DE8801086U1

DE8801086U1 - Verspanneinrichtung zum Kontaktieren elektrischer Hochstromleiter

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Publication number: DE8801086U1
Application number: DE8801086U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1988-03-10

Description

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J 1 Siemens Aktiengesellschaft

Verspanneinrichtung zum Kontaktieren elektrischer Hochstromleiter

Die Neuerung bezieht sich auf eine Verspanneinrichtung aus mindestens zwei Verspanne.lementen zum Kontaktieren elektrischer Hochstromleiter mit rechteckigem Querschnitt.

An den Kontaktstellen von Hochstromleitern, wie diese beispielsweise bei industriellen Transformator-Gleichrichter-^nordnungen verwendet werden, läßt sich ein geringer Spannungsabfall, auf- ) grund .dünner Oxidschichten auf den elektrischen Leitern, nie ganz vermeiden. Der Oxidationsvorgang wird durch die demzufolge an der jeweiligen Kontaktstelle entstehende Wärme begünstigt, was zu einem größeren Spannungsabfall und damit zur weiteren Erwärmung und Oxidation der elektrischen Verbindung führt. Die Hochstrcmverbindungen müssen deshalb in bestimmten Zeitabständen gewartet werden.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Verspanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszuführen, daß der Oxidationsvorgang an der Kontaktstelle gehemmt wird.
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^ Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verspanneinrichtur>g mindestens einen, mit den Hochstromleitern wärmeleitend verbundenen Kühlkörper aufweist.

Eine erste Ausbildung der Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper Kühlrippen zur Luftkühlung aufweist. Diese Ausführungoform ist besonders einfach und läßt sich überall dort anwenden, wo keine anderen Kühlmittel zur Verfügung stehen.

Eine weitere Ausbildung der Neuerung ist aadurch gekennzeichnet daß der Kühlkörper Kanäle für den Durchfluß eines Kühlmittels

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( 1 aufweist, wodurch eine besonders effektive Kühlung erzielt wer= |

den kann, Da viele Geräte der elektrischen Enerdietechnik, wie |

beispielsweise Gielchfichterahlageh und Transformatoren, söwie-^ I

so über Vorrichtungen zur Kühlung mit Flüssigkeiten verfügen, bietet sich der Anschluß einer flüssigkeitsgekühlten Kühldose zur Kühlung der elektrischen Verbindungen dieser Anlagen an*

Eine besonders einfache Ausbildung eines solchen Kühlkörpers läßt sich dadurch erreichen, daß die Kühlmittelkanäle durch Boh-rungen in den Kühlkörper eingebracht sind.

Der Kühlkörper kann aber auch zweiteilig ausgebildet sein, so daß vor dem Zusammensetzen des Kühlkörpers die Kühlmittelkanäle &ngr; in eines oder beide Teile - beispielsweise durch Fräsen - eingebracht werden können. Dadurch lassen sich die Kühlmittelkanäle optimal an die vorhandenen Temperaturbc^ingungen anpassen, so | daß eine effektive Wärmeableitung durch das Kühlmittel gewährleistet ist. Die Kühlmittelkanäle können dabei so ausgelegt sein, daß sich die Verspannelemente in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel befinden, so daß die Kühlwirkung auf die Verspannelemente nicht nur über den Kühlkörper, sondern auch direkt durch das Kühlmittel erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 die Kontaktierung von Hochstromleitern mittels einer Verspanneinrichtung ,

FIG 2 einen Kühlkörper einer Verspanneinrichtung für Flüssigkeitskühlung.

In der Darstellung gemäß FtG 1 ist die Kontaktierung von fünf Hochstromleitern L1-L5 mit einer Verspanneinrichtung Kl, K2, V1-V4 in Draufsicht skizziert.
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' I Die Hochätromleiter Ll-LS sind schienenförifiig ausgebildet. libliehe Größen für solche Vefbindungsschlenen sind z.B. 300 cm mal 30 cm bei einer Dicke vöri 3 Öm. Die Verspanneinrichtung besteht fjijs Schrauben Vl, V2 und Muttern V3, V4 als Vefspänneiemente, sowie 2Wei Kühlkörpern mit rechteckigem Gjuefschnitt Kl, K2 (schräffieft gezeichnet). Die an der Kontaktstelle überlappenden Hdchstromleiter L1-L5 sind zur Aufnahme der Verspannelemente VIi V2 mit Bohrungen versehen (gestiichelte Linien)· Werden die Bohrungen als Passungen äusgefühftj so ergibt sich eine

lö zusätzliche Kühlwirkung über die Verspänhelemente Vl-VA und die Kühlkörper K1,K2· Bei dem rechteckigen Querschnitt der Kühlkörper wäre es auch möglich, weitere Kühlkörper - entsprechende elektrische Leitfähigkeit vorausgesetzt - zwischen den Hochstromv. leitern L3 und Ll, Ll und L4, L4 und L2, usw, anzubringen, so das jede einzelne Kontaktfläche kühlbar ist.

Bei einer zweiteiligen Ausführung eines Kühlkörpers Kl, K2 könnten die Kühlkanäle so eingefräst werden, daß der Bolzen bzw. das Gewinde der Schrauben Vl, V2 direkt mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt und somit die Kühlwirkung durch die Verspannelemente V1-V4 verstärkt würde. Es wäre aber auch denkbar, die Kopfe der Schrauben Vl, V2, sowie die Muttern V3, V4 in die Kühlmittelkanäle einzubetten.

