DE102016203107A1 - Receiving device, plug device and system for a plug-in contact for electrically connecting two modules - Google Patents

Receiving device, plug device and system for a plug-in contact for electrically connecting two modules Download PDF

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Abstract

Aufnahmeeinrichtung, Steckereinrichtung und System für einen Steckkontakt zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Aufnahmeeinrichtung (34) für einen Steckkontakt zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen (1, 2) für Hochspannung ausgelegt sind und die Aufnahmeeinrichtung (34) für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 600 kA ausgebildet ist. Ferner sind Gegenstände der Erfindung eine entsprechende Steckereinrichtung und ein System aus Aufnahmeeinrichtung und Steckereinrichtung.The present invention is a receiving device (34) for a plug-in contact for electrically connecting two modules (1, 2), characterized in that the modules (1, 2) for high voltage are designed and the receiving device (34) is designed for a fault with a current of more than 600 kA. Further objects of the invention are a corresponding plug device and a system of receiving device and plug device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung und eine Steckereinrichtung eines Systems für einen Steckkontakt zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen. The invention relates to a receiving device and a plug device of a system for a plug-in contact for electrically connecting two modules.

Ein Modularer Multi-Level Konverter mit zahlreichen Halbleitermodulen ist aus der DE10103031 B4 bekannt. Die Halbleitermodule weisen Leistungshalbleiterschalter und Kondensatoren auf. Halbleitermodule werden ebenfalls für Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) eingesetzt. A modular multi-level converter with numerous semiconductor modules is from the DE10103031 B4 known. The semiconductor modules have power semiconductor switches and capacitors. Semiconductor modules are also used for high voltage direct current (HVDC) transmission.

Dabei werden Modulare Multi-Level Konverter und HGÜ-Anlagen so ausgelegt, dass in einer vorgegebenen Betriebszeit eine vorgegebene Anzahl an Halbleitermodulen ausfallen darf, ohne dass die Funktionsfähigkeit des Konverters bzw. der HGÜ-Anlage beeinträchtigt wird. Hierfür werden als Redundanz zusätzliche Halbleitermodule eingeplant. Wird später eine Wartung gemäß geplanter Wartungsintervalle durchgeführt, so werden ausgefallene Module durch neue, funktionsfähige Module ersetzt. Während der Wartung kann der Modulare Multi-Level Konverter oder die HGÜ-Anlage nicht betrieben werden, so dass durch die Ausfallzeit Kosten beim Betreiber entstehen. Modular multi-level converters and HVDC systems are designed in such a way that a predefined number of semiconductor modules can fail in a given operating time without adversely affecting the functionality of the converter or the HVDC system. For this purpose, additional semiconductor modules are planned as redundancy. If maintenance is later carried out according to planned maintenance intervals, failed modules will be replaced by new, functional modules. During maintenance, the Modular Multi-Level Converter or the HVDC system can not be operated, resulting in downtime costs for the operator.

Häufig werden Module bis in Bauhöhen von einigem Metern gestapelt angeordnet, so dass für den Austausch die vergleichsweise schweren Module hoch über dem Boden bewegt werden müssen. Module werden i.d.R. durch zahlreiche Schraubverbindungen befestigt und elektrisch leitend verbunden. Die Module weisen dabei verschiedene Baugruppen wie einen Kondensator und ein so genanntes Powermodul mit Halbleiterschaltern auf. Die Hauptverbindungsstellen zwischen den Baugruppen eines Moduls sind im Hauptstrompfad des Moduls enthalten und verbinden z.B. Kondensator und Powermodul miteinander. Da sich die Nennströme beispielsweise einer HGÜ-Anlage im kA Bereich befinden, sind diese Schraubverbindungen entsprechend massiv ausgeführt, was das Lösen und Ausbauen eines ausgefallenen Moduls sowie den Einbau eines Ersatzmoduls erschwert und zeitaufwändig ist. Frequently modules are stacked up to heights of a few meters, so that for the replacement of the relatively heavy modules must be moved high above the ground. Modules become i.d.R. secured by numerous screw and electrically connected. The modules have different components such as a capacitor and a so-called power module with semiconductor switches. The main joints between the modules of a module are contained in the main current path of the module and connect e.g. Capacitor and power module together. Since the nominal currents of an HVDC system, for example, are in the kA range, these screw connections are correspondingly solid, which makes it difficult and time-consuming to loosen and remove a failed module and to install a replacement module.

