DE102015112782A1

DE102015112782A1 - Schaltanlagen-Leiteranordnung und Schaltanlage

Info

Publication number: DE102015112782A1
Application number: DE102015112782.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kraft; Hans-Peter Merkel
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2016-02-04
Also published as: EP2983257A1; EP2983257B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanlagen-Leiteranordnung für eine Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, umfassend wenigstens einen Leiter, der als Hohlzylinder gebaut ist, insbesondere einen rohrförmigen Leiter mit einem kreisförmigen Querschnitt; und wenigstens einen Klemmverbinder zum elektrischen Verbinden eines Abzweigs (2, 32, 52) und/oder einer Stromschiene (4, 50, 52) mit dem wenigstens einen Hohlzylinderleiter (6a, 6b, 6c, 6d). Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Schaltanlage (7), insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, umfassend wenigstens eine der genannten Schaltanlagen-Leiteranordnung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanlagen-Leiteranordnung, umfassend eine Leiterverbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Abzweigs oder einer Speiseleitung beziehungsweise „feeder” und/oder einer Stromschiene mit wenigstens einem Leiter einer Schaltanlage, insbesondere einer Niederspannungsschaltanlage. Ferner eine Schaltanlage, umfassend wenigstens eine der genannten Schaltanlagen-Leiteranordnung.
In einem üblichen elektrischen Energie- oder Energieverteilungssystem ist wenigstens eine Schaltanlage vorgesehen, die typischerweise wenigstens eines von elektrischen Schaltern, Sicherungen oder Leitungsschutzschaltern umfasst und/oder vorsieht, die verwendet werden, um verschiedene elektrische Ausrüstung zu steuern, zu schützen, zu isolieren und mit Energie zu versorgen.
Im Niederspannungsbereich werden Schaltanlagen für Spannungen bis zu 1 kV und für Ströme bis zu einigen tausend Ampere, insbesondere 6300 A, verwendet.
Eine Schaltanlage oder eine Schaltanlagenanordnung erfordert immer einen ankommenden Abzweig beziehungsweise eine ankommende Speiseleitung und in vielen Fällen auch große abgehende Abzweige beziehungsweise abgehende Speise- oder Versorgungsleitungen, um Energie zu anderen Teilen der jeweiligen Installation zu verteilen. Diese Abzweige („feeder”)/Speiseleitungen sind an einem Anschluss auf einer Seite (oben oder unten) durch flache einzelne gebogene Kupferverbindungssätze mit dem Hauptstromschienensystem der Schaltanlage verbunden. Ein zweiter Verbindungssatz wird auf der anderen Seite des Abzweigs/Speiseleitung verwendet, um Kabel oder Stromleitungen zu verbinden. Die Verbindungssätze sind unterschiedlich, auf der Basis des Nennstroms und der Abzweigrahmengröße. Ferner sind die Verbindungsblöcke beziehungsweise Schienenverbinder an den Abzweigen/Speiseleitungen oder Leiterschienen, insbesondere Sammel-/Verteilerschienen, für alle Rahmengrößen unterschiedlich.
Ferner ist auch die Leistung des jeweiligen Abzweigs/Speiseleitung von der IP-Klasse der Schaltanlage und der Umgebungstemperatur des Schaltanlagenorts abhängig. In den meisten Fällen muss auch ein Derating-Faktor für den Abzweignennstrom angewendet werden.
In vielen Fällen muss ein noch größerer Abzweig/Speiseleitung oder feeder ausgewählt werden, was zu einer größeren Materialmenge, schwierigeren Handhabung und Verarbeitung sowie höheren Kosten und größerer Grundfläche führt.
Eine Strom- oder Leiterschiene ist im Allgemeinen als flacher Streifen oder Schiene aus Kupfer oder Aluminium ausgebildet, die typischerweise keine Funktion oder eine geringfügige Funktion als strukturelles Glied hat. Die maximale Strommenge, die von einer Stromschiene sicher getragen werden kann, wird durch ihre Querschnittsgröße bestimmt.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und/oder Größe der Schaltanlage sowie dem einzelnen Aufbau und Kundenanforderungen müssen für jede Schaltanlage die jeweiligen Strom- oder Leiterschienen vorverarbeitet und einzeln montiert oder installiert werden.
Vorteilhaft sind flache Streifen einfach zu assemblieren und/oder handzuhaben, nach der Vorverarbeitung ist jedoch vor Ort keine kurzfristige Änderung des Aufbaus mehr möglich. Ferner ermöglicht die Form des flachen Streifens, dass Wärme aufgrund ihres Oberflächenbereichs verteilt wird, aber gemäß der dichten Packung der Stromschienen, insbesondere einiger Schichten, innerhalb des Schaltanlagengehäuses in Abhängigkeit vom angelegten Strom kann die Temperatur innerhalb des Gehäuses einen kritischen Wert erreichen, so dass der Strom reduziert werden muss und/oder weitere Kühleinrichtungen auf die Schaltanlage angewendet werden müssen, um eine Beschädigung der elektrischen Vorrichtungen innerhalb der Schaltanlage zu vermeiden.
