conductor resistance effective in AC operation becomes considerably larger than that in operation with DC.
  • the object of the invention is to design a current conductor which is subdivided into partial conductors in order to reduce line losses as a result of current displacement and which has a cylindrical cross section for the purpose of opening up new fields of application in the case of radially symmetrical interchanging of its partial conductors.
  • a current conductor of the type described in the introduction is used and the object is achieved in that the partial conductors consist of coaxially arranged pipe sections of different widths, the ends of which are connected to one another by transitions.
  • the necessary interchanging takes place in that the innermost partial conductor is led outward at certain intervals by means of a transition and thereby becomes the outermost partial conductor, and at the same point the position of the other partial conductor is also changed by other transitions.
  • all the partial conductors have the same AC resistance after a few such exchanges and they carry the same partial current.
  • the result of this uniform current distribution is that the skin effect results in a current displacement in the individual partial conductor, but not in the overall cross section.
  • the generally usable cylindrical current conductor according to the invention has a particularly low effective resistance with alternating current.
  • the transitions can be either radial or conical.
  • each partial conductor consists of at least two identically designed ones and successively connected conductor elements made of at least two pipe sections of different widths which are connected to one another by means of recesses, which are arranged coaxially and are pushed into one another in such a way that the pipe sections of larger diameter are above those of smaller diameter and the free end of each pipe section with the smallest width is connected to the free start of the pipe section are connected to the largest width of the adjacent conductor element through the recesses connecting pieces.
  • Such a conductor can be manufactured relatively easily because it is composed of nothing but the same components.
  • the conical transitions are expediently designed as truncated cones bearing the recesses. This design allows a particularly compact, short design of the transitions.
  • Sleeves are advantageously used as connecting pieces and are clamped between the pipe sections by means of screw bolts passing through them.
  • transitions are separate components which carry pipe connections provided with connecting devices, to which the pipe sections can be attached on both sides.
  • a ventilation duct is provided in the interior of the conductor elements for the purpose of forced ventilation. If self-ventilation is preferred, the pipe sections have cross holes.
  • spacers made of insulating material are advantageously provided between the conductor elements. Such spacers hinder forced cooling of the partial conductors only very little.
  • a current conductor 1 according to the invention in its simplest embodiment - compare FIG. 1 - has two electrically connected partial conductors 2 and 2 ', which consist of coaxially arranged pipe sections 3, 3'.
  • the ends of these pipe sections 3, 3 ' which may have a circular, elliptical or even a polygonal cross section, are connected to one another at several points by transitions 4.
  • the partial conductors 2 and 2 ' are attached to a common connection plate 5 at their beginning and at their end.
  • the pipe sections 3,3 '...,. the transitions 4 and the connection plate 5 consist of a metal of high electrical conductivity, preferably of copper, aluminum or a suitable alloy.
  • the pipe sections 3,3 '... have different widths, for a current conductor 1 (FIG. 1) consisting of two partial conductors 2, 2', a number of pipe sections 3,3 'of two different widths are required.
  • Pipe sections 3, 3 'and 3 "with three different widths are required for a current conductor 1 consisting of three partial conductors 2, 2' and 2 '' (see FIG. 2), and pipe sections with four different ones are required for a current conductor 1 consisting of four partial conductors Widths required (Fig. 3) etc.
  • the current conductor 1 has interchanging points 6 at various periodic intervals, at which the ends of the pipe sections 3, 3 ', 3 "... are connected to one another" crosswise ", so to speak, by the transitions 4 1, each of the two subconductors 2 and 2 ', which run next to one another and are connected in parallel by the connecting plates 5, is led alternately once inwards and once outwards. With three subconductors 2, 2' and 2 " (FIG.
  • each current conductor 1 In the course of each current conductor 1, each becomes in this way three partial conductors 2, 2 ', 2 "over the total length of the current conductor 1, one third each inside, in the middle and outside, so that the current conductor 1 thus has an equivalent impedance in terms of amount and components between its two connection plates 5 in AC operation For this reason, the current flowing in it is evenly distributed over the three partial conductors 2.2 'and 2 ", so that the skin effect only to a current displacement within a single partial conductor 2.2' or 2", but not to a displacement in the entire cross section of the conductor 1 leads.
  • the disadvantageous effect of current displacement can be reduced even further by using four coaxial partial conductors 2.2 ', 2' 'and 2 "' (FIG. 3).