Um die Betriebs- und Arbeitssicherheit zu gewährleisten, müssen bei einer Wartung gleichzeitig viele Befestigungsmittel wie z.B. Muttern, Schrauben, Federringe, Spannscheiben, Unterlegscheiben, etc. ausgebaut und sicher verstaut werden, da diese ansonsten bei Verlust und/oder Herunterfallen die Anlage beschädigen, Kurzschlüsse auslösen oder Wartungstechniker verletzten könnten. In order to ensure operational safety, many maintenance devices, such as fasteners, must be used at the same time during maintenance. Nuts, screws, spring washers, clamping washers, washers, etc. removed and stowed safely, otherwise they could damage the system in case of loss and / or falling, cause short circuits or injured maintenance technicians.

Weiterhin ist es bei bereits bei der Fertigung und der Erstmontage ein Einsatzort einer Anlage wichtig, dass Fehler wie ein falsches Drehmoment beim Anziehend der Schrauben oder sogar ein komplett vergessenes Festziehen der Schraubverbindungen vermieden werden, denn diese Fehler könnten die Anlage bei einer Inbetriebnahme beschädigen und/oder später eine Wartung erschweren. Furthermore, it is important in case of manufacturing and initial installation, a place of installation of a system that errors such as a wrong torque when tightening the screws or even a completely forgotten tightening the screw can be avoided, because these errors could damage the system during commissioning and / / or complicate maintenance later.

Ausgehend von bisherigen Systemen zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein System zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen anzugeben, das eine vergleichsweise unkomplizierte und schnelle Fertigung und/oder Wartung von Anlagen mit den Hochspannungsbaugruppen ermöglicht. Starting from previous systems for electrically connecting two modules, the object of the invention is to provide a system for electrically connecting two modules, which enables comparatively uncomplicated and rapid production and / or maintenance of systems with the high-voltage modules.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 1. The invention solves this problem by a receiving device according to claim 1.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung ist die Aufnahmeeinrichtung für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 1000 kA ausgebildet. In a further preferred embodiment of the receiving device according to the invention, the receiving device is designed for a fault with a current of more than 1000 kA.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung ist die Aufnahmeeinrichtung für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 1600 kA ausgebildet. In a further preferred embodiment of the receiving device according to the invention, the receiving device is designed for a fault with a current of more than 1600 kA.

Je kleiner jeweils die Halbleiterschalteinrichtungen ausgelegt werden, desto geringer fallen i.d.R. Fehlerströme aus. Größere Halbleiter erfordern größere Energiemengen und haben gleichzeitig einen größeren Aufbau, woraus sich Fehlerströme von über 1000 kA ergeben können. The smaller each semiconductor switching device is designed, the lower i.d.R. Fault currents off. Larger semiconductors require larger amounts of energy and at the same time have a larger structure, which can result in fault currents of more than 1000 kA.

Zwar gibt es bei bisherigen Systemen für Steckkontakte durchaus Varianten mit einer für einen Nennstrom einer HGÜ-Anlage ausgelegten Stromfestigkeit, jedoch treten im Fehlerfall, z.B. bei einem Kurzschluss oder Dergleichen, kurzzeitig leicht viel höhere Ströme als eine Million Ampere (1000 kA) auf. Die Stromfestigkeit des Systems ist dabei entsprechend der über die Kurschlusszeit übertragenen Energie (sog. I2T Belastbarkeit) anzupassen, wobei als variable Größen insbesondere die Kontaktflächen zwischen der Steckereinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung angepasst werden können. Bei gegebener Dicke eines Kupferblechs kann also z.B. die Länge des Blechs entsprechend so gewählt werden, dass bei Einschieben in die Aufnahmeeinrichtung eine geeignete Kontaktfläche gebildet wird. Die Kontaktfläche ergibt sich dabei in einer guten Näherung als Länge des Blechs × Einschiebetiefe × 2 (das Blech hat zwei Seiten). Although existing systems for plug-type contacts definitely have variants with a current rating designed for a rated current of an HVDC system, in the event of a fault, e.g. in the case of a short circuit or the like, slightly higher currents than a million amperes (1000 kA) for a short time. The current stability of the system is to be adjusted in accordance with the energy transmitted over the short-circuit time (so-called I2T load capacity), wherein the contact surfaces between the plug device and the receiving device can be adapted as variable variables. For a given thickness of a copper sheet, e.g. the length of the sheet to be selected accordingly so that upon insertion into the receiving device, a suitable contact surface is formed. The contact surface results in a good approximation as the length of the sheet × insertion depth × 2 (the sheet has two sides).