Strom- oder Leiterschienen, wie insbesondere Verteiler- oder Sammelschienen, sind durch Leiter mit Abzweigen verbunden, wobei die Leiter typischerweise der Gefahrenherd in der heutigen Schaltanlagenausbildung sind. Übliche Leiter sind allgemein als flache Schienen gebaut, die durch Wärmeleitung gekühlt werden. Wenn der Leiter unter Strom gesetzt wird, wird er aufgrund seines elektrischen Widerstands erhitzt. Die Wärme, die vom Leiter generiert wird, wird hauptsächlilch durch die Struktur der Schaltanlage abgeleitet, die dann die Wärmeenergie durch Wärmestrahlung an die Umgebung verteilt.
Die Abzweige/Speiseleitung und/oder Strom- oder Leiterschienen sind mit Leitern durch flache einzelne gebogene Kupferverbindungssätze verbunden. Ähnliche Verbindungen werden verwendet, um Kabel oder Stromleitungen zu verbinden. Die Verbindungssätze haben Größen auf der Basis des Nennstroms und in Abhängigkeit von der Abzweig-/Leiterschienenrahmengröße.
Nachteilig erfordert die flache Schienenausbildung umfassende mechanische Arbeit beim Biegen und Verbinden. Dies führt zu sehr langen Herstellungs- und Assemblierungszeiten. Ferner erfordert die große Variation von Verbindungsblöcken unterschiedliche Größen von Verbindungssätzen, die vorverarbeitet werden müssen und nicht spontan vor Ort geändert werden können. Daher ist die flache Schienenausbildung des Standes der Technik sehr mühevoll und/oder inflexibel bei der Handhabung, Assemblierung und Herstellung.
Demgemäß ist es das Ziel dieser Erfindung, eine Leiterlösung für eine Schaltanlage vorzusehen, die eine flexiblere Ausbildung ermöglicht und die Verbindung von Abzweigen/Speiseleitungen und/oder Strom- oder Leiterschienen mit Leitern einer elektrischen Schaltanlage vereinfacht.
Dieses Ziel wird durch eine Schaltanlagen-Leiteranordnung nach den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht. Weitere Entwicklungen und Ausführungsformen der genannten Anordnung sowie eine Schaltanlagenanordnung, die wenigstens eine der genannten Anordnungen umfasst, werden in den weiteren Ansprüchen und der folgenden Beschreibung geoffenbart.
Die Schaltanlagen-Leiteranordnung gemäß der Erfindung umfasst

– wenigstens einen Leiter, der als Hohlzylinder gebaut ist, insbesondere einen rohrförmigen Leiter mit einem kreisförmigen Querschnitt; und
– wenigstens einen Klemmverbinder, insbesondere einen Ringklemmverbinder.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Klemmverbinder ein Verbinder oder eine Verbindungsvorrichtung, die den Hohlzylinderleiter, insbesondere in der Schaltanlage, fixieren kann und/oder am Hohlzylinderleiter durch einen Klemmmechanismus angeordnet sein kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Klemmkraft des Klemmmechanismus durch das Montieren eines Rings vorgesehen und/oder ausgeübt werden, der durch eine beliebige Art einer externen Klemmkraft, insbesondere mittels Schrauben, festgeklemmt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Klemmverbinder als Ringklemmverbinder gebaut, insbesondere um einen Abzweig mit der Hauptstromschiene und/oder dem Hohlzylinderleiter einer Schaltanlage zu verbinden, insbesondere einer Niederspannungsschaltanlage, und/oder mit Transformatoren oder anderen Verbrauchern, insbesondere durch die Verwendung oder mittels eines Kabels oder von Stromleitungsverbindungen.
In einer weiteren Ausarbeitung ist der Klemmverbinder als Ringklemmverbinder gebaut, der als Verbindungsblock vom Hohlzylinderleiter und/oder Leiterrohr zum Hauptstromschienensystem verwendet werden kann.
Ferner kann der Klemmverbinder und/oder Verbindungsblock mit dem fixierten Teil eines ausziehbaren Abzweigs/Speiseleitung verbunden werden.
Außerdem können die Kabelverbindungswinkel mit demselben Klemmverbinder, und insbesondere dem Ringklemmverbinder, verbunden sein.
Da der Hohlzylinderleiter durch einen Klemmverbinder mit dem Abzweig/Speiseleitung und/oder der Strom- oder Leiterschiene verbunden werden kann, wird eine zweckmäßigere Verbindung des Abzweigs/Speiseleitung und/oder der Strom- oder Leiterschiene vorgesehen. Ferner wird vorteilhaft die Herstellungs- und Assemblierungszeit verringert.
