DE102008059174A1

DE102008059174A1 - Hochspannungsverbindung und elektrisches Schienenfahrzeug mit einer Hochspannungsverbindung

Info

Publication number: DE102008059174A1
Application number: DE102008059174A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: US20110253410A1; BRPI0921833A2; WO2010060663A1; RU2504058C2; CN102224052A; US8536451B2; DE102008059174B4; EP2349809A1; CN102224052B; RU2011126213A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsverbindung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Stützisolatoren. Um eine solche Hochspannungsverbindung im Hinblick auf isolierende Luftstrecken möglichst kompakt ausführen zu können, weist die Hochspannungsverbindung eine von einem Isolierkörper (15) umgebene Stromleitungsstange (9) auf, die abstandsanpassbar an ihrem einen Ende (10) an dem einen Stützisolator (11) angebracht ist und an ihr(14) gehalten ist. Mit den Enden (10, 12) der Stromleitungsstange (9) sind jeweils abgehende Stromleitungen (16, 19) verbunden. Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Wagen, mit jeweils einer in ihrem Dach geführten Hochspannungsleitung und mit jeweils einem Stützisolator (11, 14) auf dem Dach im Bereich der jeweils einander zugewandten Enden der Wagen (2, 3). Um im Dachbereich der Wagen (2, 3) in ihrem Überbrückungsbereich eine aerodynamisch günstige Ausgestaltung zu erreichen, wird die erfindungsgemäße Hochspannungsverbindung eingesetzt.

