AT394791B - Kurzschlussfeste stromschienenverbindung mit einem flexiblen dehnungsband - Google Patents

Description

AT 394 791 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine kurzschiußfeste Stromschienenverbindung mit einem flexiblen Dehnungsband und einer längsverschiebbaren, jedoch gegen Querkräfte stabilen Kupplung zweier axial fluchtenden Strom-schienenenden.

Flexible Dehnungsbänd»* bei Stromschienenverbindungen werden verwendet, um mechanische Beschädigun-5 gen an elektrischen Maschinen, Transformatoren oder Schaltgeräten zu verhindern, welche Schwingungen bzw. Schaltstößen ausgesetzt sind, und aus diesen Gründen an die starren Stromschienen nicht direkt angeschlossen werden können. Fern»* sollen durch flexible Dehnungsbänder Wärmedehnungen von Geräte-Anschlußschienen und längeren Stromschien»» ausgeglichen werden.

Zwischen parallel geführten Stromschienen entstehen im Kurzschlußfall hohe elektromagnetische Kräfte, 10 denen flexible Dehnungsbänder nicht gewachsen sind. Zur Aufnahme dieser Querkräfte müssen einerseits die Stromschienen biegesteif dimensioniert sein, anderseits Stützisolatoren in bestimmten Abständen vorgesehen sein. Da flexible Dehnungsbänder nur kleine Querkräfte aufitehmen können, müssen Stützisolatoren oder sonstige Versteifungselemente in unmittelbarer Nähe ihr» Anschlußfahnen vorhanden sein.

Aus der CH-PS 525 564 ist ein Dehnungsverbinder für Rohrsammelschienen bekannt, der aus einem mit den 15 Sammelschienenenden verschraubten Metallbandwickel besteht. Um eine Zentrierung und axiale Führung der Sammelschienenenden zueinander zu erhalten, sind miteinander fluchtende Schraubenbolzen vorgesehen, wovon der eine eine zentrale Bohrung und der andere einen in der zentralen Bohrung axial verschiebbar geführten Zapfen aufweist. Nachteilig ist bei dieser relativ aufwendigen Anordnung, daß im Kurzschlußfall durch Teilströme die Schraubenbolzen verschweißen oder ausbrennen können. Den gleichen Nachteil weist eine in der 20 SU-PS 1001251 beschriebene Anordnung auf, bei der ein flexibler Verbinder innerhalb eines Rohres angeordnet ist, welches an seinem einen Ende mit einer starren Rohrsammelschiene fest verbunden ist und an seinem anderen Ende auf einem Trägerelement des Anschlusses eines elektrischen Gerätes aufliegt. Ein durch diese Anordnung fließender Kurzschlußstrom würde ein Verschweißen des Rohres mit dem Trägerelement bewirken.

Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemäße Ausführung wird bezweckt, eine wirtschaftlich vorteil-25 hafte kurzschlußfeste Stromschienenverbindung mit einem flexiblen Dehnungsband zu schaffen, bei der die vorangeführten Nachteile vermieden werden können und bei der Stützisolatoren nicht in unmittelbarer Nähe der Anschlußfahnen des Dehnungsbandes vorgesehen werden müssen und Stützisolatoren einzusparen sind.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Kupplung aus zwei sich überlappenden Stromschienenenden mit Recht-eckquerschnitt besteht, wovon eines im Bereich der Überlappung isoliert ist, und das flexible Dehnungsband als 30 elektrisch leitende Verbindung der beiden Stromschienen parallel zur Überlappung angeordnet ist

