CN107851988B - 相导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电能传输装置的相导体装置(1a、1b、1c、1d)，所述相导体装置具有能导电的基体。所述能导电的基体沿主轴线(3)延伸。基本上条形的凹空部(2)贯穿所述基体。所述基体是空心圆柱体，其中，所述凹空部(2)贯穿空心圆柱体的周围壁。与所述凹空部(2)对置的周围壁是闭合的。

Description

相导体装置

技术领域

本发明涉及一种用于电能传输装置的相导体装置，所述相导体装置具有沿主轴线延伸的能导电的基体以及基本上条形的穿过所述基体的凹空部。

背景技术

这种相导体装置例如由日本实用新型JP 5-50913U已知。在那里说明了具有能导电的基体的相导体装置，其中，能导电的基体沿主轴线延伸。基体设置有凹空部，使得一方面得到稳定的机械结构，以及另一方面可以进行相导体装置的有利的通流。

这种设计方案实现流体的流入和流出，并且以此实现那里的能导电的基体的冷却。然而，这种相导体装置已经被证明是高成本的。在基体中必须安置多个凹空部，其中，为此可以使用不同的加工方法。然而，所有这些加工方法的共同点是，凹空部的引入会引起加工耗费的增加。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种相导体装置，其一方面实现良好的散热，并且另一方面实现使用成本有利的加工方法来制造相导体装置。

在开始所述种类的相导体装置情况下，上述技术问题按照本发明通过下述方式解决，即基体为空心圆柱体，所述空心圆柱体在周围壁中具有凹空部，其中，与所述凹空部对置的周围壁是闭合的。

空心圆柱体沿空心圆柱体轴线(主轴线)延伸，其中，空心圆柱体具有周围壁，所述周围壁包围空心圆柱体凹空部。空心圆柱体轴线可以与理想的直线走向不同，因此也可以有弯曲的走向。在此，空心圆柱体可以具有不同种类的横截面。优选的是，空心圆柱体应具有圆环形的横截面。

通过使用条形的凹空部可以构成大横截面(querschnittsgroβ)的凹空部，所述凹空部在基体中基本平行于空心圆柱体轴线或主轴线延伸。横向于主轴线地与所述凹空部对置的周围壁应是闭合的，即没有凹空部的。通过布置与凹空部相对置的闭合的周围壁可以促进在相导体装置内部中的对流。通过阻塞横向于空心圆柱体轴线的直接的流动路径、能够防止流体介质急速贯穿相导体装置。可以把热量从相导体装置的内部有目的地导出。以此抑制热量从周围侧的方向向基体中的流入。在此，相导体装置的横截面仅以微小的程度减小。特别是在条形地延伸平行于主轴线定向的情况下，尽管凹空部的横截面变大了，但是基体的用于承载电流的剩余的横截面(端面)仅略微减小。凹空部尤其可以与闭合的周围壁径向地对置。此外，通过取消对置的凹空部改善了基体的机械强度。此外，基体例如可以用于容纳另外的元件。基体例如可以在其内部收集磨损颗粒或类似物，使得磨损颗粒按照颗粒捕集器的方式被屏蔽地保持在相导体装置中。以此可以防止由不确定的颗粒汇集引起的包围基体的介电质的干扰。然而也可以规定，经由凹空部实现对基体的内部的访问，使得在那里也可以安装另外的元件，例如传感器等。这具有的优点是：一方面，布置在基体内部的元件被机械保护，另一方面，由于相导体装置的导电的特性，相导体装置也作为法拉第笼起作用，因此得到零场空间。尤其传感器因此被机械地和介电地保护。

另外的设计方案可以规定，凹空部在基体中连续地延伸。

连续的凹空部可以沿主轴线延伸，使得基体优选在所述基体的整个长度上被凹空部贯穿。以此可以使用简化的加工方法将凹空部布置在基体中。例如借助挤压工艺可以特别有效地加工基体。在此，凹空部可以相对于主轴线齐平地、即平行地延伸并且在挤压过程中就成形。然而也可以规定，凹空部相对于主轴线同轴地布置。因此例如可以把凹空部按照波形的方式或者螺旋形地布置在空心圆柱体中。