Description

Aus einer unter der Internetadresse http://icefansite.com/joomla/index.php?option=content&task=view&id=261 auffindbaren Veröffentlichung „Elektronische Ausrüstung und Bordnetz” ist eine Hochspannungsverbindung bekannt, die zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Stützisolatoren verläuft. Die Stützisolatoren befinden sich dabei im Übergangsbereich jeweils benachbarter Wagen eines elektrischen Schienenfahrzeuges. Zwischen den relativ zueinander bewegbaren Stützisolatoren verläuft eine Doppelleitung auf Hochspannungspotential. Diese Doppelleitung muss im Ruhezustand des Schienenfahrzeuges durchhängen, um beim Fahrbetrieb die Relativbewegung der beiden Stützisolatoren zueinander aufzunehmen. Dies wiederum führt dazu, dass zur Einhaltung von isolierenden Luftstrecken im Bereich der Doppelleitung verhältnismäßig viel Raum zur Verfügung gestellt werden muss, was zu Lasten einer günstigen Aerodynamik des elektrischen Schienenfahrzeuges geht.
Die Erfindung geht von einer Hochspannungsverbindung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Stützisolatoren aus und stellt sich die Aufgabe, eine Hochspannungsverbindung zwischen zwei solchen Stützisolatoren so auszugestalten, dass sie mit relativ kurzen isolierenden Luftstrecken auskommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Hochspannungsverbindung erfindungsgemäß eine von einem Isolierkörper umgebende Stromleitungsstange auf, die abstandsanpassbar an ihrem einen Ende an dem einen Stützisolator angebracht ist und an ihrem anderen Ende an dem anderen Stützisolator gehalten ist; mit dem einen Ende der Stromleitungsstange ist eine abgehende Stromleitung und mit dem anderen Ende der Stromleitungsstange eine andere abgehende Stromleitung elektrisch verbunden.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Hochspannungsverbindung wird darin gesehen, dass durch die Stromleitungsstange mit dem sie umgebenden Isolierkörper in kompakter Ausführung, vorzugsweise ein Isolator mit Rippen, die zur Isolierung erforderlichen Luftstrecken verhältnismäßig klein gehalten werden können, weil die Stromleitungsstange zusammen mit ihrem Isolierkörper auch bei relativ großen Bewegungen der Stützisolatoren zueinander nur in einem relativ kleinen Raumprofil ihre Lage verändert, so dass im Bereich der Hochspannungsverbindung befindliche, auf Erdpotential liegende Teile, wie beispielsweise Metallwände, die Hochspannungsverbindung relativ eng umschließen können bzw. relativ dicht an dieser entlang verlaufen können.
Hinsichtlich der abgehenden Stromleitungen kann die erfindungsgemäße Hochspannungsverbindung unterschiedlich ausgebildet sein; als vorteilhaft wird es aus Gründen einer einfachen Montage angesehen, wenn die abgehenden Stromleitungen als Stromleitungsseile ausgeführt und jeweils fest mit der Stromleitungsstange verbunden sind. Da diese Stromleitungsseile zu den Stützisolatoren benachbart angebrachten elektrischen Anschlüsse führen, können sie relativ kurz ausgebildet sein; sie stören dann das benötigte Raumprofil der Hochspannungsverbindung überhaupt nicht und gewährleisten in einfacher Weise eine freie Bewegung der Stromleitungsstange mit ihrem Isolierkörper bei einer Relativbewegung der beiden Stützisolatoren zueinander.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochspannungsverbindung sind die abgehenden Stromleitungen als Stromleitungsseil ausgeführt und mittels Schleifkontakten mit der Stromleitungsstange verbunden. Vorteilhaft hierbei ist, dass die abgehenden Stromleitungen besonders kurz ausgeführt sein können, wodurch Isolationsprobleme zuverlässig vermieden sind.
Um die Stützisolatoren und auch die Stromleitungsstange bei relativ großen Bewegungen der beiden Stützisolatoren zueinander nicht zu stark zu beanspruchen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Stromleitungsstange sphärisch oder kardanisch beweglich an den Stützisolatoren gelagert ist.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit, die Lageveränderungen der beiden Stützisolatoren zueinander aufzunehmen, besteht darin, dass zumindest eine Lagerstelle der Stromleitungsstange an den Stützisolatoren in Richtung der Stromleitungsstange verschiebbar ausgebildet ist.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Stromleitungsstange zumindest an einem Ende ein längs verschiebbar gehaltenes Stromleitungsschiebestück aufweist. Durch eine solchermaßen ausgebildete Stromleitungsstange lässt sich nämlich in konstruktiv relativ einfacher Weise sicherstellen, dass die Lageveränderungen der beiden Stützisolatoren zueinander aufgenommen werden.
Um zu erreichen, dass die erfindungsgemäße Hochspannungsverbindung relativ flach zwischen den beiden zueinander bewegbaren Stützisolatoren aufgeführt werden kann, ist vorteilhafterweise zumindest an einem Ende der Stromleitungsstange horizontal drehbar und mit der Stromleitungsstange elektrisch verbunden ein Ende eines Stromleitungsarmes gehalten, ein Ende eines weiteren Stromleitungsarmes ist horizontal drehbar an dem diesem Ende der Stromleitungsstange benachbarten Stützisolator gehalten und elektrisch mit der abgehenden Stromleitung verbunden, und die jeweils anderen Enden der beiden Stromleitungsarme sind horizontal gegeneinander verdrehbar auf einer gemeinsamen Achse gelagert und elektrisch miteinander verbunden.
Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Wagen mit jeweils einer in ihrem Dach geführten Hochspannungsleitung und jeweils einem Stützisolator auf dem Dach im Übergangsbereich der jeweils einander zugewandten Enden der Wagen und somit ein elektrisches Schienenfahrzeug, wie es in der eingangs behandelten Veröffentlichung beschrieben ist.