Die Isolierung des einen Stromschienenendes verhindert, daß im Kurzschlußfall durch Teilströme die überlappten Stromschienenenden verschweißen oder beschädigt werden, weil der Kurzschlußstrom nur üb» das flexible Dehnungsband fließt und die Funktion der längsverschiebbaren, jedoch gegen Querkräfte stabilen Kupplung der beiden Stromschienenenden unbeeinträchtigt bleibt Die Kupplung kann nicht nur Wärmedehnungen der 35 Stromschienen ausgleichen, sondern hält auch den hohen elektromagnetischen Querkräften zu benachbarten paral lelen Stromschienen im Falle eines Kurzschlusses stand, wodurch Deformationen des flexiblen Dehnungsbandes vermieden werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind an den sich überlappenden Stromschienenenden in einem Abstand voneinander mittig mindestens zwei Bohrungen vorgesehen, wobei die Bohrungen des einen Stromschie-40 nenendes als Langlöcher in Längsrichtung der Stromschiene ausgebildet sind und in den Bohrungen Distanzhülsen zur Aufnahme von Schrauben mit Muttem angeordnet sind, deren Länge mindestens der Dicke der Stromschienenüberlappung entspricht.

Dadurch wird eine mechanische Kupplung der beiden Stromschienenenden »zielt, die gegen Querkräfte stabil ist, jedoch auf Grund der Langlöch» eine Längsverschiebung der Stromschienen zuläßt 45 Die Innenflächen der Langlöcher des isoli»ten Stromschienenendes können dabei ebenfalls isoliert sein, damit auch keine Teilströme über die Distanzhülsen und Schrauben von einem zum anderen Stromschienenende fließen können.

Diese Isolierung kann beispielsweise nach bekannten Wirbelsinter-Verfahren durch Beschichtung der Stromschiene mit Kunststoff, z. B. Epoxidharz, hergestellt sein. 50 Eine besonders einfach zu montierende Kupplung d» beiden Stromschienenenden ergibt sich, wenn das eine Stromschienenende mittig einen Längsschlitz aufweist, in dem mindestens zwei am anderen Stromschienenende senkrecht abstehenden, mit diesem fest verbundene Stifte mit Kopf längsverschiebbar geführt sind.

Bevorzugterweise ist dabei das den Längsschlitz aufweisende Stromschienenende isoliert, weil dieses auf Grund seiner Form leicht» nach bekannten Wirbelsinter-Verfahren mit Kunststoff zu beschichten ist. Ohne das 55 beschichtete Stromschienenende nachbearbeiten zu müssen, kann die Montage der mechanischen Verbindung der beiden Stromschienen durch Ineinanderschieben erfolgen.

Besonders günstige mechanische Eigenschaften der Stromschienenverbindung werden »reicht, wenn die Überlappung der beiden Stromschienenenden in der Mitte des Abstandes zweier Isolatoren angeordnet ist, auf welchen einerseits die eine Stromschiene, anderseits die and»e Stromschiene festgeklemmt ist. Sofeme der Abstand der 60 beiden Isolatoren nicht zu groß ist, kann die Überlappung d» beiden Stromschienenenden üb» einem Stützisolator angeordnet sein, wobei beide Stromschienenenden mittig einen Längsschlitz zur Aufnahme eines mit dem Stützisolator koaxial fest v»bunden»i Stiftes mit Kopf aufweisen. -2-

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Bei Stromschienenverbindungen in Freiluft-Schaltanlagen kann das isolierte Stromschienenende unter dem anderen Stromschienenende liegen, damit die Isolation nicht direkt der Witterung ausgesetzt ist

Im folgenden wird an Hand derbeiliegenden Zeichnung ein Ausfiihrungsbeispiel des Erfmdungsgegenstandes näher erläutert: Es zeigen Fig. 1 den Aufriß einer bekannten kurzschlußfesten Stromschienenverbindung an einem Hochspannungstransformator, Fig. 2 den Aufriß einer erfindungsgemäßen Ausführung einer kurzschlußfesten Stromschienenverbindung am gleichen Hochspannungstransformator und Fig. 3 den Grundriß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der kurzschlußfesten Stromschienenveibindung.

