DE102007063478A1 - Bus bar arrangement for electrical connecting switch bay of switchgear, has bus bar designed as electrically conducting pipes encased with non-conductive material, where non conductive material is silicone rubber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Sammelschiene zum elektrischen Verbinden von Schaltfeldern einer Schaltanlage.The The invention relates to an arrangement with a busbar for electrical Connection of cubicles of a switchgear.
Eine solche Anordnung ist aus der Druckschrift "Leistungsschalter-Festeinbauanlagen Typ NXPLUS C bis 24 kV, SF6-isoliert", (Katalog HA 35.41) der Siemens AG aus dem Jahr 2005 bekannt. Insbesondere aus Seite 29 der genannten Druckschrift ist bekannt, dass für Ströme bis zu 1250 A feststoffisolierte Einzel-Sammelschienen aus Vollleitermaterial zum elektrischen Verbinden der Schaltfelder eingesetzt werden. Ein Einsatz solcher Einzel-Sammelschienen für höhere Ströme ist problematisch, da sich gezeigt hat, dass eine Querschnittsvergrößerung des Vollleitermaterials zu sehr schweren Einzel-Sammelschienen führt, bei denen Probleme bei der Montage und der mechanischen Stabilität auftreten können. Für Ströme größer als ca. 1250 A wurden daher bisher sogenannte Tandem-Sammelschienen, also zwei elektrisch parallel geschaltete Einzel-Sammelschienen aus Vollleitermaterial eingesetzt. Bei diesen Tandem-Sammelschienen für höhere Ströme ist insbesondere nachteilig, dass diese (aufgrund ihres Aufbaus aus zwei Einzel-Sammelschienen) aus einer großen Anzahl von Bauteilen bestehen, wodurch wegen der Vielzahl der Bauteile ein erheblicher Aufwand und daher auch erhebliche Kosten für Montage und Logistik auftreten. Weiterhin ist bei einer derartigen Tandem-Sammelschiene beispielsweise das Anbringen von Stromwandlern kompliziert.Such an arrangement is known from the publication "Circuit Breaker Permanent Installations Type NXPLUS C up to 24 kV, SF 6 -isolated", (catalog HA 35.41) of Siemens AG from the year 2005. In particular, from page 29 of said publication is known that for currents up to 1250 A solid-insulated single busbars made of solid conductor material for electrical connection of the panels are used. The use of such single busbars for higher currents is problematic, since it has been shown that a cross-sectional enlargement of the full conductor material leads to very heavy single busbars, which can cause problems in assembly and mechanical stability. For currents greater than about 1250 A so far so-called tandem busbars, so two electrically connected in parallel single busbars made of full conductor material were used. These tandem busbars for higher currents is particularly disadvantageous that these (due to their structure of two individual busbars) consist of a large number of components, which because of the large number of components a considerable effort and therefore considerable costs for assembly and logistics occur. Furthermore, in such a tandem busbar, for example, attaching current transformers is complicated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der oben genannten Art anzugeben, welche für hohe Ströme geeignet ist und dennoch kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.Of the Invention is based on the object, an arrangement of the above Specify type, which for high currents is suitable and still inexpensive can be manufactured and assembled.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sammelschiene als ein elektrisch leitendes Rohr ausgestaltet ist. Diese Anordnung hat insbesondere den Vorteil, dass bei einem vorgegebenen zu übertragenden Strom und einer vorgegebenen maximal erlaubten Erwärmung der Sammelschiene eine geringere Materialmenge für das elektrisch leitende Rohr eingesetzt zu werden braucht, als bei einem elektrisch leitenden zylinderförmigen Vollprofil benötigt werden würde. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bei einem elektrisch leitenden Rohr schon bei relativ niedrigen Frequenzen, wie beispielsweise bei 50 Hz, aufgrund der Stromverdrängung signifikant niedrigere ohmsche Verluste auftreten, als sie bei einem zylinderförmigen Vollprofilleiter auftreten würden. Aufgrund der geringeren Masse des elektrisch leitenden Rohrs lassen sich damit auch Sammelschienen für größere Ströme als 1250 A als Einzel-Sammelschiene realisieren. Dadurch wird erreicht, dass die Anordnung mit der als elektrisch leitendes Rohr ausgestalteten Sammelschiene mit vergleichsweise wenig Materialeinsatz und mit wenig Bauteilen und daher mit geringem Aufwand und kostengünstig realisiert werden kann. Insbesondere gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Tandem-Sammelschiene ergibt sich erhebliche Kostenersparnis.These Task is in an arrangement of the type mentioned above according to the invention thereby solved, that the busbar designed as an electrically conductive tube is. This arrangement has the particular advantage that at a predetermined to be transmitted Electricity and a given maximum allowed heating of the Busbar a smaller amount of material for the electrically conductive tube needs to be used, as in an electrically conductive cylindrical solid profile needed would become. It turns out that at an electrically conductive tube even at relatively low Frequencies, such as at 50 Hz, due to the current displacement significantly lower ohmic losses occur than occur in a cylindrical solid profile conductor would. Due to the lower mass of the electrically conductive tube thus also busbars for larger currents than 1250 A realize as a single busbar. This ensures that the arrangement with the designed as an electrically conductive tube Busbar with comparatively little use of material and with little Components and therefore realized with little effort and cost can be. Especially opposite the known from the prior art tandem busbar results Significant cost savings.
Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass das Rohr eine (geschlossene) kreisringförmige Querschnittsfläche aufweist. Bei einer Anordnung mit einem derartig ausgestalteten Rohr treten aufgrund der Symmetrie der Querschnittsfläche vorteilhafterweise gleichmäßig verteilte elektrische und magnetische Felder auf.The Arrangement can be designed so that the tube is a (closed) having annular cross-sectional area. In an arrangement with such a configured pipe occur advantageously evenly distributed due to the symmetry of the cross-sectional area electric and magnetic fields.
Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass der äußere Durchmesser des Rohres zwischen 40 mm und 80 mm beträgt.The Arrangement can be designed so that the outer diameter of the tube between 40 mm and 80 mm.
Die Wandstärke des Rohres kann zwischen 10 mm und 20 mm betragen.The Wall thickness of the pipe can be between 10 mm and 20 mm.
Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass das Rohr mit einem nichtleitenden Material ummantelt ist.The Arrangement can also be designed so that the tube with a non-conductive material is sheathed.
Dabei kann das nichtleitende Material Silikonkautschuk sein.there For example, the non-conductive material may be silicone rubber.
Weiterhin kann das nichtleitende Material eine Dicke zwischen 5 mm und 15 mm aufweisen.Farther The non-conductive material may have a thickness between 5 mm and 15 mm have.
Vorteilhafterweise kann das nichtleitende Material leitend beschichtet sein. Durch diese leitende Beschichtung können die elektromagnetischen Felder beeinflusst werden (Absteuerung der Felder).advantageously, For example, the non-conductive material may be conductively coated. By this conductive coating can the electromagnetic fields are influenced (Absteuerung the Fields).
Die Anordnung kann weiterhin so ausgestaltet sein, dass die Sammelschiene als ein gekröpftes Rohr ausgestaltet ist. Unter einem gekröpften Rohr wird hier ein Rohr verstanden, bei dem die Rotationsachse eines ersten Abschnitts des Rohres und die Rotationsachse eines zweiten Abschnitts des Rohres auf zwei zueinander parallelen Linien verlaufen. Eine Anordnung mit einer derartig gekröpften Sammelschiene bzw. mit einem derartig gekröpften Rohr kann vorteilhafterweise dann eingesetzt werden, wenn Anschlüsse von Schaltfeldern nicht auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sind.The Arrangement can also be designed so that the busbar as a cranked pipe is designed. Under a bent pipe here is a pipe understood, in which the axis of rotation of a first portion of the Pipe and the axis of rotation of a second section of the tube two parallel lines. An arrangement with such a cranked Busbar or with such a bent pipe can advantageously then be used when connections of cubicles are not arranged on a common line.
Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass die Anordnung drei in einer Ebene liegende Rohre umfasst, wobei die beiden außenliegenden Rohre gekröpft sind. Mittels einer derartigen Anordnung sind vorteilhafterweise Verbindungen zwi schen Schaltanlagen mit unterschiedlichen Phasenabständen (d. h. unterschiedlichen Abständen zwischen den Schaltanlagen-Anschlüssen) realisierbar.The Arrangement can also be designed so that the arrangement three comprising tubes lying in a plane, wherein the two outer tubes cranked are. By means of such an arrangement are advantageously Connections between switchgear with different phase distances (ie. H. different distances between the switchgear connections) can be realized.
Weiterhin kann die Anordnung Klemmstücke zum elektrischen Kontaktieren des Rohres und einen Leiter zum elektrischen Verbinden des Rohres mit den Schaltfeldern aufweisen. Mittels derartiger Klemmstücke lassen sich die Rohre besonders schnell, einfach und kostengünstig kontaktieren.Farther the arrangement can clamping pieces for electrical contacting of the tube and a conductor for electrical Connect the pipe with the panels. Leave by means of such clamping pieces Contact the pipes particularly quickly, easily and inexpensively.
Zur
weiteren Erläuterung
der Erfindung wird im Folgenden anhand der
In
Das
elektrisch leitende Rohr
Die
Sammelschiene
Die
Klemmstücke
Die
in
In
In
Auf
der linken Seite der
Bei
dem rechtsseitig in
Zum Verbinden von Schaltfeldern können aber auch Sammelschienen eingesetzt werden, die jeweils mindestens zwei gerade verlaufende Abschnitte aufweisen, deren Rotationsachsen windschief zueinander liegen, d. h. deren Rotationsachsen sich weder schneiden noch parallel zueinander liegen. Mit solchen Sammelschienen lassen sich auch Schaltfelder mit unterschiedlich angeordneten Anschlüssen miteinender verbinden.To the But connecting panels can Also busbars are used, each at least two have straight sections, whose axes of rotation skewed to each other, d. H. whose axes of rotation do not intersect still parallel to each other. Leave with such busbars also switch panels miteinender arranged differently arranged connections connect.
Es wurde eine Anordnung mit einer Sammelschiene beschrieben, bei der mit einem Minimum an Sammelschienen-Material ein Maximum an Stromtragfähigkeit bei vorgegebener maximal erlaubter Gesamterwärmung realisiert werden kann. Mittels einer derart aufgebauten Einzel-Sammelschiene können vorteilhafterweise Ströme von 1250 bis 2500 A und darüber hinaus übertragen werden. Diese Sammelschienen-Anordnung kann vorteilhaft erweise auch dazu verwendet werden, Schaltfelder mit unterschiedlichen Phasenabständen (d. h. unterschiedlichen konstruktiven Abständen der Durchführungen durch die entsprechenden Anlagebehälter) elektrisch miteinander zu verbinden. Im Vergleich mit der bisher für diesen Strombereich eingesetzten Tandem-Sammelschiene ergeben sich eine Reihe von Vorteilen: Es sind weniger Bauteile notwendig und es wird für die Anordnung mit der Sammelschiene ein geringerer Raum benötigt. Die Montage wird vereinfacht und aufgrund der geringeren Bauteilanzahl ist ein kleinerer Logistikaufwand zu verzeichnen. Schließlich lassen sich Stromwandler an der erfindungsgemäßen Sammelschiene einfacher befestigen als an der Tandem-Sammelschiene. Insgesamt ergibt sich damit eine für Ströme deutlich größer als 1250 A einsetzbare Sammelschiene, welche einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.It was described an arrangement with a busbar, in the with a minimum of bus bar material maximum current carrying capacity can be realized at a given maximum allowable total heating. By means of a single busbar constructed in this way can advantageously streams from 1250 to 2500 A and above transferred out become. This busbar arrangement may prove advantageous as well used to switch panels with different phase distances (i.e. H. different structural distances of the bushings through the corresponding investment containers) electrically connect with each other. In comparison with the previous for this Current range used tandem busbar arise a Number of advantages: fewer components are needed and it will for the Arrangement with the busbar requires a smaller space. The Assembly is simplified and due to the smaller number of components is a smaller logistical effort. Finally leave Current transformer easier on the busbar according to the invention fasten as on the tandem busbar. Overall results so that one for streams significantly larger than 1250 A deployable busbar, which is easily and inexpensively manufactured and can be mounted.
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