Um ein solches Schienenfahrzeug im Übergangsbereich von einem Wagen zu dem benachbarten anderen Wagen aerodynamisch günstig ausführen zu können, wird die erfindungsgemäße Hochspannungsverbindung verwendet. Diese benötigt zur Isolation relativ wenig Raum, so dass sich diese Hochspannungsverbindung so anbringen lässt, dass sich Dachverkleidungen im Übergangsbereich von einem Wagen zu dem anderen in der Außenkontur des Daches einordnen lassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug erstreckt sich der Isolator der Stromleitungsstange mindestens über den gesamten Bereich zwischen den Enden der Wagen.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Stützisolatoren jeweils über dem Drehpunkt einer die Wagen verbindenden mechanischen Kupplung angeordnet sind, weil sich bei einer solchen Anordnung eine Minimierung der Längsbewegungen zwischen den benachbarten Stützisolatoren erreichen lässt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer in ein elektrisches Schienenfahrzeug eingebauten erfindungsgemäßen Hochspannungsverbindung, in
2 ein Zustand desselben Ausführungsbeispiels, in dem die benachbarten Wagen aufgrund der Ausgestaltung der Strecke einen relativ großen Höhenversatz zueinander haben, und in
3 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel bei abgenommenen Dach des Schienenfahrzeuges dargestellt.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem elektrischen Schienenfahrzeug 1, das einen Wagen 2 und benachbart dazu einen Wagen 3 aufweist. Die Wagen 2 und 3 tragen jeweils ein Dach 4 bzw. 5. Jedes Dach 4 bzw. 5 weist eine Spaltüberbrückung 6 bzw. 7 auf, unterhalb der eine Hochspannungsverbindung 8 angeordnet ist.
Die Hochspannungsverbindung 8 weist eine Stromleitungsstange 9 auf, die an ihrem einen Ende 10 vorzugsweise kardanisch oder sphärisch gelagert an einem Stützisolator 11 angebracht ist. Die Stromleitungsstange 9 ist im Bereich ihres anderen Endes 12 mit einem Stromleitungsschiebestück 13 versehen, das in der Stromleitungsstange 9 längsverschiebbar ist. Mit dem Stromleitungsschiebestück 13 ist die Stromleitungsstange 9 sphärisch oder kardanisch auch an ihrem anderen Ende 12 an einem weiteren Stützisolator 14 gehalten.
Tritt während der Fahrt des dargestellten elektrischen Schienenfahrzeuges ein Höhenversatz zwischen den beiden Wagen 2 und 3 bzw. ihren Stützisolatoren 11 und 14 auf, dann wird die Stromleitungsstange 9 durch Ausfahren des Stromschiebestücks 13 in ihrer Länge vergrößert; die Stromleitungsstange 9 nimmt dann eine Neigung zur Horizontalen ein, wie dies die 2 erkennen lässt. Durch einen kompakten Isolierkörper 15 mit Rippen in Form eines Isolators auf der Stromleitungsstange 9 ist trotzdem gewährleistet, dass die zur Isolierung erforderliche Luftstrecke zu den Metallteilen der Wagen 2 und 3 gegeben ist, so dass auch in dieser Position der Hochspannungsverbindung ein ausreichender Abstand zwischen der Spaltüberbrückung 7 des weiteren Wagens 3 und der Stromleitungsstange 9 gegeben ist.
Eine von dem einen Ende 10 der Stromleitungsstange 9 abgehende Stromleitung 16 zu einen Anschlussstück 17 ist hier als Stromleitungsseil ausgebildet und auf relativ kurzem Wege mit dem Anschlussstück 17 bzw. einer nicht dargestellten, weiter führenden Hochspannungsleitung auf dem Wagen 2 verbunden. Entsprechendes gilt für das andere Ende 12 der Stromleitungsstange 9, indem dort das andere Ende 12 der Stromleitungsstange 9 über eine andere abgehende Stromleitung 19 in Form ebenfalls eines Stromleitungsseils mit einem weiteren Anschlussstück 20 einer nicht dargestellten, weiter führenden Hochspannungsleitung des anderen Wagens 3 verbunden ist. Da die abgehenden Stromleitungen 16 und 19 relativ kurz ausgeführt werden können, erhöhen sie nicht den Raumbedarf der gesamten Hochspannungsverbindung in Bezug auf überschlagsfeste Luftstrecken.
Die Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach 3 stimmt im Wesentlichen mit dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass für gleiche Teile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet sind, unterscheidet sich jedoch von dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 durch die Anschaltung der Stromleitungsstange 9 an die abgehende Stromleitung 19. So ist hier mit der Stromleitungsstange 9 ein Ende 21 eines Stromleitungsarmes 22 ver bunden, und zwar derart, dass dieser Arm 22 horizontal drehbar ist, also flach unter dem hier nicht gezeigten Dach des anderen Wagens 3 verläuft. Die elektrische Verbindung zwischen der Stromleitungsstange 9 und dem Stromleitungsarm 22 erfolgt über ein Verbindungsseil 23. Ein weiterer Stromleitungsarm 24 ist mit seinem einen Ende 25 mit einem an dem anderen Stützisolator 14 gehaltenen Verbindungsteller 26 horizontal drehbar gelagert und über ein weiteres Verbindungsseil 27 mit dem anderen Anschlussstück 20 verbunden. Die jeweils anderen Enden 28 und 29 der beiden Stromleitungsarme 22 und 24 sind horizontal drehbar miteinander in einer Lagerstelle 30 verbunden, die elektrisch durch ein drittes Verbindungsseil 31 überbrückt wird. Die beiden Stromleitungsarme 22 und 24 öffnen sich wie die Klingen einer Schere in Abhängigkeit davon, wie weit das Stromschiebestück 13 aus der Stromleitungsstange 9 herausgezogen wird, um Abstandsänderungen zwischen den beiden Wagen 2 und 3 bzw. deren Stützisolatoren 11 und 14 aufzunehmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://icefansite.com/joomla/index.php?option=content&task=view&id=261 [0001]

