DE2016911A1 - Geschlossene Sammelschienenleitung - Google Patents

Description

Dr.-Ing. Willielm Bciohel"

Dipi-Ing. Woiicang MxM

6 Frcmkfuri a. M. 1

Parksiraßs 13

6191

Anmelder: Federal Pacific Electric Comp,

50 Paris Street
Newark, New Jersey, V.St.v.A.

Geschlossene Sammelschienenleitung

Die Erfindung "bezieht sich auf elektrische Energieverteilungssysteme und insbesondere auf Sararaelschienenleitungskonstruktionen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen und verbesserten Aufbau für eine Sammelschienenleitung vorzuschlagen.

line andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Konstruktion für eine Sammelschienenleitung mit einer geringen Impedanz vorzuschlagen, die eine sichere bauliche Stabilität aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen kompakten Aufbau für eine Sammelschienenleitung vorzuschlagen, die vollkommen verschlossen ist.

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Sine andere Aufgabe der Erfindung "besteht darin, eine verbesserte Konstruktion für eine Sammeischienenleitung vorzuschlagen, die eine verbesserte Wärmeverteilung aufweist.

Eine noch andere Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine Konstruktion für eine Sammeischienenleitung vorzuschlagen, die einen verbesserten Erdrückleiter besitzt.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Einzelheiten und Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und die mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. In der Zeichnung zeigen: .

Figur 1 eine Seitenansicht eines Sammelschienenaufbaus, der

bestimmte Aspekte der Erfindung aufweist; Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 nach Figur 1 in

•r

einem größeren Maßstab;
Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach Figur 1 in

einem größeren Maßstab;
Figur 4 eine Draufsicht des Aufbaus der Sammelschienenleitung

nach Figur 1 und
Figur 5 eine schematische Darstellung der Verbindung zweier folgender Sammelschienenleitungsabsohnitte,

In der Zeichnung ist eine Einheitspange(nominell oa. $yqo- m = ca. 10 Fuß lang) eines Sammelspeiseschienenaufbaus 10 dargestellt, der ein metallisches Sammeischienenleitungegehäuse und eine Anordnung 14 der. Stromgchienenleiter A, B, 0 und SF besitzt. Die dargestellte Saramelsohienenleitunp ist. für die ^;. Verwendung in einem 3-phasigen ^Leiterenergieverteiltöagsnet» bei 1000 Amp., 600 Volt, mit 0,63 χ-10,16 om Aluminiu^sohienen (1/4" 'x 4") vorgesehen. Andere bekannte Anordnungen umfassen ein dreiphasiges 3-Leiternetz, das drei Stromschienen voller Größe verwendet. ,

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Jede der Stromschienen A, B, C und H weist im allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt auf und ist im allgemeinen mit flachen "breiten Flächen und sehmalen Flächen versehen. Die "breiten Flächen sind im wesentlichen Seite an Seite parallel in einer Reihenanordnung mit parallel liegenden Svenen angeordnet. Die schmalen Flächen sind in einem Paar voneinander getrennt angeordneter parallel liegender Ebenen rechtwinklig zu den Ebenen der breiten Seiten der Stromschienen ausgerichtet. -Jede der Stromschienen weist an den Enden der Einheitslänge 18 und 20 versetzte Enden auf, um eine überlappende Verbindung mit den entsprechenden Stromschienen des nächstbenachbarten Abschnittes, der mit ihr verbunden ist, herzustellen, wie noch weiter unten beschrieben wird.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, ist jeds Stromschiene mit einer Schicht einer fortlaufenden Isolierung versehen, mit Ausnahme der Teile der versetzten Enden der Schienen. Die versetzten Teile dienen zur Verbindung zwischen folgenden Längen der Sammeischienenleitung und sind mit einem hochleitfähigen Metall plattiert. Jede Schiene ist von einer Isolierung 22 eingekapselt, welche die gewünschten elektrischen Eigenschaften für die beabsichtigte Anwendung aufweist. Eine typische Isolierschicht weist z.B. eine dielektrische Stärke von 1000 Volt/ 2,5 x T0~*cm (1 mil) bei einer Schichtdicke von 5|O8 χ 10 cm (20 mil) auf. Es wurde als besonders vorteilhaft festgestellt, zur Erzeugung einer fortlaufenden glatten, gleichförmigen Isolierschicht ein Wirbelbettverfahren anzuwenden, um besondere Einsätze und Handumwicklungen an den Krümmungen oder Versetzungen in den Stromschienen zu vermeiden.-Die isolierten Stromschienen sind voneinander durch eine Schicht 24 einer Sekundärisolation aus "Mylar" in Folienform voneinander getrennt, die eine dielektrische Stärke von 2800 Volt/²»5 x TO""⁵ cm (I mil) aufweist.Zwischen den breiten Seiten der äußersten Stromschienen und den angrenzenden Teilen des Gehäuses 12 befindet sich auch eine Schicht der Sekundärisoiation·