  • a further reduction in line losses is possible by increasing the number of parallel partial conductors, however, the technical effort increases progressively
  • the wall thickness of the partial conductors 2.2 '... is equal to the penetration depth of the alternating current according to the skin effect consist of two or more partial conductors constructed in accordance with FIGS. 1 or 2 or 3, main and secondary exchange points having to be provided for the cyclical exchange.
  • All sub-conductors 2,2 '... are electrically insulated from one another for a voltage of a few volts.
  • the partial conductors 2 also run past one another in an electrically separated manner at the transitions 4, which is why they must be designed in a special way - in the case of a radial or conical structure.
  • each of the three partial conductors 2, 2 'and 2 consists of a number of identically arranged conductor elements 7 - see FIG. 6.
  • Each of these conductor elements 7 consists of three pipe sections 3, 3 'and 3 "of different widths connected to one another by means of radially designed transitions.
  • four circular recesses 8 are arranged, in the area of the free start of the pipe section 3 ′′ with the largest width there are four holes 9 and in the area of the free end of the pipe section 3 with the smallest width the threaded holes 10.
  • the recesses 8, the holes 9 and the threaded holes 10 are each under central angles of 90 degrees.
  • the pipe section 3 with the smallest width is penetrated by a ventilation duct 11, all pipe sections 3, 3 'and 3''have an annular cross section.
  • each conductor element 7 (or the free end of each tube section 3 with the smallest width) is with the free start of each adjacent conductor element 7 (or the free start of each tube section 3 "with the largest width of the adjacent conductor element 7) Electrically connected with the aid of connecting pieces 12 which reach through the recesses 8.
  • These connectors 12 are sleeves 13, which are penetrated by bolts 14. The sleeves 13 are each clamped between the pipe sections 3 "with the largest width and the pipe sections 3 with the smallest width with the aid of the tightened screw bolts 14, so that they establish an electrical connection while they are electrically insulated from the recesses 8.
  • Mushroom-shaped spacers 15 made of an electrically non-conductive material are provided between the conductor elements 7.
  • the conductor elements 7 can also be provided with a firmly applied insulating layer covering the entire surface or essential parts thereof.
  • the partial conductors 2, 2 'and 2 are at their beginning and at the end with screws 16 from a well-conductive conductive metal existing connection plates 5 screwed, with the help of the parallel connection of the three sub-conductors 2,2 ', 2 "is effected.
  • the transition 4 shown in FIG. 7 for a current conductor 1 consisting of three partial conductors 2, 2 'and 2 " is a separate component on which the three coaxial, equally long pipe sections 3, 3' and 3" are connected on both sides by means of connecting devices 17 (in the form of External threads) can be attached.
  • This transition 4 consists of a total of six pipe sections 18 a - f with three different widths corresponding to the pipe sections 3, 3 ', 3 ".
  • the connection of the middle inlet pipe section 18 b to the inner outlet pipe section 18 d and that of the outer entrance -Tube piece 18 c with the middle outlet pipe piece 18 e happens through truncated cones 19, which carry recesses 8.
  • connection pieces 12 distributed uniformly over the circumference, consisting of a sleeve 13, through which a screw bolt 14 passes, provide the electrical connection between the inner inlet pipe section 18 a and the outer outlet pipe section 18 f.
  • the external threads on the ends of the pipe sections 18 a - f enable the pipe sections 3, 3 'and 3 "to be screwed on. Instead of these threads e.g. also plug connections with contact fingers.
  • the ventilation duct 11 is used for the forced cooling of the inner partial conductors with the aid of a gaseous or liquid cooling medium flowing through the current conductor 1 in the longitudinal direction.
  • An improvement in the heat dissipation of the inner partial conductors can also be achieved by transverse bores 20 (see FIGS. 4 and 6), which penetrate all partial conductors 2, 2 ', 2 "at certain points in such a way that they are perpendicular in the later installation position natural convection can develop.