Claims

Hochspannungsverbindung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Stützisolatoren (11, 14), dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsverbindung (1) eine von einem Isolierkörper (15) umgebene Stromleitungsstange (9) aufweist, die abstandsanpassbar an ihrem einen Ende (10) an dem einen Stützisolator (11) angebracht ist und an ihrem anderen Ende (12) an dem anderen Stützisolator (14) gehalten ist, und • mit dem einen Ende (10) der Stromleitungsstange (1) eine abgehende Stromleitung (16) und mit dem anderen Ende (12) der Stromleitungsstange (9) eine andere abgehende Stromleitung (19) elektrisch verbunden ist.
Hochspannungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die abgehenden Stromleitungen (16, 19) als Stromleitungsseile ausgeführt und jeweils fest mit der Stromleitungsstange (9) verbunden sind.
Hochspannungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die abgehenden Stromleitungen als Stromleitungsseile ausgeführt und mittels Schleifkontakten mit der Stromleitungsstange verbunden sind.
Hochspannungsverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • die Stromleitungsstange (9) sphärisch oder kardanisch beweglich an den Stützisolatoren (11, 14) gelagert ist.
Hochspannungsverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • zumindest eine Lagerstelle der Stromleitungsstange an den Stützisolatoren in Richtung der Stromleitungsstange verschiebbar ausgebildet ist.
Hochspannungsverbindung nach der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass • die Stromleitungsstange (9) zumindest an einem Ende (12) ein längs verschiebbar gehaltenes Stromleitungsschiebestück (13) aufweist.
Hochspannungsverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass • an zumindest einen Ende der Stromleitungsstange (9) horizontal drehbar und mit der Stromleitungsstange (12) elektrisch verbunden ein Ende (21) eines Stromleitungsarmes (22) gehalten ist, • ein Ende (25) eines weiteren Stromleitungsarmes (24) horizontal drehbar an dem diesem Ende (12) der Stromleitungsstange (9) benachbarten Stützisolator (14) gehalten und elektrisch mit der abgehenden Stromleitung (20) verbunden ist und • die jeweils anderen Enden (28, 29) der beiden Stromleitungsarme horizontal gegeneinander verdrehbar auf einer gemeinsamen Achse gelagert und elektrisch miteinander verbunden sind.
Elektrisches Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Wagen mit jeweils einer in ihrem Dach geführten Hochspannungsleitung und mit jeweils einem Stützisolator auf dem Dach im Bereich der jeweils einander zugewandten Enden der Wagen, gekennzeichnet durch eine Hochspannungsverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass • sich der Isolator (15) der Stromleitungsstange (9) zumindest über den gesamten Bereich zwischen den Enden der Wagen (2, 3) erstreckt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass • die Stützisolatoren jeweils über dem Drehpunkt einer die Wagen verbindenden mechanischen Kupplung angeordnet sind.