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Das metallische Leitungsgehäuse 12 umschließt die Anordnung . der Schienen 14 und besitzt ein Paar gegenüberliegender paralleler Kanalelemente 26 und 28, die sich im wesentlichen über die volle Länge des Abschnittes 10 erstrecken. Die Kanäle 26 und 28 bestehen wegen der guten thermischen und elektrischen Leitfähigkeit aus Aluminium. Jeder der Kanäle 26 und 28 besitzt ein Rundteil 26a und 28a, das den breiten Seiten der Stromschienen angepasst ist. Jeder der Kanäle 26 und 28 besitzt zusätzlich ein Paar Seitenwände 26b und 28b, die sich von dem G-rundteil aus in gleicher Richtung erstrecken und ein Paar in gleicher Ebene liegender Flanschteile 26c und 28c, die sich von den entsprechenden Y/andteilen 26b und 28b aus entgegengesetzt erstrecken. Die Seitenwände 26b und 28b sind der Anzahl und Dicke der Schienen innerhalb des Gehäuses 12 angepasst, so daß dann, wenn die Kanäle 26 und 28 zusammengeklemmt sind, die Schienen sicher im Gehäuse festgehalten werden.

Die Stromschienenanordnung'14 wird im Gehäuse 12 festgehalten und die Gehäuseteile werden mit Hilfe von Klemmvorrichtungen 30, die sich entlang des Abschnittes 10 befinden, zusammengeklemmt. Jede Klemmvorrichtung 30 besitzt ein Paar Klemmkanäle und 34, Abstandsblöcke 36 und Schraubbefestigungen 38. Die Befestigungen 38 sichern auch gegenüberliegende Paare von J-förmigen Abschnittslängen oder Kanalkantenelementen 40 mit dem Gehäuse 10. Die Elemente 40 eines jeden Paares stoßen mit ihren langen Seiten an die gegenüberliegenden Seiten der Kanalflansche 26c und 28c an. Die Kanalkante des Stahlbewehrungselementes 40 sorgt für eine zusätzliche bauliche Verstärkung des Sammelschienenleitungsaufbaus und stellt auch eine bequeme Vorrichtung zur Befestigung von Elementen ( nicht dargestellt) zur Installation der Sammelschienenleitung dar. Wenn die Befestigungselemente 38 angezogen werden, werden die Hauptkanalelemente .26 und 28 durch die Klemmkanäle J2 und 34 in eine enge Berührung miteinander und mit der Stromschienenanordnung 14 gebracht. Die Tatsache, daß die Stahlversteifungselemente von den Stromschienen entfernt an den äußersten Seiten des Gehäuses angebracht sind, ist in vielerlei Hinsicht vorteilhaft·.

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So ist z.B. ihre Versteifungswirkung auf das Gehäuse bei diesem Abstand am größten. Sie sorgen für einen stabilen Verbindungspunkt für das Aufhängesystem der Sammeischienenleitung und ihre weiteste Trennung von den stromführenden Sammelschienen verringert ihren Einfluss auf den Widerstand des Systems.

