DE102011004229A1

DE102011004229A1 - Dehnungsvorrichtung für Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie und Schienenkasten mit einer solchen Dehnungs-vorrichtung

Info

Publication number: DE102011004229A1
Application number: DE201110004229
Authority: DE
Inventors: Frank Alefelder; Guido Zilligen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-08-16
Also published as: CN202721347U

Abstract

Es wird eine Dehnungsvorrichtung für Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie offenbart, die eine Stromschiene mit starrem Profil und eine leitfähige Dehnungsschiene umfasst, welche Strom leitend in Reihe zur Stromschiene angeordnet ist, wobei die Stromschiene und die Dehnungsschiene in einem Überlappungsbereich flächig gegeneinander gepresst sind. Des Weiteren wird ein Schienenkasten zur Aufnahme von Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie offenbart.

Description

Niederspannungs-Schienensysteme werden zum Transport und zur Verteilung elektrischer Energie eingesetzt. Typische Aufgaben dieser Schienensysteme sind beispielsweise die Verbindung von einem Transformator über einen Hauptverteiler zum Unterverteiler oder die Versorgung von Großverbrauchern. Typischerweise sind die Stromschienen von einem Schienenkasten umgeben, der verhindert, dass ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen Stromschienen und Umgebung stattfinden kann. Der Schienenkasten hat üblicherweise Abgriffe, an denen elektrische Verbraucher mit den Stromschienen kontaktiert und somit versorgt werden können.
Durch eine unterschiedliche Erwärmung der Stromschienen bzw. durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Stromschienen zu Schienenkasten besteht die Notwendigkeit, diese unterschiedlichen Längenausdehnungen zu kompensieren. Zur Kompensation wird eine so genannte Dehnungsschiene elektrisch leitend in Reihe zur Stromschiene in das Stromschienensystem eingesetzt.
Beispielsweise können die Dehnungsschienen aus Aluminium-Lamellen bestehen. Dabei wird ein Stapel von Aluminium-Folien zu einer Lamelle verschweißt.
Bisher werden die Aluminium-Lamellen in Stromschienen zur Längenkompensation eingeschweißt, wobei durch die Flexibilität der Lamelle die unterschiedlichen Längenausdehnungen kompensiert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zum Anbringen eines Dehnungselements in einem starren Stromschienensystem bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Dehnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Dehnungsvorrichtung für Stromschienen enthält eine Stromschiene mit starrem Profil und eine leitfähige Dehnungsschiene, welche Strom leitend in Reihe zur Stromschiene angeordnet ist, wobei die Stromschiene und die Dehnungsschiene in einem Überlappungsbereich flächig gegeneinander gepresst sind.
Dadurch wird für die Herstellung oder Montage der erfindungsgemäßen Dehnungsvorrichtung keine fachliche Kompetenz zum Verschweißen von Aluminiumlamellen benötigt. Ebenfalls kann auf eine kostenintensive Betriebseinrichtung zum Verschweißen verzichtet werden. Zugleich wird die Verbindung von Stromschiene und Dehnungsschiene nicht durch eventuelle Schweißfehler in der Kontaktgüte beeinträchtigt.
In einer Ausführungsform werden die Stromschiene und die Dehnungsschiene mittels einer Bolzenverbindung miteinander verbunden.
Bei einer Ausführungsform sind die Enden der Dehnungsschiene mit Löchern versehen und die Bolzenverbindungen sind durch eines dieser Löcher geführt.
In einer weiteren Ausführungsform sind Isolierstoffplatten parallel zueinander angeordnet, so dass die Stromschiene und die Dehnungsschiene umfasst werden und wobei durch die Bolzenverbindung die Isolierstoffplatten die Dehnungsschiene und die Stromschiene flächig gegeneinander pressen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die leitfähige Dehnungsschiene als Lamelle ausgebildet. Diese Lamelle kann aus aufeinandergestapelten Aluminiumfolien bestehen. Die Aluminiumfolien können galvanisch beschichtet sein.
Des Weiteren ist ein Schienenkasten zur Aufnahme von Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie vorgesehen, die die erfinderische Dehnungsvorrichtung umschließt.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.
1 Erfindungsgemäßes Schienen-Verteilersystem mit vier lamellenartigen Dehnungsschienen, die über jeweils zwei Bolzenverbindungen mit Stromschienen verbunden sind,
2 Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schienenverteilersystems entsprechend 1,
3 Schnittdarstellung der Bolzenverbindung mit Stromschiene und Dehnungsschiene,
4 Aufsicht auf die Bolzenverbindung mit Stromschiene und Dehnungsschiene gemäß 3.