另外的有利设计方案可以规定，在空心圆柱体中构造沟槽，经由凹空部可到达所述沟槽。

沟槽具有基本上凹形地拱曲的表面，使得例如流体或能散开的颗粒可以受重力驱动地汇集在沟槽中。这具有的优点是，把介质例如汇集在相导体装置的内部或者把在相导体装置内的介质导出。通过向空心圆柱体的周围壁上设置凹空部，沟槽例如可以至少部分地通过基体的内周侧构成。

可以有利地规定，凹空部在横向于主方向的方向上具有比沟槽更小的延伸量。

凹空部在横向于主方向的方向上具有比沟槽本身更小的延伸量，沟槽的侧面由此构成底切，使得沟槽构成稳定的介电屏蔽的区域。沟槽的侧面介电屏蔽所述沟槽。

另外的有利的设计方案可以规定，周围壁至少在内周侧具有增大表面的造形。

借助造形可以尤其在内周侧上增大周围壁的表面。以此支持从相导体装置中放出热能的趋势。除了对在相导体装置上的散热的积极影响之外，所述造形也可以用于构成特别可靠地介电屏蔽的区域。因此，例如有径向指向的槽能够在内周侧沿主轴线延伸，由此在相导体装置内部构成突出的凸条(Steg或译为条板、窄梁)。这种凸条也可以用于把另外的组件与相导体装置相连。尤其在使用要定位在相导体装置内部的另外的元件的情况下，在凸条上例如可以布置固持位置，以便把另外的元件或组合件支撑在相导体装置上。

另外的有利设计方案规定，基体是角度刚性(winkelstarr)的物体。

为了以简化的形式规定基体的支撑，把基体构造为角度刚性的物体是有利的。因此可以利用基体的固有稳定性并且仅仅点式地支撑基体。基体可以相应地用于固持和定位另外的构件。上文所述另外的元件就其而言可以被支撑在基体上。因此例如可以在相导体装置附近直接检测相导体装置的或者包围相导体装置的流体的温度或者其他的状态量。

此外可以有利地规定，基体具有端侧的接触面，所述接触面基本与圆环段一致。

圆环段例如可以设置在空心圆柱体的基体上，其中，通过向周围壁中设置凹空部可以把端侧的圆环打断为圆环段。在此，基体的端侧面可以用于与另外的元件、例如另外的基体或者封闭端件等的电接触，从而优选通过基体的至少一个端侧进行基体的电接触。在此，所述圆环段可以不同于理想的圆环形状。例如可以通过在壁面上、尤其基体的内周面上构造结构可以提供相应的突出部，例如在圆环段上的凸条。然而也可以规定，例如使用压制的或拉伸的圆环段，使得与理想的圆形轨道不同地存在椭圆的造形。此外，圆环段的周围壁的厚度可以变化，使得例如也可以构成镰刀形的接触面。

另外的有利设计方案可以规定，在端侧中分布地布置有紧固装置。

紧固装置在端侧中分布具有的优点是，力分布地引入接触面，以得到从基体向另外的能导电的接触元件(例如另外的基体或端件体)的低电阻的过渡。例如作为紧固装置可以具有销栓，螺栓，铆钉，夹具，螺纹孔等。

另外的有利设计方案可以规定，在基体的端侧中布置有居中的紧固装置。

通过使用居中的紧固装置可以简化基体的安装，因为可以使用一个居中的紧固装置用于紧固。

在此可以有利地规定，居中的紧固装置布置在由基体包围的凸条上。

例如可以通过在基体的周围壁的内周面上构造结构来构成由基体包围的凸条。例如在紧固装置居中布置的情况下，凸条可以径向地从所述紧固装置出发与基体相连，使得紧固力可以通过凸条向基体上传递。在此，居中的紧固装置本身可以是电流路径的一部分。但也可以规定，居中的紧固装置仅用于紧固基体的端侧。