Landscapes

  • Installation Of Bus-Bars (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromleiter (1) der Starkstromtechnik, welcher zur Verminderung der Leitungsverluste infolge von Stromverdrängung bei Wechselstrombetrieb in parallelgeschaltete, nebeneinanderlaufende und gegeneinander isolierte sowie abwechselnd bezüglich ihrer gegenseitigen Lage vertauscht geführte Teilleiter (2, 2') unterteilt ist, wobei die Teilleiter (2, 2') aus koaxial angeordneten Rohrabschnitten (3, 3') verschiedener Weiten bestehen, deren Enden durch Übergänge (4) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stromleiter, der zur Verminderung der Leitungsverluste infolge von Stromverdrängung bei Wechselstrombetrieb in parallelgeschaltete, nebeneinanderlaufende und gegeneinander isolierte sowie abwechselnd be- züglich ihrer gegenseiten Lage vertauscht geführte Teilleiter unterteilt ist.
  • Der vorgeschlagene Stromleiter findet Anwendung in der Starkstromtechnik und.zwar insbesondere bei Kabeln, in Schaltanlagen, als Verbindung zwischen Generatoren und Transformatoren oder als Sammelschiene, wo er zur Leitung von Wechselströmen von 1000 Ampere und mehr dient, sowie in der Hochfrequenztechnik.
  • Bei der Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie besteht grundsätzlich die Aufgabe, den elektrischen Widerstand aller stromführender Leiter so gering wie wirtschaftlich vertretbar zu halten, damit Energieverluste und damit die Erwärmung klein bleiben. Bekanntlich ist für die Fortleitung eines Gleichstromes der reine ohmsche Widerstand des gesamten Leiterquerschnittes maßgeblich, während bei Wechselstrom die für die Stromführung wirksame Querschnittsfläche durch die Stromverdrängung (den "Skineffekt") erheblich reduziert wird, sodaß bei einem Massivleiter kreisförmigen Querschnittes nur eine kleine, oberflädhennahe Kreisringzone die Stromleitung übernimmt; dadurch wird der bei Wechselstrombetrieb wirksame Leiterwiderstand erheblich größer als derjenige bei Betrieb mit Gleichstrom.
  • Maßnahmen zur Unterdrückung der Stromverdrängung sind seit annähernd 100 Jahren im Elektromaschinenbau bekannt. Bei hohen Stromstärken werden die Leiter einer Wicklung zur Vermeidung von zusätzlichen Verlusten durch den Skineffekt in parallele, isolierte Einzelleiter aufgeteilt. Der erste zusammengesetzte Leiterstab war wohl durch die britische Patentschrift 12 880 schon im Jahre 1886 bekannt geworden, wo zwei übereinander in der Nut einer elektrischen Maschine liegende Kupferbänder in der Nutmitte verschränkt wur-• den. Inzwischen sind eine größere Anzahl von Leiter rechteckigen Querschnittes entwickelt worden, die aus mehreren, in Schichten liegenden Teilleitern zusammengesetzt sind, die ihre Lage innerhalb des Gesamtquerschnittes zyklisch ändern. Nachteilig bei diesen Rechteckleitern - von denen der bekannteste der sogenannte "Roebelstab" sein dürfte - ist der Umstand, daß die Vertauschung der Lage der Teilleiter wegen der Verkettung mit dem Magnetfeld nur in einer Richtung erfolgt, was für die Anwendung bei elektrischen Maschinen zwar vorteilhaft ist, jedoch eine etwaige Anwendung inKabeln bzw.Schaltanlagen so wenig sinnvoll erscheinen läßt,daß eine solche bisher offenbar nicht stattfand. Stromleiter mit verminderter Stromverdrängung, die zylindrischen Querschnitt aufweisen und bei welchen eine radialsymmetrische Vertauschung der Teilleiter stattfindet, sind bisher nicht bekannt geworden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption eines Stromleiters, der zur Verminderung der Leitungsverluste infolge von Stromverdrängung in Teilleiter unterteilt ist und der zum Zwecke der Erschließung neuer Anwendungsgebiete bei radialsymmetrischer Vertauschung seiner Teilleiter einen zylindrischen Querschnitt aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Stromleiter der eingangs beschriebenen Art ausgegangen und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Teilleiter aus koaxial angeordneten Rohrabschnitten verschiedener Weiten bestehen, deren Enden durch Übergänge miteinander verbunden sind. Bei einem derartig zusammengesetzten Stromleiter geschieht die erforderliche Vertauschung dadurch, daß in gewissen Abständen jeweils der innerste Teilleiter mittels eines Überganges nach ganz außen geführt und dadurch zum äußersten Teilleiter wird, und an der gleichen Stelle die Position der anderen Teilleiter durch andere Übergänge ebenfalls geändert wird. Dadurch haben alle Teilleiter nach einigen solchen Vertauschungen den gleichen Wechselstromwiderstand und sie führen den gleichen Teilstrom. Diese gleichmäßige Stromverteilung hat zur Folge, daß es durch den Skineffekt zwar zu einer Stromverdrängung im einzelnen Teilleiter, nicht aber zu einer solchen im Gesamtquerschnitt kommt. Aus diesem Grunde weist der erfindungsgemäße, allgemein verwendbare zylindrische Stromleiter einen besonders niedrigen Wirkwiderstand bei Wechselstrom auf.