Ein Ziel des Klemmverbinders und/oder der Klemmverbindung ist, ein festes Klemmen des Leiters sicherzustellen, was verhindert, dass der Leiter entweicht und/oder sich bewegt.
Daher sieht der Klemmverbinder vorzugsweise einen umhüllenden Kontakt auf allen Seiten des Leiters vor. Die Klemmverbindung sieht eine mechanische Befestigung vor, die eine sichere mechanische und elektrische Verbindung des jeweiligen Leiters mit der Strom- oder Leiterschiene und/oder dem Abzweig/Speiseleitung sicherstellt.
Die Vorteile dieser Vorrichtung und ihrer Ausführungsformen werden in den vorhergehenden Ansprüchen diskutiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Klemmverbinder ein Ringklemmverbinder, der wenigstens eine Hülse oder einen ringartigen Flansch mit einer Öffnung oder einem Spalt umfasst, welcher vorgesehen ist, um den wenigstens einen Leiter zu umhüllen. Der Ringklemmverbinder ist vorteilhaft zum Festklemmen des jeweiligen Hohlzylinderleiters durch eine Reibungsverbindung geeignet, indem er den Querschnitt des Leiters vollständig umhüllt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Hohlzylinderleiter wenigstens ungefähr ein rohrförmiger Leiter.
Vorteilhaft sind die Abmessung des Außendurchmessers des Hohlzylinderleiters, insbesondere des rohrförmigen Leiters, und der Innendurchmesser des Klemmverbinders und/oder insbesondere des Ringklemmverbinders und/oder des ringartigen Flansches des Klemmverbinders eingerichtet oder aneinander angepasst und/oder sind nahezu gleich und/oder insbesondere unabhängig vom Nennstrom des Abzweigs/Speiseleitung.
Ferner muss, um den Hohlzylinderverbinder und/oder rohrförmigen Leiter an den erforderlichen Nennstrom anzupassen, die Wanddicke und/oder der Innendurchmesser des rohrförmigen Leiters angepasst werden.
In einer weiteren Ausarbeitung wird nur die Wanddicke der rohrförmigen Leiter angepasst, wobei die Größe und der Durchmesser des Ringklemmverbinders unabhängig vom Nennstrom gleich bleiben.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Kombination runder Rohre als Leiter, um den Abzweig/Speiseleitung mit der Hauptstromschiene zu verbinden, und von Ringklemmverbindern, um den Abzweig mit dem Leiter zu verbinden, vorgesehen, wobei derselbe Ringklemmverbinder als Verbindungsblock mit dem Hauptstromschienensystem verwendet wird.
In einer weiteren Ausführung sind die Außenabmessungen der Leiterrohre und der Ringklemmen immer gleich unabhängig vom Nennstroms des Abzweigs, wobei in Abhängigkeit vom erforderlichen Nennstrom die Wanddicke des Rohrs eingestellt werden kann und/oder mehrere Rohre parallel verbunden werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Variante können mehrere rohrförmige Leiter parallel verbunden werden und/oder der Klemmverbinder kann entlang des Leiters frei positioniert werden, insbesondere in verschiedenen Höhen und/oder Winkeln. Daher kann die Vielfalt und die Menge an Leiterverbindern signifikant verringert werden.
Ferner ist vorteilhaft der Hohlzylinderleiter, insbesondere der rohrförmige Leiter, starr und kann demgemäß zweckmäßiger in den Ringklemmverbinder eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Innendurchmesser der Ringklemmverbindung vorteilhaft so ausgebildet, dass der rohrförmige Leiter zweckmäßig durch eine spannungsfreie Passung eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen des rohrförmigen Leiters in die Ringklemmverbindung wird die Ringklemmverbindung so festgezogen, dass der rohrförmige Leiter fixiert wird. Vorteilhaft wird derselbe Ringklemmverbinder als Verbindung mit dem Hauptstromschienensystem verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Hohlzylinderleiter einen ovalen Querschnitt oder sogar einen rechteckigen Querschnitt umfassen. Schließlich wird der Querschnitt des Leiterverbinders an die Form des jeweiligen Leiters angepasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der wenigstens eine Hohlzylinderleiter und/oder rohrförmige Leiter einen modularen Aufbau, der wenigstens zwei vorgefertigte Leitersegmente umfasst.
In einer weiteren Ausführung können die Leitersegmente in unterschiedlicher Länge vorgefertigt werden, so kann durch das Kombinieren von zwei oder mehreren der genannten Segmente die Länge des Hohlzylinderleiters gemäß den jeweiligen Anforderungen eingestellt werden.