Die 1 und 2 zeigen eine Dehnungsvorrichtung 1 für Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie. Es sind vier Stromschienen 10 dargestellt, in die elektrisch leitend in Reihe leitfähige Dehnungsschienen 20 eingesetzt sind. Dehnungsschienen 20 und Stromschienen 10 sind mittels einer Bolzenverbindung 60 elektrisch miteinander verbunden. Ein Stapel aus Isolierstoffplatten 30, Stromschienen 10 und Dehnungsschienen 20 wird durch die Bolzenverbindung 60 zusammengehalten. Die Bolzenverbindung 60 presst die Isolierstoffplatten 30 aneinander und somit die sich überlappenden Dehnungsschienen 20 und Stromschienen 10. Dehnungsschienen 20 und Stromschienen 10 werden flächig gegeneinander gepresst um einen möglichst geringen elektrischen Kontaktwiderstand zu erhalten.
Als Überlappungsbereich von Stromschiene 10 und Dehnungsschiene 20 kann die gesamte Länge der Isolierstoffplatten 30 dienen, ebenfalls können aber auch nur Teilbereiche überlappen.
Die Dehnungsvorrichtung 1 gemäß der 1 und 2 enthält zwei Bolzenverbindungen 60, daher wird diese Verbindungsart auch Doppelbolzenverbindung genannt.
Die Bolzenverbindung 60 weist einen Bolzen mit einem Gewinde an jedem Ende des Bolzens auf. Wird der Stapel aus Isolierstoffplatten 30, Dehnungsschienen 20 und Stromschienen 10 von dem Bolzen aufgefädelt, kann über Schrauben oder Muttern an den Enden des Bolzens der Stapel verschraubt werden. Über die Schrauben oder Muttern kann die Kraft auf den Stapel eingestellt werden. Als Verbindung kann ebenfalls eine Bolzenverbindung mit einem Bolzen mit verdicktem Kopfende und einem Gewinde am gegenüberliegenden Ende verwendet werden.
Zur Erhöhung der auf den Stapel aus Isolierstoffplatten 30, Dehnungsschienen 20 und Stromschienen 10 wirkenden Kräfte durch die Bolzenverbindung 60 kann an den äußeren Enden der Bolzen jeweils eine Platte 50 angebracht sein, die die Kraft von Spannscheiben 40 flächig auf die äußeren Isolierstoffplatten 30 überträgt.
3 zeigt in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Verbindung einer Stromschiene 10 und einer Dehnungsschiene 20 mittels einer Bolzenverbindung 60. Stromschiene 10 und Dehnungsschiene 20 sind dabei flächig aufeinander gelegt und werden von Isolierstoffplatten 30 umgeben. Durch die Krafteinwirkung der Bolzenverbindung 60 auf die Isolierstoffplatten 30 werden die Dehnungsschiene 20 und die Stromschiene 10 flächig gegeneinander gepresst.
4 zeigt eine Aufsicht auf die Schnittdarstellung der 3. Hier sind ebenfalls eine Isolierstoffplatte 30, eine Stromschiene 10 und eine Dehnungsschiene 20 dargestellt. Dehnungsschiene 20 ist mit einem Loch 21 versehen, durch das die Bolzenverbindung 60 geführt ist. Stromschiene 10 und Isolierstoffplatte 30 weisen ebenfalls ein Loch oder eine hakenförmige Öffnung aus, durch die die Bolzenverbindung 60 geführt ist.
Isolierstoffplatten 30 sind in einer Ausführungsform aus duroplastischem Material ausgebildet.
Die Dehnungsschienen 20 sind in einer Ausführungsform aus Aluminium ausgebildet. Dabei kann die Dehnungsschiene 20 aus einem Stapel von 22 Aluminiumfolien der Dicke von jeweils ungefähr 0,4 cm ausgebildet sein. Die Aluminiumlamellen können galvanisch beschichtet sein. Des weitern können die Dehnungsschienen 20 auch aus Kupfer ausgebildet sein.
Die beschriebene Dehnungsvorrichtung ist typischerweise von einem Schienenkasten umgeben. Durch die Dehnungsschienen 20 wird ermöglicht, dass unterschiedliche Längenausdehnungen z. B. aufgrund von thermischer Belastung, kompensiert werden können. Die unterschiedlichen Ausdehnungen können sich auf das Schienensystem zum Schienenkasten beziehen oder auf unterschiedliche Ausdehnungen der Stromschienen selbst.
In den Figuren ist eine Art einer Bolzenverbindung 60 zur elektrischen Verbindung von Stromschiene und Dehnungsschiene dargestellt und anhand dieser erläutert worden. Die erfinderische Dehnungsvorrichtung 1 kann jedwede Bolzenverbindung enthalten, die dazu geeignet ist, Stromschienen 10 und Dehnungsschienen 20 elektrisch miteinander zu verbinden. Dabei kann die Bolzenverbindung 60 so ausgebildet sein, dass sie verdrehgesichert ausgebildet ist. Ebenfalls kann die Bolzenverbindung so ausgebildet sein, dass über einen Mechanismus ein gezieltes Drehmoment zum Anpressen von Stromschiene und Dehnungsschiene anliegt.
Stromschiene und Drehschiene können gemäß der erfinderischen Idee auch mittels weiterer Verbindungsarten flächig gegeneinander gepresst werden. Als Verbindung kann eine Einfachbolzenverbindung mit einem Bolzen mit Kopfende verwendet werden. Ebenfalls kann eine schraubstockartige Verbindung verwendet werden.

