CN106415966B - 用于引导直流电流的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于引导直流电流的装置(1)。该装置(1)包括至少一个汇流排(3)和至少一个布置在汇流排(3)的侧面的外表面(7)上并且沿着汇流排(3)延伸的、导电的边缘元件(5)，其与汇流排(3)导电地连接并且具有比汇流排(3)更小的导电能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于引导直流电流的装置，其具有至少一个汇流排。
背景技术
在此，汇流排被理解为用于分配电能的电导体。汇流排通常由铜或铝制成并且非电绝缘地实施。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于引导直流电流的、具有至少一个汇流排的改进的装置，其特别适用于限制短路电流。
用于引导直流电流的、根据本发明的装置包括至少一个汇流排和至少一个布置在汇流排的侧面的外表面上并且沿着汇流排延伸的、导电的边缘元件，其与汇流排导电地连接并且具有比汇流排更小的导电能力。
在此，边缘元件用于抑制高频地变化的电流分量。对此，本发明在电导体中应用趋肤效应(Skin-Effeckt)，导体中的高频地变化的电流通过其主要被引导至导体的外表面附近。因此，通过根据本发明的、边缘元件在汇流排的外表面上的布置，高频地变化的电流能够被引导至边缘元件，并且在该处由于边缘元件的、相对于汇流排更小的导电能力而被抑制。特别有利地，该效应能够实现抑制具有高频地变化的电流强度的、通常在直流电路装置中出现的短路电流的分量。因此，本发明实现了直流汇流排中的短路电流的简单并低成本的减少。
本发明的一个设计方案提出至少两个边缘元件，它们布置在汇流排的相对置的侧面的外表面上。
由此还能够更好地使用趋肤效应，并且短路电流还能够有利地进一步减少。
本发明的另一个设计方案提出多个堆叠式地彼此并排布置的汇流排。
该设计方案能够实现的是，除了趋肤效应之外也使用邻近效应(Proximity-Effekt)，以便排斥在边缘元件中的高频地变化的电流。邻近效应在此被理解为在交流电的影响下的、在两个相邻的电导体之间的电流排斥。
优选地，在本发明的前述设计方案中，至少一个边缘元件延伸经过多个堆叠式地彼此并排布置的汇流排，其中，该边缘元件布置在这些汇流排的侧面的外表面上并且与这些汇流排分别导电地连接。
这简化了根据本发明的装置的构造，因为一个边缘元件能够用于多个汇流排，并且各个汇流排因此不必分开地装配边缘元件。
本发明的另一个设计方案提出至少一个由铜或铝制成的汇流排。
铜或铝由于其高的导电能力而特别良好地适合作为用于汇流排的材料。
本发明的另一个设计方案提出至少一个由铁或钢、特别是由不锈钢制成的边缘元件。
铁或钢、特别是不锈钢由于其小的导电能力而特别良好地适合作为用于边缘元件的材料。
本发明的另一个设计方案提出至少一个带状或板状地设计的汇流排。
带状或板状地设计的汇流排能够有利地实现来自汇流排的良好的排热。
特别地，本发明提出一种根据本发明的装置的应用，其用于限制电路装置中的短路电流，其中，该装置的至少一个汇流排与直流电压源的极进行电连接。
该应用有利地使用上述减少根据本发明的装置的短路电流的方案。
附图说明
结合下述联系附图详细阐述的实施例的说明，本发明的上述特性、特征和优点以及实现的方式和方法变得更加清楚易懂。在此示出：
图1示出直流电路装置中的短路电流的典型的曲线，并且
图2示出用于引导直流电流的、根据本发明的装置的横截面图。
具体实施方式
图1示出了直流电路装置中的短路电流I取决于时间t的典型的曲线I(t)。短路电流I的电流强度高频地变化了一个随时间减小的中间值。在此，短路电流I的高频的变化能够被直流电路装置的各种电构件、例如整流器或电容器引起或影响。
图2示出了用于引导直流电流的、根据本发明的装置1的横截面图。该装置1包括两个汇流排3和两个边缘元件5。
两个汇流排3类型相同并且分别带状地设计具有矩形的横截面，并且例如由铜或铝制成。两个汇流排3堆叠式地彼此并排并且彼此平行并且彼此间隔开地布置。
两个边缘元件5类型相同并且分别板状地设计具有矩形的横截面，并且例如由铁或钢、特别是不锈钢制成。
每个边缘元件5都抵靠在两个汇流排上，其中，边缘元件5布置在汇流排3的相对置的侧面上。在此，每个边缘元件5都平面地抵靠在每个汇流排3的侧面的外表面7上，并且经由这些侧面的外表面7与两个汇流排3导电地连接。两个边缘元件5分别垂直于图2的显示平面地延伸经过汇流排3的整个长度。