Ferner ist auch wenigstens ein elektrisch isolierendes Leitersegment zwischen zwei elektrisch leitfähigen Leitersegmenten vorgesehen und/oder eingerichtet, so werden zwei elektrisch leitfähige Leitersegmente, insbesondere aus Kupfer und/oder Aluminium, gegeneinander isoliert.
Vorteilhaft ist dabei vorsehbar, dass auch das isolierende Leitersegment beziehungsweise Isoliersegment als im Wesentlichen Hohlzylinder oder zumindest hohlzylinderartig ausgebildet ist, wobei insbesondere die innere lichte Weite des Isoliersegmentes auf die innere lichte Weite der Leitersegmente angepasst und/oder abgestimmt ist.
Vorteilhaft ist das Isoliersegment aus Isolierstoff, wie insbesondere Kunststoffe und/oder Verbundpolymermaterialien und/oder Polyolefine und/oder Polyamide, wie beispielsweise PA6 oder PA66, du/oder Polycarbonate und/oder Polystyrole und/oder Polyuretane und/oder Polypropylene bildbar.
In einer weiteren Ausführung werden zwei elektrisch leitende Segmente durch eine geschraubte Verbindung oder Schraubkupplung und/oder eine Steck-/Klemmverbindung mittels eines Isoliersegmentes miteinander verbunden, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden.
Außerdem sind die Endbereiche von Isoliersegment und den elektrisch leitenden Segmenten aufeinander angepasst, wobei das Isoliersegment eine rigförmig umlaufende Nut aufweisen kann in welche das jeweilige elektrisch leitende Segment endseitig über zumindest einen Teilbereich eingreift.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die wenigstens eine Hülse eine erste Halbhülse und eine zweite Halbhülse, wobei die Halbhülsen vorgesehen sind, um den wenigstens einen Leiter zu umhüllen. Indem die Hülse in zwei Halbhülsen geteilt ist, werden die Installation und das Festklemmen der Hülsen signifikant erleichtert, da die Hülse nicht mehr aufgebogen werden muss. Vorteilhaft wird der Leiter in die erste oder innere Halbhülse eingesetzt und die zweite oder äußere Halbhülse wird mit der ersten Hülse verbunden. Die erste Halbhülse und die zweite Halbhülse können durch eine beliebige Art eines Festziehmechanismus verbunden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die zweite Halbhülse durch wenigstens eine lösbare Verbindung mit der ersten Halbhülse verbunden. Vorteilhaft wird ein ausreichender Raum erzielt, um den Leiter zweckmäßig in die innere Halbhülse einzusetzen, indem die äußere Halbhülse mit der inneren Halbhülse durch eine lösbare Verbindung verbunden wird. Nach dem Einsetzen des Leiters in die innere Halbhülse wird die äußere Halbhülse angebracht, und die lösbare Verbindung zieht die äußere Halbhülse an der inneren Halbhülse fest.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der wenigstens eine Klemmverbinder eine T-förmige Montageeinheit, die an die erste Halbhülse angehaftet und/oder mit dieser verbunden ist, insbesondere sind sie in einem Stück gebaut. Ferner umfasst die T-förmige Montageeinheit Löcher zum Hindurchführen oder Einführen von Schrauben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die lösbare Verbindung zwischen den beiden Halbhülsen wenigstens eine Schraubverbindung. Da die lösbare Verbindung wenigstens eine Schraubverbindung zum Festziehen des Leiters umfasst, kann die Vorspannung vorteilhaft eingestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die erste Halbhülse auf einer Seite in die zweite Halbhülse eingehakt, und auf der anderen Seite werden die Hülsen durch die jeweilige Schraubverbindung festgezogen.
In einer weiteren Ausführung wird der Klemmverbinder durch wenigstens ein Querstück mit dem Leiterverbindungsmittel verbunden. Vorteilhaft wird genügend Raum zwischen dem Abzweigverbindungsmittel und dem Leiterverbindungsmittel erzielt, indem beide Verbindungsmittel über ein Querstück verbunden werden. Der Raum zwischen den beiden Verbindungsmitteln ist vorteilhaft für das Anbringen des Abzweigverbindungsmittels am Abzweig und/oder an der Stromschiene erforderlich.
Ferner ist vorteilhaft das Abzweigverbindungsmittel drehbar mit dem Leiterverbindungsmittel verbunden. Daher kann der Leiter in das Leiterverbindungsmittel in einer zweckmäßigen Position eingesetzt werden. Nach dem Einsetzen kann das Abzweigverbindungsmittel in die am besten geeignete Position gedreht werden. Daher wird die Installation des Leiters in der Schaltanlage vorteilhaft vereinfacht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Abzweigverbindungsmittel ein Kabelverbindungsmittel zum Halten wenigstens eines Kabels. Das Kabelverbindungsmittel ist vorteilhaft ein gebogener Winkel, beispielsweise ein 90° Grad Winkel, ein 180° Grad Winkel oder sogar ein U-förmiger Winkel, worin ein oder mehrere Kabel zweckmäßig eingeführt werden können, ohne dass irgendein Druck auf die Kabel ausgeübt wird. Ferner werden die Kabel vorteilhaft gegen ein Biegen und daher gegen einen äußeren Bruch und schwere Schäden geschützt.