在此可以有利地规定，凸条与凹空部径向地对置。

通过沿径向与凹空部相对地布置凸条，可以通过凹空部触及凸条，并且必要时也可以对所述凸条进行处理。除了简化的触及之外，把这样定位的凸条用作散热肋片是有利的，因为所述凸条能够附加地促进从基体内部散发热量。通过径向对置的定向，在基体内部的流动仅受到不明显的影响，使得此外实现从基体的内部经由凹空部的热能的简化的导出。此外，凸条可以用于介电屏蔽凹空部。

另外的有利设计方案可以规定，凹空部由圆环段的自由的端部限定。

圆环段的自由的端部例如可以是沟槽的侧部的自由的端部，所述自由的端部遮挡所述沟槽。在此，自由的端部横向于主轴线地限定凹空部，使得凹空部的方位角的延伸被限定，相反的是，凹空部的轴向的延伸正好不被圆环段的自由的端部限定。

另外的有利设计方案可以规定，凹空部基本平行于主轴线地延伸。

相对于主轴线的平行的延伸使得凹空部例如在安装状态中相对于垂直线在相导体装置的上部区域中是稳定的。主轴线可以优选基本上位于水平面中。以此通过凹空部附加地辅助热能的排出。通过相对于主轴线平行的走向，凹空部具有与主轴线相同的定向，其中，凹空部优选相对于主轴线齐平地沿延伸通过基体。

另外的有利设计方案可以规定，压力流体绝缘的电能传输装置具有根据上述设计方案之一的相导体装置。

压力流体绝缘的电能传输装置具有承受过压的流体作为电绝缘介质。电能传输装置为此配备有压力容器，以便使得电绝缘流体被限制并且能承受过压。在此，相导体布置在压力容器内部，其中，所述相导体通常相对于压力容器电绝缘地保持或者压力容器本身电绝缘地起作用。优选气体或液体适合作为流体，其中，已表明六氟化硫、氮气、二氧化碳、含有氟化酮的流体、特别是气体，或含有氟化腈的流体、特别是气体是优选的气体。电绝缘流体包围地冲刷相导体/基体并且也流动通过基体。除了电绝缘之外，流体还用于导出热量。也可以将根据本发明的装置用于具有单相或多相绝缘的电能传输装置中。在多相绝缘的情况下，同样的流体围绕电能传输系统的多个相的多个基体冲刷。在单相绝缘的情况下，使用相互分开的流体用于电能传输系统的不同相的多个基体的绝缘。

附图说明

下面在附图中示意性地示出本发明的实施例，并在下面进一步描述。在附图中：

图1示出了第一实施变型中的相导体装置的立体视图，

图2示出了根据图1的相导体装置的端侧视图，

图3示出了第二实施变型中的相导体装置的立体视图，

图4示出了根据图3的相导体装置的端侧视图，

图5示出了第三实施变型中的相导体装置的立体视图，

图6示出了根据图5的相导体装置的端侧视图，

图7示出了根据图5的相导体装置的俯视图，

图8示出了第四实施变型中的相导体装置的立体视图，

图9示出了根据图8的相导体装置的端侧视图。

具体实施方式

在图1至图9中示出的实施变型分别具有基本上相同的构造，据此，基体构造为空心圆柱体，该空心圆柱体在周围壁中具有凹空部，其中，周围壁在与凹空部径向对置的侧上闭合。

下面首先参照图1说明相导体装置的基本结构，其中，这些说明在另外的实施变型二至四中适合作出必要的修改。对于另外的实施变型二至四说明相对于示出了相导体装置的第一实施变型的图1和图2的不同之处。

图1示出了第一实施变型中的相导体装置1a的立体视图。第一实施变型中的相导体装置1a具有空心圆柱体式的基体，该空心圆柱体式的基体具有在周围壁中的凹空部2。在此，第一实施变型的相导体装置1a的基体相对于主轴线3同轴地定向。凹空部2沿主轴线3在基体的整个轴向延伸上延伸，其中，凹空部2基本上是条状地设计的并且平行于主轴线3延伸。除了平行的延伸之外，也可以提供例如螺旋形或波形的同轴的延伸。因为凹空部2在基体的整个长度上贯穿基体，所以凹空部2在端侧、即在第一实施变型的相导体装置1a的端侧中不由在第一实施变型的相导体装置1a的基体本身限定。凹空部2横向于主轴线3的限定通过周围壁的具有直线式延伸形状的并且相互平行地以及平行于主轴线3地定向的自由的端部进行。凹空部2把基本上圆环形的横截面打断为基本上圆环片段形的横截面。