Claims

Dehnungsvorrichtung (1) für Stromschienen in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie umfassend eine Stromschiene (10) mit starrem Profil und eine leitfähige Dehnungsschiene (20), welche Strom leitend in Reihe zur Stromschiene (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (10) und die Dehnungsschiene (20) in einem Überlappungsbereich flächig gegeneinander gepresst sind.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, bei der die Stromschiene (10) und die Dehnungsschiene (20) mittels einer Bolzenverbindung (60) verbunden sind.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, bei dem die Stromschiene (10) und die Dehnungsschiene (20) mit jeweils mindestens einem Loch (21) versehen sind und die Bolzenverbindung (60) durch dieses Loch (21) geführt ist.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, bei dem parallel angeordnete Isolierstoffplatten (30) so die Stromschiene (10) und die Dehnungsschiene (20) umfassen, dass durch die Bolzenverbindung (60) die Isolierstoffplatten (30) die Dehnungsschiene (20) und die Stromschiene (10) flächig gegeneinander pressen.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, bei dem die leitfähige Dehnungsschiene (20) als Lamelle ausgebildet ist.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, bei dem die Lamelle aus aufeinander gestapelten Aluminiumfolien besteht.
Dehnungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, bei dem die Aluminiumfolien galvanisch beschichtet sind.
Schienenkasten zur Aufnahme von Stromschienen (10) in Niederspannungs-Schienensystemen zur Verteilung elektrischer Energie umfassend eine Dehnungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.