Ferner wird das Ziel durch eine Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage erreicht, die wenigstens eine Schaltanlagen-Verbinderanordnung, insbesondere pro Phase, wie oben beschrieben und/oder gemäß der Erfindung umfasst.
Diese Merkmale und weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen umfasst und sollen als Beispiele in den Figuren veranschaulicht werden, die in den dieser Beschreibung beigeschlossenen Zeichnungen enthalten sind.
Die beigeschlossenen Zeichnungen zeigen in
1: eine Draufsicht einer ersten beispielhaften Schaltanlage, die drei Schaltanlagen-Klemmverbinder umfasst,
2: einen ersten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder mit einer beispielhaften Hülse,
3: einen zweiten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder mit zwei Halbhülsen, die durch Schraubverbindungen festgezogen werden,
4: einen dritten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder mit einem beispielhaften Kabelverbindungsmittel,
5 eine Seitenschnittansicht einer zweiten beispielhaften Schaltanlage mit rohrförmigen Leitern,
6 eine Vorderansicht einer dritten beispielhaften Schaltanlage mit rohrförmigen Verbindern,
7 einen rohrförmigen Leiter, der in zwei rohrförmige Leitersegmente geteilt ist, und
8 eine Seitenschnittansicht einer vierten beispielhaften Schaltanlage mit zwei rohrförmigen Leitersegmenten.
1 zeigt eine Draufsicht einer ersten beispielhaften Schaltanlage 7, die drei Schaltanlagen-Klemmverbinder 1a umfasst. Der Schaltanlagen-Klemmverbinder 1a auf der rechten Seite und der Schaltanlagen-Klemmverbinder 1a auf der linken Seite sind mit einem Abzweig 2 verbunden, wobei der Schaltanlagen-Klemmverbinder 1a in der Mittel mit einer Stromschiene 4 verbunden ist.
Ferner sind drei Leiter 6a, 6b, 6c dargestellt, die vom jeweiligen Leiterverbindungsmittel 10a umschlossen werden, wobei die Verbindung mit dem Abzweig 2 und/oder der Stromschiene 4 durch ein jeweiliges Abzweigverbindungsmittel 8a aufgebaut wird. Das jeweilige Abzweigverbindungsmittel kann als Beispiel am Abzweig 2 und/oder an der Stromschiene 4 durch eine Schraubverbindung, durch eine Klemmverbindung oder durch eine geschweißte Verbindung angebracht werden.
Der Leiterverbinder 10a ist in diesem Beispiel ein Ringklemmverbinder, der den jeweiligen Leiter 6a, 6b, 6c umschließt.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Leiterverbinder 10a aus einem Stahlband bestehen, in das ein Schraubengewinde geschnitten oder gepresst wurde. Ein Ende des Bands kann eine unverlierbare Schraube enthalten, wobei die Klemme um den Leiter angebracht wird, der zu verbinden ist. Das lose Ende wird in einen schmalen Raum zwischen dem Band und der unverlierbaren Schraube eingeführt. Wenn die Schraube gedreht wird, wirkt sie als Schneckengetriebe, das das Gewinde des Bands zieht, wodurch bewirkt wird, dass sich das Band rund um den Leiter festzieht, oder beim Schrauben in die entgegengesetzte Richtung löst. Daher zeigt die Erfindung einen Klemmverbinder, um den Abzweig 2 mit der Hauptstromschiene 4 einer Niederspannungsschaltanlage 7 und mit Transformatoren oder anderen Verbrauchern durch die Verwendung von Kabel- oder Schienenleitungsverbindungen zu verbinden.
2 zeigt einen ersten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder 1b mit einer Hülse 12. Die Hülse 12 ist durch ein Querstück 16 mit einem Abzweigverbindungsmittel 8b verbunden. Das Abzweigverbindungsmittel 8b ist typischerweise durch Schraubverbindungen mit einem Abzweig und/oder einer Stromschiene verbunden. Durch das Verbinden der Hülse 12 durch das Querstück 16 mit dem Abzweigverbindungsmittel 8b wird vorteilhaft genügend Raum zum zweckmäßigen Einführen der Schrauben in die jeweiligen Löcher erzielt. Die Schrauben sind vorgesehen, um in die beiden nebeneinander vorliegenden Löcher eingeführt zu werden, die angezeigt sind. In einem weiteren Schritt wird die Hülse 12 vorgespannt, indem die eingeführten Schrauben festgezogen werden. In der Figur ist nicht gezeigt, dass die Hülse durch einen Ratschenschlüssel oder sogar eine Klickverbindung vorgespannt werden kann.