Der in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Primäranschluß eines dreiphasigen Hochspannungstransformators (40) in einer Schaltanlage, beispielsweise für eine Betriebsspannung von 25 kV, besteht aus dem Durchführungsisolator (4), der mit einer Stromschiene (2) mechanisch und elektrisch verbunden ist, einem flexiblen Dehnungsband (5,51,52) und einer weiteren Stromschiene (1), die beispielsweise zu einem Lasttrennschalter in der Schaltanlage führt. Damit das flexible Dehnungsband (5) beim Auftreten eines Kurzschlußstromes durch die elektromagnetischen Kräfte nicht deformiert wird, sind in unmittelbarer Nähe der Anschlußfahnen (51,52) des flexiblen Dehnungsbandes (5) Stützisolatoren (3,6) vorgesehen. Der eine Stützisolator (3) ist auf einem Gerüst (31) der Schaltanlage montiert, der andere Stützisolator (6) dagegen auf einer Konsole (61), welche mit dem Hochspannungstransformator (40) fest verbunden ist Es versteht sich, daß die anderen Primäranschlüsse des dreiphasigen Hochspannungstransformators (40) auf die gleiche Art ausgeführt sind.

In Fig. 2 ist der Primäranschluß des dreiphasigen Hochspannungstransformators (40) aus Fig. 1 über die erfindungsgemäße Ausführung einer kurzschlußfesten Stromschienenverbindung gezeichnet

Der Durchführungsisolator (4) ist wie in Fig. 1 mit einer Stromschiene (2) mechanisch und elektrisch verbunden, deren freies Stromschienenende (20) sich mit dem Stromschienenende (10) der Stromschiene (1) überlappt, welche auf dem Stützisolator (3) festgeklemmt ist. Die Überlappung der beiden Stromschienenenden (10, 20) befindet sich genau in der Mitte des Abstandes des Stützisolators (3) vom Durchführungsisolator (4). Das Stromschienenende (10) weist in einem Abstand voneinander mittig zwei Bohrungen (11,12) auf, die mit zwei Langlöchern (21,22) des Stromschienenendes (20) fluchten, wobei die Langlöcher (21, 22) in Längsrichtung der Stromschiene (2) ausgebildet sind. In den Bohrungen (11,12) bzw. Langlöchem (21,22) befinden sich Distanzhülsen (17,27), deren Länge mindestens der Dicke der Stromschienenüberlappung entspricht. Die Distanzhülsen (17, 27) sind zwischen den Schrauben (15, 25) und Muttem (16, 26) eingespannt. Im Bereich der Überlappung ist das eine Stromschienenende (20) nach bekannten Wirbelsinter-Verfahren mit Epoxidharz beschichtet, wobei auch die Innenflächen der Langlöcher (21, 22) beschichtet sind und die Epoxidharzschicht (29) eine Durchschlagsfestigkeit von etwa 5 kV aufweist.

Als elektrisch leitende Verbindung der beiden Stromschienen (1, 2) ist ein flexibles Dehnungsband (5) parallel zur Überlappung der Stromschienenenden (10,20) vorgesehen. Der flexible Teil des Dehnungsbandes (5) besteht z. B. aus gekrümmten Lamellen, die mit den Anschlußfahnen (51, 52) verschweißt sind.

Schwingungen des Hochspannungstransformators (40) und Wärmedehnungen der Stromschiene (1) können durch die bei der mechanischen Verbindung der beiden Stromschienenenden (10,20) vorhandenen Langlöcher (21,22) und das flexible Dehnungsband (5) ausgeglichen werden.

Sofeme durch die Stromschienenverbindung Kurzschlußströme fließen, entstehen durch die benachbarten parallelen Stromschienen hohe elektromagnetische Querkräfte, welche jedoch von den Isolatoren (3,4) sowie der gegen Querkräfte stabilen, mechanischen Verbindung der beiden Stromschienenenden (10,20) aufgefangen werden können. Ein zusätzlicher Stützisolator (6,61), wie in Fig. 1, ist nicht mehr erforderlich. Durch die Epoxidharzbeschichtung (29) wird außerdem verhindert, daß die Stromschienenenden (10,20) auf Grund von Teilströmen des Kurzschlußstromes thermisch überbeansprucht werden.