Als Beispiel für die Verwendung der Verspanneinrichtung Kl,K2, V1-V4, sei die Verbindung der Sekundärseite eines Hochspannungstransformators für hohe Ströme mit einer Gleichrichteranordnung genannt. Bei solchen Gleichrichteranordnungen befinden sich die Gleichrichter beispielsweise an Stromschienen aus Aluminium, die jeweils Kanäle für den Kühlmitteldufchfluß aufweisen. Die Stromschienen der Gleichtichteranofdnur»g werden über die Hochstromleitungen Ll, L2, die ebenfalls schienenföfmig ausgebildet sein können, mit Hochstromleitungen L3, L4, L5 aus Kupfer, mit der Sekundärseite des Trafos sandwichartig verbunden. Gerade der Übergang von Kupfer auf Aluminium erweist sich als besonders anfällig hinsichtlich der durch die Wärmeentwicklung bedingten

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( ) 1 Öxidätionsvorgäncjei Deshalb erweist sich gerade für eine solche Materialkombinatiön die beschriebene Neuerung als vorteilhaft« Der Kühlkörper kann bei diesem Anwenduhcjsfall relativ einfach an den Kühlmittelkreislauf der Gleiehrichteranlage angeschlossen Werden.

Die Darstellung gemäß FIG 2 zeigt die technische Zeichnung eines Kühlkörpers für die Flüssigkeitskühlung eines elektrischen Hochstromkontaktes in Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsieht. Die Höhe H, sowie die Breite 6 des Kühlkörpers ist im wesentlichen abhängig von den geometrischen Verhältnissen der zu kühlenden elektrischen Verbindung. Die Dicke D des Kühlkör-; pers richtet sich im wesentlichen nach der Größe der Bohrungen \J für den Kühlmitteldurchfluß* Der Kühlkörper ist mit Anschlußstutzen A für die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr versehen.

Bei dieser besonders einfachen Ausführungsform sind die Kühlmittelkanäle durch Längsbohrungen L, die als Ein- und Auslaßbohrungen für das Kühlmittel vorgesehen sind, und Querbohrungen Q in den Kühlkörper eingebracht. Die Anschlußstutzen A für die Kühlmittelversorgung sind dabei in die Längsbohrungen L geschraubt. Die Querbohrungen Q sind von der Seite her eingebracht und treffen jeweils auf die beiden Längsbohrungen L. Die öffnungen der Querbohrungen Q nach außen sind verschweißt, um elren Austritt des Kühlmittels zu verhindern. Dieser Sachverhalt ist / \ in der Darstellung durch die schwarzen Flächen gekennzeichnet. Der dargestellte Kühlkörper verfügt über acht Bohrungen zur Aufnahme der Verspannelemente, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Zum Verspannen eines Kontaktes in Verbindung mit dem Kühlkörper können alle bekannten Verspannelemente wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Bolzen, Spannhülsen, Nieten, Spannungsverbindungen mit Anzug, usw. verwendet werden. Die Verwendung von Verspannelementen aus wärmeleitendem Material begünstigt die Kühlwirkung der gesamten Verspanneinrichtung. Durch die direkte Verbindung der Verspannelemente mit dem Kühlkörper wird die elektrische Verbindung

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J 1 nioht nur an den Kontaktflächen zu den jeweils angebrachten körpern gekühlt, sondern gleichzeitig über die VeEspannelemente mitgekühlt* Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die durch Erwärmung bedingte Versprodung der Verspannelemente verzögert bzWj weitgehend vermieden wird*

Um zu Verhindern, daß Ionen aus dem Material des Kühlkörpers in das Wasser gelängen, ist es Vorteilhaft, den Kühlkörper aus einem wasserresistenten Material, beispielsweise aus einer AIyminiumiegierung AlMGSi 0,5F22, herzustellen.

6 Sofiutzansprüche
2 Figuren

Claims

• « &igr; G 3 O 2 O DE • * a I (^ _} 1 Schutz&nsprüche

1. Verspanneinrichtung aus mindestens zwei Verspannelerrtenten zum Kontaktieren elektrischer Hochstromleiter mit rechteckigem Querj 5 schnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspanneinrichtung (K1,K2,L1-L5) mindestens einen, mit den Hochstromleitern (L1-L5) wärmeleitend verbundenen Kühlkörper (Kl,K2) aufweist.

2. Verspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kühlkörper (Kl,K2) Kühlrippen zur Luftkühlung aufweist.

' ) 3. Verspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (Kl,K2) Kanäle für den Durchfluß eines Kühlmittels aufweist.

4. Versp^nneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlmittelkanäle durch Bohrungen (Q,L) in den Kühlkörper (Kl,K2) eingebracht sind.

5. Verspanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kühlkörper (Kl,K2) aus zwei Teilen besteht und die Kühlmittelkanäle in eines oder in beide Teile eingebracht sind.

6. Verspanneinrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch geken nzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle so ausgelegt sind, daß sich die Vercpannelemente (V1-V4) in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel befinden.