Eine weitere Variante ist, dass die Klemmverbindung auch als Federklemmverbindung vorgesehen werden kann, die typischerweise aus einem Federstahlstreifen besteht. Der Federstahl wird geschnitten, so dass eine Seite einen schmalen Vorsprung aufweist, der am Ende zentriert ist, und die andere Seite weist ein Paar schmaler Vorsprünge auf beiden Seiten auf. Die Enden dieser Vorsprünge werden dann nach außen gebogen, und der Streifen wird aufgerollt, um einen Ring zu bilden, wobei die abstehenden Ansätze ineinander eingreifen.
Um die Federklemmverbindung zu verwenden, werden die freiliegenden Ansätze zueinander gedrückt, beispielsweise unter Verwendung einer Zange. Die Zange wird zum Vergrößern des Durchmessers des Rings verwendet, und der Leiter wird in die Federklemmverbindung gleiten gelassen, vorbei an dem Teil, der auf einen Widerhaken geht. Vorteilhaft sind Federklemmverbindungen besonders für enge Räume geeignet, während andere Klemmen Festziehwerkzeuge erfordern, die aus engen und daher unzugänglichen Winkeln anzuwenden wären.
3 zeigt einen zweiten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder 1c mit zwei Halbhülsen 14a, 14b, die ein Leiterverbindungsmittel 10c bilden. Die beiden Halbhülsen 14a, 14b sind durch Schraubverbindungen 18a, 18b verbunden. Aufgrund der Verwendung der Schraubverbindungen 18a, 18b kann die zweite Halbhülse 14b vollständig entfernt werden, was ein einfacheres und leichteres Einsetzen des jeweiligen Leiters ermöglicht. Vorteilhaft sieht die erste Halbhülse Löcher mit eingesetzten Gewinden vor. Daher können die Schrauben festgezogen werden, ohne dass irgendwelche Muttern erforderlich sind. Daher können die Schrauben auf einfache Weise festgezogen werden, ohne dass unzweckmäßig Muttern gehalten werden müssen. In Fällen in welchen ein höheres Drehmoment und/oder eine höhere Haltekraft der Schrauben gefordert und/oder erwünscht ist können auch sog. „press-in nuts” oder Einpressmuttern oder Gewindeeinsätze eingesetzt werden.
In einer weiteren nicht dargestellten Variante kann das Leiterverbindungsmittel 10c aus einem Stahlband bestehen, in das ein Schraubengewindemuster geschnitten oder gepresst wurde. Ein Ende des Bands enthält eine unverlierbare Schraube. Die Klemme wird rund um den Leiter angebracht, der zu verbinden ist, wobei das lose Ende in einen schmalen Raum zwischen dem Band und der unverlierbaren Schraube eingeführt wird. Wenn die Schraube gedreht wird, wirkt sie als Schneckengetriebe, welches das Gewinde des Bands zieht. Dies bewirkt, dass sich das Band rund um den Leiter strafft, oder bei Drehen in die entgegengesetzte Richtung, dass sich das Band löst.
4 zeigt einen dritten beispielhaften Schaltanlagen-Klemmverbinder 1d mit einem Abzweigverbindungsmittel 8d, einem Leiterverbindungsmittel 10d und einem beispielhaften Kabelverbindungsmittel 20. Ferner zeigt die Figur einen Leiter 6d, der in das Leiterverbindungsmittel 10d eingesetzt ist, wobei das Kabelverbindungsmittel 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Abzweigverbindungsmittels 8d angebracht ist. In der Figur ist nicht dargestellt, dass das Kabelverbindungsmittel 20 auf derselben Seite des Leiterverbindungsmittels 10d angebracht sein kann. In dieser Figur ist das Kabelverbindungsmittel 20 ein U-förmiger Winkel, in den mehrere Kabel ohne Druck einfach eingesetzt werden können. So werden die eingesetzten Kabel gegen äußere Schäden geschützt. In der Figur ist nicht dargestellt, dass das Kabelverbindungsmittel 20 als 90° Grad Winkel, U-Form oder beliebige andere Art einer Form ausgebildet sein kann, worin Kabel eingeführt werden können. Die Kabel werden beispielsweise durch wenigstens einen Kabelbinder fixiert.