  • Die Übergänge können entweder radial oder konisch ausgebildet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jeder Teilleiter aus mindestens zwei gleich ausgebildeten und hintereinander geschalteten, aus wenigstens zwei mittels Ausnehmungen aufweisenden Übergängen miteinander verbundenen Rohrabschnitten verschiedener Weiten hergestellten Leiterelementen, die koaxial angeordnet und so ineinander geschoben sind, daß die Rohrabschnitte grösseren Durchmessers über denjenigen kleineren Durchmessers stecken und das freie Ende jedes Rohrabschnittes mit der kleinsten Weite mit dem freien Anfang des Rohrabschnittes mit der größten Weite des benachbarten Leiterelementes durch die Ausnehmungen durchsetzende Verbindungsstücke verbunden sind. Ein solcher Stromleiter läßt sich relativ einfach herstellen, weil er aus lauter gleich ausgebildeten Bauteilen zusammengesetzt ist.
  • Zweckmäßig sind die konischen Übergänge als die Ausnehmungen tragende Kegelstümpfe ausgebildet. Diese Ausführung erlaubt eine besonders kompakte, kurze Bauart der Übergänge.
  • Als Verbindungsstücke dienen vorteilhaft Hülsen, die mittels sie durchsetzender Schraubenbolzen zwischen die Rohrabschnitte eingeklemmt sind.
  • Es kann für die Herstellung und die Montage des vorgeschlagenen Stromleiters von Vorteil sein, wenn die Übergänge getrennte Bauteile sind, die mit Verbindungseinrichtungen versehene Rohrstutzen tragen, an welche die Rohrabschnitte beiderseits angesetzt werden können.
  • Bei hochbelasteten Stromleitern ist es zweckmäßig, wenn zu Zwecken der Zwangsbelüftung im Innern der Leiterelemente ein Lüftungskanal vorgesehen ist. Wird eine Selbstbelüftung vorgezogen, dann weisen die Rohrabschnitte Querbohrungen auf.
  • Zu der erforderlichen gegenseitigen Isolation der Teilleiter gegeneinander sind vorteilhaft zwischen den Leiterelementen Abstandshalter aus Isoliermaterial vorgesehen. Solche Abstandshalter behindern eine Zwangskühlung der Teilleiter nur sehr wenig.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Stromleiter mit zwei koaxialen Teilleitern in einem Längsschnitt, schematisch dargestellt;
    • Fig. 2 einen Stromleiter mit drei koaxialen Teilleitern in einem Längsschnitt, schematisch dargestellt;
    • Fig. 3 einen Stromleiter mit. vier koaxialen Teilleitern in einem Längsschnitt, ebenfalls schematisch dargestellt;
    • Fig. 4 einen Stromleiter mit drei koaxialen Teilleitern, die aus Leiterelementen zusammengesetzt sind, in einem verkürzten Längsschnitt;
    • Fig. 5 den Stromleiter nach Fig. 4 in einem Querschnitt, geschnitten entlang der Linie .V - V in Figur 4;
    • Fig. 6 ein Leiterelement des Stromleiters gemäß Figur 4, in einem verkürzten Längsschnitt;
    • Fig. 7. einen als gesonderten Bauteil konisch ausgebildeten Übergang in Gestalt von Kegelstümpfen, in einem Längsschnitt.
  • Ein erfindungsgemäßer Stromleiter 1 weist in seiner einfachsten Ausführungsform - vergleiche Figur 1 - zwei elektrisch parallel geschaltete Teilleiter 2 und 2' auf, die aus koaxial angeordneten Rohrabschnitten 3, 3' bestehen. Die Enden dieser Rohrabschnitte 3, 3', welche kreisförmigen, elliptischen oder auch einen mehreckigen Querschnitt aufweisen können, sind an mehreren Stellen durch Übergänge 4 miteinander verbunden. Die Teilleiter 2 und 2' sind an ihrem Anfang sowie ihrem Ende an einer gemeinsamen Anschlußplatte 5 befestigt. D-ie Rohrabschnitte 3,3'..., . die Übergänge 4 und die Anschlußplatte 5 bestehen aus einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit, vorzugsweise aus Kupfer, Aluminium oder einer geeigneten Legierung.