In Fig. 3 ist der Grundriß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der kurzschlußfesten Stromschienenverbindung zu einem dreiphasigen Hochspannungstransformator (40) dargestellt. Die Stromschienen (1,2) weisen bei dieser Ausführung an ihren epoxidharzbeschichteten Stromschienenenden (20) mittig einen Längsschlitz (28) auf, in welchen je zwei an den Stromschienenenden (10) senkrecht abstehende, mit diesem fest verbundene Stifte (18) mit Halbrundkopf längsverschiebbar geführt sind. Die Stifte (18) können in den Stromschienenenden (10) eingepreßt oder mit diesen verschweißt bzw. verklebt sein. Die Ausführung gemäß Fig. 3 entspricht ansonsten jener in Fig. 2.

Damit die epoxidharzbeschichteten Stromschienenenden (20) in Freiluft-Schaltanlagen nicht direkt der Bewitterung ausgesetzt sind, liegen diese unter den Stromschienenenden (10), wie in Fig. 2 dargestellt ist Sofeme der Abstand der beiden Isolatoren (3,4) nicht zu groß ist, kann die Überlappung der beiden Stromschienenenden (10, 20) auch über dem Stützisolator (3) angeordnet sein. Bei dieser Ausführung weist dann jedes Stromschienenende (10, 20) mittig lediglich einen Längsschlitz (28) auf, wobei ein mit dem Stützisolator (3) koaxial fest verbundener Stift mit Halbrundkopf beide Längsschlitze (28) durchdringt. -3-

Claims (7)

1. AT 394 791 B PATENTANSPRÜCHE 1. Kurzschiaßfeste Stromschienenverbindung mit einem flexiblen Dehnungsband und einer längsverschiebbaren, jedoch gegen Querkräfte stabilen Kupplung zweier axial fluchtenden Stromschienenenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus zwei sich überlappenden Stromschienenenden (10, 20) mit Rechteckquerschnitt besteht, wovon eines im Bereich der Überlappung isoliert ist, und das flexible Dehnungsband (5,51,52) als elektrisch leitende Verbindung der beiden Stromschienen (1,2) parallel zur Überlappung angeordnet ist.
2. 2. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den sich überlappenden Stromschienenenden (10,20) in einem Abstand voneinander mittig mindestens zwei Bohrungen (11, 21; 12, 22) vorgesehen sind, wobei die Bohrungen (21, 22) des einen Stromschienenendes (20) als Langlöcher in Längsrichtung der Stromschiene (2) ausgebildet sind und in den Bohrungen (11, 21; 12, 22) Distanzhülsen (17, 27) zur Aufnahme von Schrauben (15, 25) mit Muttem (16, 26) angeordnet sind, deren Länge mindestens der Dicke der Stromschienenüberlappung entspricht
3. 3. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Langlöcher (21,22) des Stromschienenendes (20) isoliert sind.
4. 4. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Stromschienenende (20) mittig einen Längsschlitz (28) aufweist in dem mindestens zwei am anderen Stromschienenende (10) senkrecht abstehende, mit diesem fest verbundene Stifte (18) mit Kopf längsverschiebbar geführt sind.
5. 5. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Längsschlitz (28) aufweisende Stromschienenende (20) isoliert ist
6. 6. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung der beiden Stromschienenenden (10,20) in der Mitte des Abstandes zweier Isolatoren (3,4) angeordnet ist, auf welchen einerseits die eine Stromschiene (1) anderseits die andere Stromschiene (2) festgeklemmt ist.
7. 7. Kurzschlußfeste Stromschienenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung der beiden Stromschienenenden (10,20) über einem Stützisolator (3) angeordnet ist und beide Strom-schienenenden (10, 20) mittig einen Längsschlitz (28) zur Aufnahme eines mit dem Stützisolator (3) koaxial fest verbundenen Stiftes mit Kopf aufweisen. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-