5 zeigt eine Seitenschnittansicht einer zweiten beispielhaften Schaltanlage 30 mit zwei rohrförmigen Leitern 40, wobei die beiden rohrförmigen Leiter 40 durch einen Luftspalt dazwischen voneinander getrennt sind. Einer der rohrförmigen Leiter 40 ist mit einem Abzweig 32 verbunden, wobei der zweite rohrförmige Leiter 40 mit einer Stromschiene 34 durch einen jeweiligen Ringklemmverbinder 38 verbunden ist. Der Ringklemmverbinder 38 ist mit der Stromschiene 34, mit dem Abzweig 32 und/oder mit dem weiteren Abzweig 36 verbunden. Die rohrförmigen Leiter 40, die beispielsweise runde Hohlstangen sind, werden in den jeweiligen Ringklemmverbinder 38 eingeführt, wobei die rohrförmigen Leiter mit den rohrförmigen Leitern verspannt werden, so dass die rohrförmigen Leiter fixiert sind.
Die Schaltanlage 30 hat beispielsweise eine Abschnittshöhe von 2200 mm, wobei die Abschnittstiefe im Längenbereich zwischen 600 und 1200 mm liegen kann.
Daher zeigt die Figur die Kombination von runden Rohren als Leiter, um den Abzweig mit der Hauptstromschiene zu verbinden, und Ringklemmverbindern, um den Abzweig mit dem Leiter zu verbinden. Derselbe Ringklemmverbinder wird als Verbindungsblock mit dem Hauptstromschienensystem verwendet. Die Außenabmessungen der Leiterrohre und der Ringklemmen sind immer gleich, unabhängig vom Nennstrom des Abzweigs. In Abhängigkeit vom erforderlichen Nennstrom kann die Wanddicke des Rohrs eingestellt werden. Ferner können mehrere Rohre parallel verbunden werden.
6 zeigt eine Vorderansicht einer dritten beispielhaften Schaltanlage 48 mit rohrförmigen Leitern 54, 58. Die oberen rohrförmigen Leiter 58 sind mit dem Hauptstromschienensystem 50 durch jeweilige Ringklemmverbinder 56 verbunden. Daher zeigen die Ringklemmverbinder 56 Ringklemmverbindungsblöcke, die mit dem Stromschienensystem verbunden sind. In dieser Figur sind die unteren rohrförmigen Leiter 54 beispielsweise mit Kabelverbindungssätzen verbunden.
7 zeigt einen rohrförmigen Leiter 70, der in zwei rohrförmige Leiterabschnitte oder -segmente 72, 74 geteilt ist. Der rohrförmige Leiter 70 ist durch ein Isoliermittel 76 geteilt, so dass das erste rohrförmige Leitersegment 72 und das zweite rohrförmige Leitersegment 74 elektrisch gegeneinander isoliert sind. Beispielsweise weist der rohrförmige Leiter zwischen seinen beiden elektrisch leitfähigen Segmenten 72, 74, welche im Wesentlichen aus Kupferrohren gebildet sind, ein aus einem Isolierverbundmaterial gebildetes Isoliersegment oder Isoliermittel 76 auf, welches als Isolierpassung dient. Das Isoliermittel 76 kann in der Mitte des rohrförmigen Leiters 70, bei Verwendung zweier identischer Leitersegmente, angeordnet sein, oder das Isoliermittel 76 kann exzentrisch im rohrförmigen Leiter 70 angeordnet sein, so dass die jeweiligen rohrförmigen Leiterabschnitte oder -segmente 72 und 74 unterschiedliche Längen haben.
8 zeigt eine Seitenschnittansicht einer vierten beispielhaften Schaltanlage 90 mit zwei rohrförmigen Leiterabschnitten 92 und 94. Die beiden rohrförmigen Leiterabschnitte oder -segmente werden durch ein rohrförmiges Isoliersegment oder einen Abschnitt 96 getrennt, der die obere und die untere Verbindung und/oder den Verbinder des Abzweigs trennt. Daher kann nur ein gerader Leiterstab eingesetzt werden, um eine effiziente interne Kühlung zu bewirken und zu erreichen. Wie in dieser Figur gezeigt, kann ein rohrförmiger Leiter vorteilhaft verwendet werden, um einen Abzweig auf einer Seite der Hauptstromschiene zu verbinden, wobei die Kabel oder Schienenleitungen auf der anderen Seite verbunden sind. Daher wird die Anordnung der Schaltanlage signifikant vereinfacht, da nur ein Leiter in die jeweilige Ringklemmverbindung eingesetzt werden muss.