第一实施变型中的相导体装置1a由导电的材料、例如铝合金或铜合金构成。因为基体的外部的包络轮廓与圆一致，所以基体的周围面在外周侧凸形地拱曲。凸条4在内周侧贯穿圆柱形的内周面。凸条4从基体的圆柱形内周面突出并且朝向主轴线3的方向径向向内突起。在此，凸条4彼此平行以及平行于主轴线3地延伸。凸条4直线式伸展地延伸。凸条4具有与凹空部2相同的轴向的走向。然而凸条4也可以具有不同的走向。例如，凸条4也可以螺旋形或波浪形地延伸。有利的是，凹空部2和凸条4具有彼此相似或相同的走向。此外，凸条4也与在第一种实施变型中的相导体装置1a的体边棱平行地布置，所述体边棱沿横向于主轴线3的方向限定凹空部2。在凸条4中在端侧设置有螺纹孔5。螺纹孔5用作紧固装置。通过螺纹孔5可以向第一实施变型中的相导体装置1a或其基体上旋拧另外的元件。例如封闭所述基体的端件体可以在端侧与在第一实施变型中的相导体装置1a的基体相连。在此，基体的端侧构造为能导电的接触面，使得第一实施变型中的相导体装置1a可以通过端侧电接触。在此，螺纹孔5分布地位于第一实施变型中的相导体装置1a的端侧中并且接入第一实施变型中的相导体装置1a的基体的配设用于电接触的端面内。以此实现力平面式地和无扭曲地引入第一实施变型中的相导体装置1a的基体中。有利的是，用于在第一实施变型中的相导体装置1a的这种基体例如可以在挤压工艺中制造。因此可以在使用半成品的情况下制造相导体装置。通过切断半成品可以根据需要以确定的结构或长度实施相导体装置。在此，用于螺纹孔5的凹部同样可以在挤压工艺期间连续地构成，使得在切断后仅需要进行切削螺纹。然而也可以规定，事后在基体中加工出螺纹孔5。

图1示出了第一实施变型中的相导体装置1a的安装位置，在该安装位置中凹空部2相对于垂直线定位在第一实施变型中的相导体装置1a的上端部上。主轴线3基本水平地布置。因此可以简化地从第一实施变型中的相导体装置1a的内部导出热量、或者在相导体装置1a的内部捕获或容纳颗粒并且把相导体装置1a用作颗粒捕集器。

图2示出了从图1中已知的第一实施变型中的相导体装置1a的端侧视图。

图3和图4中示出了第二实施变型中的相导体装置1b的立体视图或端侧视图。对于第一实施变型中的相导体装置1a的说明相似地适用于第二实施变型中的相导体装置1b。其同样适用于在第三和第四实施变型中的相导体装置1c、1d。在第二实施变型中的相导体装置1b中进行了横截面的变型。与第一实施变型中的相导体装置1a相比，第二实施变型中的相导体装置1b具有加厚的横截面。在第二实施变型中的相导体装置1b中取消了凸条4在内周侧的额外布置。螺纹孔5直接设置在第二实施变型中的相导体装置1b的环段形的端面中。凹空部2在此也连续地位于周围壁中，其中，凹空部2实现相对于沟槽6的入口(类似于图1和图2)，在沟槽6中存在有介电屏蔽的区域。在沟槽中6例如可以收集颗粒或者安装另外的安装件。因此例如可以在沟槽6内布置传感器。第一实施变型中的相导体装置1a也构造有沟槽6，其中，沟槽6通过凸条4成型。

图5、图6、图7、图8和图9中示出了第三和第四实施变型中的相导体装置1c、1d。与使用和布置第一和第二实施变型中的相导体装置1a、1b的紧固装置不同的是，在此规定紧固装置居中布置。