边缘元件5例如通过汇流排3而比汇流排3的相互间隔大大约十倍地相互间隔开。汇流排3的和边缘元件5的厚度例如分别大约对应于汇流排3的相互间距。例如，汇流排3的和边缘元件5的厚度以及两个汇流排3的相互间距分别为大约10mm，并且边缘元件5的相互间距为大约100mm。在此，汇流排3的或者边缘元件5的厚度分别被理解为汇流排3的或者边缘元件5的横截面的、矩形的轮廓的较短边中的一个边的长度。
在直流电路装置中例如应用两个图2中示出的装置1，其中，这些装置1中的一个装置的汇流排3与直流电压源的一个极进行电连接，并且另一个装置1的汇流排3与直流电压源的另一极进行电连接。
通过趋肤效应和邻近效应，将高频地变化的电流从汇流排3引导到边缘元件5中，并且通过边缘元件5的高电阻进行抑制。模拟得出的是，对于高频地变化的电流来说由此将图2中示出的装置1的电阻提高了汇流排3的电阻的很多倍，例如在应用由铜制成的、具有2000mm2的横截面积的汇流排3和由铁制成的边缘元件5时，对于1000Hz的电流变化频率提高了39倍。在具有220kA的脉冲高度的短路电流I中，其导致了沿着装置1的大约75V/m的压降。在应用不锈钢代替铁作为边缘元件5的材料时，能够进一步提高用于高频的电流变化的、装置1的电阻和沿着装置1的压降。
尽管本发明通过优选的实施例在细节上详细地进行了阐述和描述，但本发明并不局限于所公开的实例，并且专业人员能够由此推导出其他的变化方案，而不脱离本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于引导直流电流的装置(1)，包括至少一个汇流排(3)和至少一个布置在所述汇流排(3)的侧面的外表面(7)上并且沿着所述汇流排(3)延伸的、导电的边缘元件(5)，所述边缘元件与所述汇流排(3)导电地连接并且具有比所述汇流排(3)更小的导电能力，
其特征在于，至少两个所述边缘元件(5)布置在所述汇流排(3)的相对置的侧面的所述外表面(7)上，所述装置具有多个堆叠式地彼此并排布置的所述汇流排(3)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个所述边缘元件(5)，所述边缘元件延伸经过多个堆叠式地彼此并排布置的所述汇流排(3)，其中，所述边缘元件布置在所述汇流排(3)的侧面的所述外表面(7)上并且与所述汇流排(3)分别导电地连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个由铜或铝制成的所述汇流排(3)。
4.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个由铁或钢制成的所述边缘元件(5)。
5.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个由铁或钢制成的所述边缘元件(5)。
6.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个由不锈钢制成的所述边缘元件(5)。
7.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个由不锈钢制成的所述边缘元件(5)。
8.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个带状或板状地设计的所述汇流排(3)。
9.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，具有至少一个带状或板状地设计的所述汇流排(3)。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的装置(1)的应用，所述应用用于限制电路装置中的短路电流，其中，所述装置(1)的至少一个汇流排(3)与直流电压源的极进行电连接。
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| PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20211201 Address after: Munich, Germany Patentee after: Siemens Energy International Address before: Munich, Germany Patentee before: SIEMENS AG |