Bezugszeichenliste

1a: Erste Schaltanlagen-Verbindungsvorrichtung
1b: Zweite Schaltanlagen-Verbindungsvorrichtung
1c: Dritte Schaltanlagen-Verbindungsvorrichtung
1d: Vierte Schaltanlagen-Verbindungsvorrichtung
2: Erster Abzweig
4: Erste Stromschiene
6a: Erster Leiter
6b: Zweiter Leiter
6c: Dritter Leiter
6d: Vierter Leiter
7: Erste Schaltanlage
8a: Erstes Abzweigverbindungsmittel
8b: Zweites Abzweigverbindungsmittel
8c: Drittes Abzweigverbindungsmittel
8d: Viertes Abzweigverbindungsmittel
10a: Erstes Leiterverbindungsmittel
10b: Zweites Leiterverbindungsmittel
10c: Drittes Leiterverbindungsmittel
10d: Viertes Leiterverbindungsmittel
12: Hülse
14a: Erste Halbhülse
14b: Zweite Halbhülse
16: Querstück
18a: Erste Schraubverbindung
18b: Zweite Schraubverbindung
20: Kabelverbindungsmittel
30: Zweite Schaltanlage
32: Zweiter Abzweig
34: Zweite Stromschiene
36: Erste Ringklemmverbindung
38: Ringklemmverbindung
40: Erster rohrförmiger Leiter
45: Dritter rohrförmiger Leiterabschnitt
46: Vierter rohrförmiger Leiterabschnitt
47: Rohrförmiges Isoliermittel
48: Dritte Schaltanlage
50: Dritte Stromschiene
52: Dritter Abzweig
54: Zweiter rohrförmiger Leiter
56: Zweite Ringklemmverbindung
58: Dritter rohrförmiger Leiter
70: Vierter rohrförmiger Leiter
72: Erster rohrförmiger Leiterabschnitt
74: Zweiter rohrförmiger Leiterabschnitt
76: Erstes rohrförmiges Isoliermittel
90: Vierte Schaltanlage
92: Dritter rohrförmiger Leiterabschnitt
94: Vierter rohrförmiger Leiterabschnitt
96: Zweites rohrförmiges Isoliermittel

Claims

Schaltanlagen-Leiteranordnung für eine Schaltanlage, insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, umfassend – wenigstens einen Leiter, der als Hohlzylinder gebaut ist, insbesondere einen rohrförmigen Leiter mit einem kreisförmigen Querschnitt; und – wenigstens einen Klemmverbinder, insbesondere einen Ringklemmverbinder.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum elektrischen Verbinden eines Abzweigs (2, 32, 52) und/oder einer Stromschiene (4, 50, 52) mit wenigstens einem Leiter (6a, 6b, 6c, 6d), umfassend: – ein Abzweigverbindungsmittel (8a, 8b, 8c, 8d) zum Verbinden des Abzweigs (2, 32, 52) und/oder der Stromschiene (4, 50, 52); – wenigstens ein Leiterverbindungsmittel (10a, 10b, 10c, 10d), das mit dem Abzweigverbindungsmittel (8a, 8b, 8c, 8d) verbunden ist, zum Verbinden des wenigstens einen Leiters (6a, 6b, 6c, 6d); wobei – das Leiterverbindungsmittel (10a) wenigstens eine Klemmverbindung zum Verbinden des wenigstens einen Leiters (6a, 6b, 6c, 6d) umfasst.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmverbinder ein Ringklemmverbinder (36, 56) ist, der wenigstens eine Hülse (12) umfasst, die vorgesehen ist, um den wenigstens einen Leiter (6a, 6b, 6c, 6d) zu umschließen.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leiter (6a, 6b, 6c, 6d) wenigstens ungefähr ein rohrförmiger Leiter (38, 58, 70) ist.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine rohrförmige Leiter (35, 58, 70) wenigstens zwei rohrförmige Leiterabschnitte (54, 58) umfasst, die durch wenigstens ein Isoliermittel (76, 96) gegeneinander isoliert sind.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hülse (12) eine erste Halbhülse (14a) und eine zweite Halbhülse (14b) umfasst, wobei die Halbhülsen (12b, 12c) vorgesehen sind, um den wenigstens einen Leiter (6a, 6b, 6c, 6d) zu umschließen.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halbhülse (14b) durch wenigstens eine lösbare Verbindung mit der ersten Halbhülse (14a) verbunden ist.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung wenigstens eine Schraubverbindung (18a, 18b) ist.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abzweigverbindungsmittel (8a, 8b, 8c, 8d) durch wenigstens ein Querstück (16) mit dem Leiterverbindungsmittel (10a, 10b, 10c, 10d) verbunden ist.
Schaltanlagen-Leiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abzweigverbindungsmittel (8a, 8b, 8c, 8d) mit dem Leiterverbindungsmittel bzw. Leiterverbinder (10a, 10b, 10c, 10d) drehbar verbunden ist.
Schaltanlagen-Klemmverbinder (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abzweigverbindungsmittel (8a, 8b, 8c, 8d) ein Kabelverbindungsmittel (20) zum Halten wenigstens eines Kabels umfasst.
Schaltanlage (7, 30, 48), insbesondere eine Niederspannungsschaltanlage, umfassend wenigstens eine Schaltanlagen-Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Schaltanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schaltanlagen-Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 pro Phase vorgesehen ist.