图5示出了第三实施变型中的相导体装置1c的立体视图。基体又具有空心圆柱形的基础结构，其中，凹空部2贯穿周围壁。凹空部2相对于相导体装置的第一或第二实施变型1a、1b的凹空部2具有相似的尺寸(在横截面方面)。相应地形成了用于在第三实施变型中的相导体装置1c的端侧的接触面的环段。为了把第三实施变型中的相导体装置1c与另外的构件、例如另外的基体或端件体相连，在内周侧上铸造有凸条4a。凸条4a相对于主轴线3基本上径向地延伸并且朝向主轴线3突出，使得主轴线3贯穿凸条4a。在此，凸条4a这样地定位，使得所述凸条相对于主轴线3径向地定向并且在第三实施变型中的相导体装置1c的基体的内周侧上径向地与凹空部2对置地向基体中过渡。以此可以通过凹空部2垂直地触及凸条4a。这种垂直的视图在图7中示出。凸条4a划分在第三实施变型中的相导体装置1c的沟槽6。

为了例如借助螺栓进行连接，凸条4a配设有相对于主轴线3同轴地定向的孔7(紧固装置)。孔7延伸通过凸条4a并且到达凸条4a的端侧的端部上。可行的是，通过凹空部2断掉凸条4a的部分或部分地去掉凸条4a，使得孔7的另外的接口定位在远离孔7的端侧的接口的侧上。然后可以向孔7中布置螺栓8，该螺栓8具有螺栓头8a，螺栓头8a在背离孔7的端侧的接口的侧上贴靠在凸条4a上(参见图7)。通过凹空部2可以借助工具将螺栓头8a的旋转引导至螺栓8上。

在图6中第三实施变型中的相导体装置1c的端侧和立体视图中可见，凸条4a在端侧的端部上相对于接触面的平面错移地布置，所述接触面构造为圆环段。以此保证在借助螺栓8a紧固时，优选经由圆环形的接触面进行电接触，使得可以在第三实施变型中的相导体装置1c的基体和另外的待与其相连的元件、例如端件体之间产生低电阻的过渡电阻。

由图5、图6和图7已知的第三实施变型中的相导体装置1c例如可以与在第四实施变型(图8、9)中的相导体装置1d紧固。在此，可以像在如图5、图6和图7已知的第三实施变型中的相导体装置1c那样使用相同的基体构造第四实施变型中的相导体装置1d。只是现在规定，在凸条4a上设置有相对于主轴线3同轴地定向的螺纹孔5，使得例如可以通过像由第三实施变型中的相导体装置1c已知的螺栓8进行在第四实施变型中的相导体装置1d的紧固。与第三实施变型中的相导体装置1c的设计方案相似的是，凸条4a相对于接触面的平面错移，使得接触面彼此接触，并且通过螺栓8在螺纹孔5中的紧固可以产生在第三或第四实施变型中的相导体装置1c、1d之间的张紧力。

为了实现相导体装置模块式的接连排列还可以规定，在相导体装置的圆柱形结构的情况下，相互背离的端侧不同地构造、优选镜像地构造，使得同样构造的相导体装置可以相互耦连。因此，例如在图5、图6、图7以及图8中示出的第三和第四实施变型中的相导体装置1c、1d可以分别在端侧装配两个变型中的一个，使得可以进行同样的相导体装置的模块式设置和彼此耦连。

相似地也适用于在图1和图2或图3和图4所示的第一或第二实施变型中的相导体装置1a、1b。在那里，在图1和图3中背离观察者的端侧也可以镜像地构造，使得可以例如借助螺栓进行在朝向观察者的端侧中螺纹孔5的紧固。就可以把同样构造的相导体装置模块化地彼此相继地以近似连续的排列相互接触和机械连接以及电连接。