  • Die Rohrabschnitte 3,3'... weisen verschiedene Weiten auf, für einen aus zwei Teilleitern 2, 2' bestehenden Stromleiter 1 (Fig.1) bedarf es einer Anzahl von Rohrabschnitten 3,3' von zwei verschiedenen Weiten. Für einen Stromleiter 1 aus drei Teilleitern 2, 2' und 2'' (vgl. Fig.2) werden Rohrabschnitte 3, 3' und 3" mit drei verschiedenen Weiten benötigt, und für einen Stromleiter 1 aus vier Teilleitern sind Rohrabschnitte mit vier unterschiedlichen Weiten erforderlich (Fig.3) usw.
  • Der Stromleiter 1 weist in verschiedenen periodischen Abständen Vertauschungsstellen 6 auf, an welchen die Enden der Rohrabschnitte 3,3',3" ... durch die Übergänge 4 sozusagen "über Kreuz" miteinander verbunden sind. Diese Verbindung geschieht so, daß bei dem aus zwei Teilleitern 2 und 2' bestehenden Stromleiter 1 nach Figur 1 jeder der beiden nebeneinander laufenden und durch die Anschlußplatten 5 parallel geschalteten Teilleiter 2 und 2' abwechselnd einmal nach innen und einmal nach außen geführt ist. Bei drei Teilleitern 2,2' und 2" (Fig.2) wird durch die Übergänge 4 die Lage der Teilleiter 2,2',2" fortwährend zyklisch vertauscht, sodaß der an die Anschlußplatte 5 angesetzte, zunächst ganz innen liegende Teilleiter 2 in Gestalt des Rohrabschnittes 3" an der ersten Vertauschungsstelle 6 durch den Übergang 4 nach außen geführt wird; bei der nächsten Vertauschungsstelle 6 wird er in die Mitte zwischen die beiden anderen Rohrabschnitte 3 und 3' geführt, und bei der dritten Vertauschungs- ' stelle 6 wird er wieder nach innen geführt usw..Im Zuge jedes Stromleiters 1 wird auf diese Weise jeder der drei Teilleiter 2,2',2" über die Gesamtlänge des Stromleiters 1 zu jeweils einem Drittel innen, in der Mitte und außen geführt, sodaß der Stromleiter 1 damit zwischen seinen beiden Anschlußplatten 5 bei Wechselstrombetrieb einen nach Betrag und Komponenten gleichen Scheinwiderstand aufweist. Aus diesem Grunde verteilt sich der in ihm fließende Strom gleichmäßig auf die drei Teilleiter 2,2' und 2" , sodaß der Skineffekt nur zu einer Stromverdrängung innerhalb eines einzelnen Teilleiters 2,2' bzw. 2", nicht jedoch zu einer Verdrängung im gesamten Querschnitt des Stromleiters 1 führt.
  • Durch Verwendung von vier koaxialen Teilleitern 2,2',2'' und 2"' (Fig.3) läßt sich der nachteilige Effekt der Stromverdrängung noch weiter verringern. Eine weitere Verminderung der Leitungsverluste durch Vergrößerung der Anzahl der parallel geführten Teilleiter ist möglich, dabei steigt jedoch der technische Aufwand progressiv. Eine sinnvolle Grenze liegt dort, wo die Wandstärke der Teilleiter 2,2'... gleich der Eindringtiefe des Wechselstromes entsprechend dem Skineffekt ist. Dabei kann u.U. jeder Teilleiter 2,2'... selbst wieder aus zwei oder mehreren, entsprechend den Figuren 1 bzw. 2 oder 3 aufgebauten Teilleitern bestehen, wobei zur zyklischen Vertauschung Haupt- und Nebenvertauschungsstellen vorgesehen werden müssen.
