DD152034A1

DD152034A1 - Gekuehlte stromschiene

Info

Publication number: DD152034A1
Application number: DD22236180A
Authority: DD
Inventors: Klaus Mueller; Peter Lein; Georg Kuka; Ralf Luedemann; Karl-Heinz Manthe
Original assignee: Klaus Mueller; Peter Lein; Georg Kuka; Ralf Luedemann; Manthe Karl Heinz
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1980-07-03
Publication date: 1981-11-11

Abstract

Gekuehlte Stromschiene, insbesondere fuer Hochstromverbindungen in elektrischen Anlagen. Ziel der Erfindung ist es, die Waermeabfuhr von Stellen hoher Verlustdichten in Stromschienen zu vergroeszern. Aufgabengemaesz soll eine gekuehlte Stromschiene geschaffen werden, bei der ein Kuehlkreislauf durch Heiz- und Kuehlzonen innerhalb der Stromschienen aufrechterhalten wird. Erfindungsgemaesz besitzt die Stromschiene einen geschlossenen rohrfoermigen Hohlraum mit Kapillarstruktur, wobei dieser Hohlraum als an sich bekanntes Waermerohr fungiert. Der Hohlraum ist zentral achsparallel oder aussermittig achsparallel angeordnet. Die Erfindung ist bei Hochstromverbindungen in elektrischen Anlagen anwendbar.

Description

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Gekühlte Stromschiene

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Stromschiene, insbesondere für Hochstromverbindungen in elektrischen Anlagen.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Es ist bekannt, die Hochstromverbindungen in elektrischen Anlagen in Form von Stromschienen auszuführen» Die Strom- . schiene dient neben dem Transport von elektrischer Energie der Abfuhr der in der Stromschiene, speziell an den Verbindungsstellen mitjanderen Stromleitern, oder in den angeschlossenen elektrischen Geräten entstehenden Verlustwärme« Diese Verlustwärrne wird an die Umgebung, z»B. Luft oder SiV-Gas, abgegeben.

In vielen Fällen bestimmt die zulässige Erwärmung der Stromschiene oder der angeschlossenen elektrischen Geräte die Abmessungen der Stromschiene.

Die Wärmeabfuhr aus der Stromschiene wird erschwert dadurch, daß nicht die gesamte Oberfläche in gleichem Maße zur T/armeabfuhr beiträgt. Große Verlustdichten und damit hohe Temperaturen treten auf an den Stellen der Stromschiene, wo sich Verbindungsstellen mit anderen Stromleitern befinden. Diese Verbindungsstellen bestimmen damit die zulässige Strombelastung und die Abmessungen der Stromschiene. Nach der Offenlegungsschrift DE-OS 21 55 313 wird die Y/ärme aus,rohrförmigen Stromschienen durch einen Kühlluftstrom im Inneren der Stromschiene abgeführt.

Fachteilig an dieser Lösung ist, daß ein durch einen Elektromotor angetriebener Lüfter benötigt wird. Dadurch macht sich eine Wartung der Anlage erforderlich. Bei einem Ausfall des Lüfters kann es zu einer örtlichen Überhitzung und damit zu einer Zerstörung der Stromschienen, speziell der Verbindungsstellen, kommen.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die Wärmeabfuhr von Stellen hoher Verlustdichten in Stromschienen zu vergrößern, wodurch eine Erhöhung der Strombelastbarkeit und eine Verringerung des Materialeinsatzes möglich wird. Dabei sollen keine beweglichen Teile (Lüfter, Pumpen o.ä·) vorhanden sein, damit ein wartungsfreier Betrieb und eine hohe Lebensdauer möglich werden. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gekühlte Stromschiene zu schaffen, bei der ein Kühlkreislauf durch Heiz- und Kühlzonen innerhalb der Stromschiene aufrechterhalten wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stromschiene einen geschlossenen rohrförmigen Hohlraum mit Kapillarstruktur besitzt und dieser Hohlraum als an sich bekanntes T/ärmer ohr fungiert· Die Wand der als Gefäß ausgebildeten Stromschiene dient dem Transport des elektrischen Stromes und zum Anschluß anderer Stromleiter. Der Hohlraum ist zentral achsparallel oder außermittig achsparallel angeordnet. Die Stromschiene kann dabei von beliebig geformtem Querschnitt sein. Zusätzlich sind ein oder mehrere als Kühlkörper ausgebildete Wärmerohre an der Stromschiene angebracht. An den Stellen hoher Verlustdichte (Heizzone) verdampft der Wärmeträger aus der Kapillarstruktur. Der Dampf strömt im Inneren der Stromschiene in Richtung des Temperaturgefälles, kondensiert an den Stellen mit geringerer Temperatur (Kühlzone) und gibt dort die aufgenommene Wärmeenergie wieder ab. Heiz- und Kühlzonen können beliebig über die Stromschiene .verteilt sein. Die Wärmeabfuhr, d.h. die Kühlung der Stromschiene kann verbessert werden, wenn die Kühlzone nicht vom Strom durch-.flössen undjgegebenenfalls zusätzlich mit Kühlrippen versehen

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Pig.1: Verlauf der Stromschienentemperatur. Pig.2 bis 5'· Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stromschiene in der Perspektive und im Querschnitt Mg.61 Kühlkörper im Querschnitt

In Fig.1 ist der Verlauf der Stromschienentemperatur in der Umgebung einer Verbindungsstelle nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei wird deutlich, daß große Verlustdichten und damit hohe Temperaturen an diesen Stellen der Stromschiene auftreten. Die Temperatur an der Verbindungsstelle kann dabei 20 bis 40 Kelvin höher als die Temperatur an den von der Verbindungsstelle weit entfernten Stellen sein.

Die Pig.2 und 4 zeigen Möglichkeiten für die Ausbildung der Stromschiene 1 als Wärmerohr. In den Pig. 3 und 5 sind in den Schnittdarstellungen die unterschiedlichen Lagen des. Hohlraumes 2 zu erkennen. Durch den Hohlraum 2 und eine Kapillarstruktur 3 wird das Wärmerohr gebildet. Die Bohrungen 4 dienen zum Befestigen anderer Stromschienen.

Die Pig.6 zeigt einen als Wärmerohr ausgebildeten Kühlkörper 5j der mit Kühlrippen 6 versehen und an einer Stromschiene 1 angebracht ist. Die Wärme wird aus der Stromschiene über das Wärmerohr an die Kühlrippen und von dort an das umgebende Medium abgegeben. Die Verbindung des Kühlkörpers mit der Stromschiene kann lösbar durch ein Schraubgewinde oder nicht lösbar durch Schweißen bzw. Löten hergestellt werden. Der Kühlkörper kann dabei auch senkrecht zur Achse der Stromschiene an dieser angebracht werden.

Claims

1. Gekühlte Stromschiene, insbesondere für Hochstromverbindungen in elektrischen Anlagen dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene einen geschlossenen, rohrförmigen •Hohlraum (2) mit Kapillarstruktur (3) besitzt und dieser Hohlraum als an sich bekanntes Wärmerohr fungiert.

2. Gekühlte Stromschiene nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (2) zentral achsparallel angeordnet ist.

3· Gekühlte Stromschiene nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (2) außermittig achsparallel angeordnet ist.

4. Gekühlte Stromschiene nach Punkt 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein oder mehrere als Kühlkörper (5) ausgebildete Wärmerohre an der Stromschiene angebracht sind.

. - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -

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Erfindungsansprüche:

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