Mit den Enden des Gehäuses der Sammeischienenleitung sind verbundene Abdeckungen 42 und 44 aus Aluminium durch Befestigungselemente gesichert, die die Kanäle 26 und 28. neben den versetzten Enden 16 und 18 zusammenklemmen. Obgleich eine gute elektrische Verbindung zwischen den Kanälen und den zusammengefügten Abdeckungen durch Zusammenklemmen hergestellt werden kann, lässt sich eine Verbindung noch geringeren Widerstandes herstellen, wenn die Kanäle 26 und 28 und die zusammengefügten Abdeckungen der Sammeischienenleitung mindestens an ihren gegenseitigen Übergängen plattiert sind. Die Plattierung der zusammengefügten Abdeckungen bewirkt auch, um den Anschluss und zwischen den Abschnitten, die mit der Stromschienenanordnung ein einheitliches Ganzes bilden, eine Stromführung mit einer merklich verbesserten Leitfähigkeit. Die gesamten Kanäle 26 und 28 und die Anschlussabdeckungen werden in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines an sich bekannten Verfahrens mit einem Metall hoher Leitfähigkeit plattiert, wie beispielsweise Zinn. Der Erdrückleiter geringen Widerstandes, der auf diese Weise hergestellt wird, stellt sicher, daß im Falle eines Fehlers zwischen einer Phase und der Erde ein genügend hoher Strom durch die Sammelschiene fließen kann, um den entsprechenden Netzunterbrecher auszulösen. Nicht näher dargestellte'Plattenelemente, die über dem Anschluss liegen, sind mit den J-förmigen Elementen 40 befestigt, um die Anschlussumhüllung zu vervollständigen.

Die schmalen Seiten der Stromschienen A,B, 0 und N liegen eng an die Seitenwände 26"b und 28b der Kanäle und stellen mit diesen einen guten Wärmeübergang dar. Die Schienen stehen im weflentllchen direkt mit den Kanälen in Berührung, die nur · duroh die Schicht 24 der Sekundärisolation getrennt sind.

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Die breiten Seiten der äußersten Schienen A und IT stehen mit den Kanalwänden 26a und 28a in Kontakt und bilden einen guten Wärmeübergang. Die relativ kleinen Abstände von den innersten Teilen der inneren Schienen B und G zu den äußeren Oberflächen sorgen für eine verbesserte Wärmeverteilung, so daß bei Vorliegen eines Nennstromes der Temperaturanstieg des Kanals nominell unter der Henntemperatur der Isolation liegt. Der beschriebene Aufbauwird im wesentlichen aus Aluminium hergestellt und weist extensive Wärmeübergangsflächen zu denjenigen Teilen auf, die nicht aus Aluminium bestehen, so daß eine verbesserte Wärmeverteilung von allen Teilendes Sammeischienenkanals aus erreicht wird.

Anhand der Figuren 1, 4 und 5 wird nunmehr die Art und Weise der Verbindung einander folgender Längen der Sammelschienenleitung diskutiert. Wie zuvor, beschrieben wurde, sind die gegenüberliegenden Enden des Kanals und der Stromschinen A, B, C und N bei 16 und 18 versetzt. Die plattierten blanken Enden der Schienen sind von an den Enden abgeschrägten Isolatoren 46 aufgenommen, die. eine breite Seite für eine überlappende Berührung mit einer entsprechenden Stromschiene des nächsten in Reihe liegenden Kanalabschnittes freilassen. Die Isolatoren trennen die Schienen der verschiedenen Phasen voneinander und von dem Gehäuse. Die Schienenenden sind bei 20 mit einem isolierten durchgehenden Bolzen 48 und einer schweren Federabdeckscheibe 50, die durch das Gehäuse getragen wird, versehen. Die Schienenenden und das Gehäuse sind bei 18 mit einer Nut bei 25 versehen, um den durchgehenden Bolzen 48' des nächsten in Reihe liegenden Kanalabschnittes aufzunehmen, wenn diese zusammenmontiert werden. D.ie Kanal abschnitt θ 10 und 10 * werden zusammengefügt, indem ihre entsprechenden Sammelschienen A, B, 0 und IT, A', B', 0' und N¹ und ihre damit verbundenen . Isolatoren an den versetzten Enden fingerförmig zusammengefügt werden. Der durchgehende Bolzen -48« wird dann angezogen, wodurch das Stromschienenpaket_f die Isolatoren und die plattierten Gehäuaeelementa 42 und 44 zusammengefügt werden.