  • Alle Teilleiter 2,2'... sind gegeneinander für eine Spannung von einigen Volt elektrisch isoliert. Auch an den Übergängen 4 laufen die Teilleiter 2 elektrisch voneinander getrennt aneinander vorbei, weshalb diese in besonderer Weise - bei radialem oder konischen Aufbau - ausgebildet sein müssen.
  • Eine konkrete Ausführungsform der Erfindung stellt der in den Figuren 4 bis 6 wiedergegebene Stromleiter 1 dar. Hier besteht jeder der drei Teilleiter 2, 2' und 2" aus einer Anzahl von gleich angeordneten Leiterelementen 7 - siehe Figur 6. Jedes dieser Leiterelemente 7 besteht aus drei mit Hilfe von radial ausgebildeten Übergängen 4 miteinander verbundenen Rohrabschnitten 3,3' und 3" verschiedener Weite. Im Bereich der Übergänge 4 sind vier kreisförmige Ausnehmungen 8 angeordnet, im Bereich des freien Anfanges des Rohrabschnittes 3" mit der größten Weite sitzen vier Löcher 9 und im Bereich des freien Endes des Rohrabschnittes 3 mit der geringsten Weite befinden sich Gewindelöcher 10. Die Ausnehmungen 8, die Löcher 9 und die Gewindelöcher 10 liegen jeweils unter Zentriwinkeln von 90 Grad. Der Rohrabschnitt 3 mit der geringsten Weite ist von einem Lüftungskanal 11 durchsetzt, alle Rohrabschnitte 3,3' und 3'' besitzen kreisringförmigen Querschnitt.
  • Zur Bildung des aus den drei Teilleitern 2,2',2" bestehenden Stromleiters 1 gemäß Figur 4 sind eine Anzahl von Leiterelementen 7 so ineinander geschoben, daß die Rohrabschnitte 3... größeren Durchmessers jeweils über denjenigen kleineren Durchmessers stecken - vgl. Figur 4. Das freie Ende jedes Leiterlementes 7 (bzw. das freie Ende jedes Rohrabschnittes 3 mit der kleinsten Weite) ist mit dem freien Anfang jedes benachbarten Leiterelementes 7 (bzw. dem freien Anfang jedes Rohrabschnittes 3" mit der größten Weite des benachbarten Leiterelementes 7) mit Hilfe von Verbindungsstücken 12 elektrisch miteinander verbunden, welche durch die Ausnehmungen 8 hindurchgreifen. Diese Verbindungsstücke 12 sind Hülsen 13, welche von Schraubenbolzen 14 durchsetzt werden. Die Hülsen 13 sind jeweils zwischen die Rohrabschnitte 3" mit der größten Weite und die Rohrabschnitte 3 mit der geringsten Weite mit Hilfe der festgezogenen Schraubenbolzen 14 eingeklemmt, sodaß sie eine elektrische Verbindung herstellen, während sie gegen die Ausnehmungen 8 elektrisch isoliert sind.
  • Zwischen den Leiterelementen 7 sind pilzförmige Abstandshalter 15 aus einem elektrisch nicht leitenden Material vorgesehen.An deren Stelle können auch die Leiterelemente 7 mit einer fest aufgebrachten,die ganze Oberfläche oder wesentliche Teile davon bedeckende Isolierschicht versehen sein. Die Teilleiter 2, 2' und 2" sind an ihrem Anfang und am Ende mit Schrauben 16 an den aus einem gut leitenden leitenden Metall bestehenden Anschlußplatten 5 angeschraubt, mit deren Hilfe die Parallelschaltung der drei Teilleiter 2,2',2" bewirkt wird.
  • Der in Figur 7 wiedergegebene Übergang 4 für einen aus drei Teilleitern 2,2' und 2" bestehenden Stromleiter 1 ist ein gesonderter Bauteil, an welchem die drei koaxialen, gleichlangen Rohrabschnitte 3,3' und 3" beiderseits mittels Verbindungseinrichtungen 17 (in Gestalt von Außengewinden) befestigt werden können. Dieser Übergang 4 besteht aus insgesamt sechs Rohrstücken 18 a - f mit drei verschiedenen, den Rohrabschnitten 3, 3', 3" entsprechenden Weiten. Die Verbindung des mittleren Eingangs-Rohrstückes 18 b mit dem inneren Ausgangs-Rohrstück 18 d sowie diejenige des äußeren Eingangs-Rohrstückes 18 c mit dem mittleren Ausgangs-Rohrstück 18 e geschieht durch Kegelstümpfe 19, welche Ausnehmungen 8 tragen. Vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Verbindungsstücke 12, bestehend aus einer Hülse 13, die von einem Schraubenbolzen 14 durchsetzt ist, stellen die elektrische Verbindung zwischen dem inneren Eingangs-Rohrstück 18 a und dem äußeren Ausgangs-Rohrstück 18 f her. Die Außengewinde auf den Enden der Rohrstücke 18 a - f ermöglichen ein Anschrauben der Rohrabschnitte 3,3' und 3" . An die Stelle dieser Gewinde können z.B. auch Steckverbindungen mit Kontaktfingern treten.