Wie groß eine geeignete Kontaktfläche zum Erzielen einer vorgegeben Stromfestigkeit von z.B. mehr als 600 kA für einige ms mindestens sein muss, kann einerseits durch übliche Berechnungsverfahren, beispielsweise mittels empirischer Formeln aus Handbüchern der Materialkunde, andererseits anhand eines einfachen Reihenversuchs mit unterschiedlich großen Kontaktflächen, die einem entsprechenden Kurzschluss ausgesetzt werden, ermittelt werden. How large a suitable contact surface for achieving a predetermined current strength of, for example, more than 600 kA must be at least for a few ms, on the one hand by conventional calculation methods, for example by means of empirical Formulas from manuals of material science, on the other hand based on a simple series experiment with different sized contact surfaces, which are exposed to a corresponding short circuit, are determined.

Eine Kontaktfläche ist dann geeignet, wenn sie eine vorgegebene Stromfestigkeit aufweist, so dass auch nach einem Kurzschluss mit einem Fehlerstrom keine Verschweißung oder sonstige größere Beschädigung vorliegt, denn nur dann kann eine beschädigte und/oder ausgefallene Hochspannungskomponente einfach, sicher und schnell ausgetauscht werden. A contact surface is suitable if it has a predetermined current strength, so that even after a short circuit with a fault current no welding or other major damage is present, because only then can a damaged and / or failed high voltage component be replaced easily, safely and quickly.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Vielzahl der bisher zur Montage verwendeten Teile erheblich reduziert wird. Die Hochspannungskomponenten können bei der Herstellung ab Werk bereits mit einer Steckereinrichtung oder einer Aufnahmeeinrichtung versehen werden, so dass bei der Erstmontage am Betriebsort einer Anlage die bisher für die Verschraubung benötigte Zeit eingespart werden kann. It is an advantage of the invention that the large number of parts used hitherto for assembly is considerably reduced. The high-voltage components can be provided in the factory from the factory already with a plug device or a receiving device, so that the time previously required for the screwing can be saved during the initial assembly at the site of a plant.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung weist die Aufnahmeeinrichtung mindestens zwei Aufnahmemittel für ein Aufnehmen von Kontaktmitteln einer Steckereinrichtung auf. Durch die beiden Aufnahmemittel kann eine stromfeste Verbindung zu einem Stecker ausgebildet werden, der in Aufnahmemittel eingeführt werden kann. Die Aufnahmemittel müssen hierfür nach Art einer Buchse jeweils eine Ausnehmung aufweisen, die unterschiedliche geometrische Formen aufweisen kann. Dies ist ein Vorteil, weil mit zwei Aufnahmemitteln beispielsweise eine für einen Gleichstrom geeignete elektrische Verbindung ausgebildet werden kann. Insbesondere sind die Module i.d.R. als Zweipole ausgelegt. In a preferred embodiment of the receiving device according to the invention, the receiving device has at least two receiving means for receiving contact means of a plug device. By the two receiving means, a current-resistant connection to a plug can be formed, which can be introduced into receiving means. The receiving means must each have a recess in the manner of a bush, which may have different geometric shapes. This is an advantage because with two receiving means, for example, a suitable for a direct current electrical connection can be formed. In particular, the modules are i.d.R. designed as two-pole.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung weisen die Aufnahmemittel jeweils einen Schlitz auf, in den ein Kontaktblech einführbar ist. Ausreichend stromfeste Kontaktbleche mit geeigneter Dicke sind einsetzbar und kostengünstig herstellbar. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schlitze in ihrer Bauform so ausgeführt werden, dass sie lediglich in einer Richtung begrenzt und an den anderen drei Richtungen offen sind. Beispielsweise kann dies erreicht werden, indem der Schlitz nur an seiner der Hochspannungsbaugruppe zugewandten Seite begrenzt ist. Dadurch kann einer Steckereinrichtung z.B. sowohl seitlich als auch von oben oder unten in den Schlitz eingeschoben werden. Dies erleichtert die Montage z.B. in aufgrund von Platzmangel schwer zugänglichen Bereichen sehr. In a further preferred embodiment of the receiving device according to the invention, the receiving means each have a slot into which a contact plate can be inserted. Sufficient current resistant contact plates of suitable thickness can be used and produced inexpensively. It is particularly preferred if the slots are designed in their design so that they are limited only in one direction and open in the other three directions. For example, this can be achieved by limiting the slot only on its side facing the high-voltage module. Thereby, a plug device, e.g. be slid both laterally and from above or below in the slot. This facilitates assembly e.g. in very hard to reach due to lack of space.

Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine für die Aufnahmeeinrichtung geeignete Steckereinrichtung anzugeben. Furthermore, the object of the invention is to specify a plug device suitable for the receiving device.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Steckereinrichtung gemäß Anspruch 4. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung angegeben. The invention solves this problem by a plug device according to claim 4. It follows, mutatis mutandis, the same advantages as stated above for the receiving device according to the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckereinrichtung ist die Steckereinrichtung für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 1000kA ausgebildet. In a preferred embodiment of the plug device according to the invention, the plug device is designed for a fault with a current of more than 1000 kA.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckereinrichtung ist die Steckereinrichtung für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 1600kA ausgebildet. In a preferred embodiment of the plug device according to the invention, the plug device is designed for a fault with a current of more than 1600kA.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckereinrichtung weist die Steckereinrichtung mindestens zwei Kontaktmittel auf. Dies ist ein Vorteil, weil mit zwei Kontaktmitteln beispielsweise eine für einen Gleichstrom geeignete elektrische Verbindung ausgebildet werden kann. Insbesondere sind die Module i.d.R. als Zweipole ausgelegt. In a preferred embodiment of the plug device according to the invention, the plug device has at least two contact means. This is an advantage because with two contact means, for example, a suitable for a direct current electrical connection can be formed. In particular, the modules are i.d.R. designed as two-pole.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckereinrichtung sind die Kontaktmittel als Kontaktbleche ausgebildet. In a preferred embodiment of the plug device according to the invention, the contact means are designed as contact plates.

Weiterhin stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein System mit Steckereinrichtung und Aufnahmeeinrichtung anzugeben. Furthermore, the object of the invention is to provide a system with plug device and receiving device.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein System gemäß Anspruch 7. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung angegeben. The invention achieves this object by a system according to claim 7. It results mutatis mutandis the same advantages as stated above for the receiving device according to the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die Aufnahmeeinrichtung und/oder die Steckereinrichtung jeweils lösbar mit der jeweiligen Hochspannungsbaugruppe verbunden. Lösbar im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Verbindung zur jeweiligen Hochspannungsbaugruppe mit einfachen Werkzeugen beschädigungsfrei getrennt und wieder geschlossen werden kann. Eine Schweißverbindung ist daher z.B. keine lösbare Verbindung. In a preferred embodiment of the system according to the invention, the receiving device and / or the plug device are each releasably connected to the respective high-voltage module. Releasable in the sense of the invention means that the connection to the respective high-voltage module can be disconnected without damage and closed again with simple tools. A welded joint is therefore e.g. no detachable connection.