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Die plattierten Enden des leitenden G-ehäuses sorgen im. Falle eines Fehlers in der Sammeischienenleitung für einen Pfad · geringen Widerstandes. Ein solcher rückführender Pfad ge-, ringen Widerstandes ist "besonders wichtig, da er dem Fehler-, strom auf eine Höhe anzusteigen erlaubt, die groß genug ist, um die Betätigung der Netzschutzvorrichtungen, welche nicht näher dargestellt sind, zu bewirken, durch die die Sammelschienenleitung versorgt wird. Wenn das Kanalgehäuse einen Rückleiter hohen Widerstandes bilden würde, bestände dieMög- · lichkeit, daß ein zerstörender Lichtbogen die Sammeischienenleitung zerstört, ohne daß die Schutzeinrichtungen, betätigt \ ' werden. Die Verwendung des Gehäuseaufbaus an sich als ein hochleitendes Element vermeidet die Notwendigkeit, eine getrennte Erdstromsammeischiene oder andere ähnliche Aufbauten vorzusehen, wodurch ein wirtschaftlicher und verlässlicher Aufbau erreicht wird.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   )JSammelschienenleitung mit mehreren gesondert isolierten Stromschienen, deren breite Seitenflächen gegeneinander und in parallelen Ebenen liegen, während die Kanten der Stromschienen in Paaren voneinander getrennte parallele Ebenen liegen und einem länglichen Gehäuse, das die Stromschienen enthält,, dadur el gekennzeichnet, daß'das längliche Gehäuse (12) ein Paar gegenüberliegender paralleler Kanäle (26,28) hoher Wärme-und elektrischer Leitfähigkeit besitzt, wobei die Seiten eines Kanals · (26b) mit den Seiten des anderen Kanals (28b) verbunden sind und die breiten Seitenflächen der äußersten Schienen mit den Grundteilen der parallelen Kanäle und eine oder beide Kanten jeder der Stromschienen mit dem Gehäuse einen guten Wärmeübergang bilden.
2. 2) Sammelschienenleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden parallelen Kanäle gleiche Höhen aufweisen. * ~
3. 3) Sammelschienenleitung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen A, B, G und N feile zur Verbindung einem Anschluss mit ähnlichen Teilen einer in Reihe verbundenen Einheit einer Sammelschiene aufweisen und daß das . Gehäuse Anschlussabdeckteile umfasst, die über dem Anschluss und dem Gehäuse liegen, wobei die überliegenden Teile einer jeden Einheit mit einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit plattiert sind, derart, daß eine gute elektrische Leitfähigkeit entlang der verbundenen Längen der Sammelschienenleitung sichergestellt wird.
4. 4) Sammelschienenleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Sammelschienenleitung mindestens an den Flachen, die mit den Anschlussabdeckungen in Berührung stehen, mit einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit plattiert ist.

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5. 5) Sammeischienenkanal nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 "und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen, die die Wandteile miteinander verknüpfen, Plansohpaare umfassen, die in jeder Verbindung einander gegenüberliegen, wobei die Planschpaare sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und ein erstes und zweites Paar sich gegenüber erstreckender J.-förmiger Elemente an jeder Verbindung zur Versteifung der Sammelschienenleitung umfassen.
6. 6) Sammelschienenleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle aus Aluminium und die J-förmigen Elemente aus Stahl bestehen und daß die J-förmigen Elemente von den Stromschienen entfernt angebracht sind, so'daß auf die Impedanz des Sammelschienenkanals ein möglichst geringer Einfluss entsteht.

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