  • Der Lüftungskanal 11 dient zur Zwangskühlung der inneren Teilleiter mit Hilfe eines in Längsrichtung den Stromleiter 1 durchfließenden, gasförmigen oder flüssigen Kühlmediums. Eine Verbesserung der Wärmeabfuhr der innen liegenden Teileiter kann auch durch Querbohrungen 20 (vgl.Fig.4 und 6) geschehen,die an bestimmten Stellen alle Teilleiter 2,2',2" so durchsetzen,daß sie in der späteren Einbaulage senkrecht stehen,damit eine natürliche Konvektion sich entwickeln kann.
    • Zusammenstellung der verwendeten Bezugsziffern
    • 1 Stromleiter
    • 2,2'.. Teilleiter
    • 3,3'.. Rohrabschnitt
    • 4 Übergang
    • 5 Anschlußplatte
    • 6 Vertauschungsstelle
    • 7 Leiterelement
    • 8 Ausnehmung
    • 9 Loch
    • 10 Gewindeloch
    • 11 Lüftungskanal
    • 12 Verbindungsstück
    • 13 Hülse
    • 14 Schraubenbolzen
    • 15 Abstandshalter
    • 16 Schrauben
    • 17 Verbindungseinrichtungen
    • 18 a - f Rohrstück
    • 19 Kegelstumpf
    • 20 Querbohrung

Claims (10)

1. Stromleiter, der zur Verminderung der Leitungsverluste infolge von Stromverdrängung bei Wechselstrombetrieb in parallelgeschaltete, nebeneinanderlaufende und gegeneinander isolierte sowie abwechselnd bezüglich ihrer gegenseitigen Lage vertauscht geführte Teilleiter unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilleiter (2,2'...) aus koaxial angeordneten Rohrabschnitten (3,3'...) verschiedener Weiten bestehen, deren Enden durch Übergänge (4) miteinander verbunden sind.
2. Stromleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Übergänge (4) radial ausgebildet sind.
3. Stromleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Übergänge (4) konisch ausgebildet sind.
4. Stromleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Teilleiter (2,2'...) aus mindestens zwei gleich ausgebildeten und hintereinander geschalteten, aus wenigstens zwei mittels Ausnehmungen (8) aufweisenden Übergängen (4) miteinander verbundenen Rohrabschnitten (3,3'...) verschiedener Weiten hergestellten Leiterelementen (7) besteht, die koaxial angeordnet und so ineinander geschoben sind, daß die Rohrabschnitte größeren Durchmessers über denjenigen kleineren Durchmessers stecken und das freie Ende jedes Rohrabschnittes mit der kleinsten Weite mit dem freien Anfang des Rohrabschnittes mit der größten Weite des benachbarten Leiterelementes durch die Ausnehmungen (8) durchsetzende Verbindungsstücke (12) verbunden sind.
5. Stromleiter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Übergänge (4) als die Ausnehmungen (8) tragende Kegelstümpfe (19) ausgebildet sind.
6. Stromleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß als Verbindungsstücke (12) Hülsen (13) dienen, die mittels sie durchsetzender Schraubenbolzen (14) zwischen die Rohrabschnitte (3,3'... eingeklemmt sind.
7. Stromleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a - durc h gekennzeichnet, daß die Übergänge (4) mit Verbindungseinrichtungen (17) versehene, Rohrstücke (18a - f) tragende Bauteile sind.
8. Stromleiter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß im Innern der Leiterelemente (7) ein Lüftungskanal (11) vorgesehen ist.
9. Stromleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohrabschnitte (3, 3' ...) Querbohrungen (20) aufweisen.
10. Stromleiter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Leiterelementen (7) Abstandshalter (15) aus Isoliermaterial vorgesehen sind.
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