在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9中示出的不同实施变型中的相导体装置1a、1b、1c、1d分别具有凹空部2，该凹空部2打断空心圆柱体式的基体的周围壁。在此，作为空心圆柱体的横截面合适的是圆环，该圆环通过凹空部2打断为圆环段。附加地可以在内周侧或在外周侧设置凸条4、4a，所述凸条4、4a在横截面中对圆环段形成造型。备选地或者附加地，也可以在圆环段上设置凹口或槽。除了圆环的理想的圆形的设计方案之外，也可以使用椭圆形或卵形的空心圆柱体。根据需要也可以使用不同的任意横截面。

通过不同的相导体装置1a、1b、1c、1d的凹空部2可以分别得到相对于沟槽6的入口，沟槽6被剩余的周围壁包围。由于相导体装置1a、1b、1c、1d的能导电的设计，在相导体装置1a、1b、1c、1d内部构成介电屏蔽的空间，在该空间内例如可以积聚异物、颗粒等，使得其在零场的空间中不会干扰在相导体装置1a、1b、1c、1d外的电场。此外，例如也可以把传感器或另外的元件安装在沟槽6中，以便例如监视相导体装置1a、1b、1c、1d或者也监视围绕相导体装置1a、1b、1c、1d冲刷的电绝缘介质。优选地，在相导体装置1a、1b、1c、1d的安装位置中，凹空部相对于垂直线应定位在相导体装置1a、1b、1c、1d的上部三分之一中，使得在沟槽6的内部一方面可以收集和容纳颗粒或组合件，另一方面，热能也可以通过凹空部从相导体装置1a、1b、1c、1d的内部散出。此外，必要时通过在底部区域中闭合的槽6也可以沿主轴线3的方向排出在相应的相导体装置1a、1b、1c、1d内的流体、例如冷凝液或类似物。通过凹空部2得到相对于相导体装置1a、1b、1c、1d内部的入口。在相导体装置内部配设的凸条4、4a可以构成增大表面的结构，以附加地辅助热量从相导体装置1a、1b、1c、1d的内部排出。优选的是，凸条4、4a应相对于主轴线3齐平地或平行地延伸。

Claims (13)

1.一种用于电能传输装置的相导体装置(1a、1b、1c、1d)，所述相导体装置具有沿主轴线(3)延伸的能导电的基体以及条形的贯穿所述基体的凹空部(2)，

其特征在于，

所述基体是空心圆柱体，所述空心圆柱体具有在周围壁中的凹空部，其中，与所述凹空部(2)对置的周围壁是闭合的，其中，所述周围壁至少在内周侧上具有增大表面的造形(4、4a)。

2.按照权利要求1所述的相导体装置，

其特征在于，

所述凹空部(2)在基体中连续地延伸。

3.按照权利要求1或2所述的相导体装置，

其特征在于，

在空心圆柱体中构造沟槽(6)，经由所述凹空部(2)能进入所述沟槽。

4.按照权利要求3所述的相导体装置，

其特征在于，

所述凹空部(2)在横向于主方向的方向上具有比所述沟槽(6)更小的延伸。

5.按照权利要求1所述的相导体装置，

其特征在于，

所述基体是角度刚性的物体。

6.按照权利要求1所述的相导体装置，

其特征在于，

所述基体具有端侧的接触面，所述接触面对应圆环段。

7.按照权利要求6所述的相导体装置，

其特征在于，

在端侧中分布地布置有紧固装置(5、7)。

8.按照权利要求1所述的相导体装置，

其特征在于，

在基体的端侧中布置有居中的紧固装置(5、7)。

9.按照权利要求8所述的相导体装置，

其特征在于，

所述居中的紧固装置(5、7)布置在由基体包围的凸条(4a)上。

10.按照权利要求9所述的相导体装置，

其特征在于，

所述凸条(4a)与所述凹空部(2)径向地相对。

11.按照权利要求6所述的相导体装置，

其特征在于，

所述凹空部(2)由圆环段的自由的端部限定。

12.按照权利要求1所述的相导体装置，

其特征在于，

所述凹空部(2)平行于所述主轴线(3)地延伸。

13.一种压力流体绝缘的电传输装置，

其特征在于，

所述电传输装置具有按照权利要求1至12之一所述的相导体装置。

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