Eine lösbare Festlegung hat den Vorteil, dass die Aufnahmeeinrichtung und auch die Steckereinrichtung wiederverwendet werden können, was Kosten einspart. Insbesondere können die Aufnahmeeinrichtung und die Steckereinrichtung von einer beschädigten Hochspannungsbaugruppe abmontiert werden und bei der Neuherstellung von Hochspannungsbaugruppen wiederverwendet werden. A releasable fixing has the advantage that the receiving device and also the plug device can be reused, which saves costs. In particular, the receiving device and the plug device can be removed from a damaged high-voltage module be reused in the new production of high voltage assemblies.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weist die lösbare Verbindung jeweils eine Schraubverbindung auf. Schraubverbindungen sind einfach und kostengünstig einsetzbar, was vorteilhaft ist. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, the releasable connection in each case has a screw connection. Screw connections are easy and inexpensive to use, which is advantageous.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weist eine der Hochspannungsbaugruppen einen Kondensator auf. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, one of the high-voltage assemblies has a capacitor.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weist eine der Hochspannungsbaugruppen einen Leistungshalbleiterschalter auf. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, one of the high-voltage assemblies has a power semiconductor switch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weisen Aufnahmeeinrichtung und Steckereinrichtung in verbundenem Zustand einen Klemmsitz auf. Der Klemmsitz sollte dabei derart ausgestaltet sein, dass einerseits die Kontaktflächen, die zur Stromübertragung dienen, von Steckereinrichtung und Aufnahmeeinrichtung eng aneinander anliegen, damit im Fehlerfall kein Lichtbogen entstehen kann. Andererseits sollte der Klemmsitz ein ausreichendes Spiel aufweisen, um ein leichtes Einschieben und Herausziehen der Steckereinrichtung zu gewährleisten. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, receiving device and plug device in the connected state have a clamping fit. The clamping seat should be designed such that on the one hand, the contact surfaces, which serve for power transmission, of the plug device and receiving device closely abut each other, so that no arc can occur in case of failure. On the other hand, the clamping seat should have sufficient clearance to ensure easy insertion and removal of the plug device.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die Aufnahmeeinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sind, zumindest teilweise mit Silber beschichtet. Dies ist ein Vorteil, weil Silber durch Abrieb eine gewisse Verschmierung und damit eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit ermöglicht. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, the receiving device in the areas which are provided for contact with the plug device and / or the plug device in the areas which are provided for contact with the receiving device, at least partially coated with silver. This is an advantage because silver allows abrasion to cause some smearing and thus improved electrical conductivity.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die Aufnahmeeinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sind, zumindest teilweise mit Nickel beschichtet. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, the receiving device in the areas which are provided for contact with the plug device and / or the plug device in the areas which are provided for contact with the receiving device, at least partially coated with nickel.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die Aufnahmeeinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sind, zumindest teilweise mit einem elektrisch leitfähigen Schmierstoff überzogen. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, the receiving device in the areas which are provided for contact with the plug device and / or the plug device in the areas which are provided for contact with the receiving device, at least partially with an electrically conductive lubricant overdrawn.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems enthält der Schmierstoff zumindest anteilig ein Fett für Elektrokontakte. In a further preferred embodiment of the system according to the invention, the lubricant at least proportionally contains a grease for electrical contacts.

Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, ein Modul für einen Modularen Multi-Level Konverter oder für eine HGÜ-Anlage, aufweisend einen Kondensator und ein Powermodul mit Halbleiterschaltern, anzugeben, das eine vergleichsweise unkomplizierte und schnelle Fertigung und/oder Wartung des Moduls ermöglicht. It is further an object of the invention to provide a module for a modular multi-level converter or for an HVDC system, comprising a capacitor and a power module with semiconductor switches, which allows a comparatively uncomplicated and fast production and / or maintenance of the module ,

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Modul gemäß Anspruch 16. The invention solves this problem by a module according to claim 16.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in schematischer Darstellung die For a better explanation of the invention show in a schematic representation of the

1 ein erste Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems und 1 a first view of an embodiment of a system according to the invention and

2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1. 2 a side view of the embodiment according to 1 ,

Die 1 und 2 zeigen ein System 20 für einen Steckkontakt zum elektrischen Verbinden zweier Hochspannungsbaugruppen 1, 2. Das System 20 ist nach Art eines Lamellensteckers ausgeführt und weist eine Steckereinrichtung 33 mit zwei Kontaktblechen 3,4 als Lamellen auf. Ein Powermodul 1 einer HGÜ-Anlage (nicht dargestellt) enthält mehrere Leistungshalbleiterschalter. Die Kontaktbleche 3, 4 sind mit dem Powermodul 1 verschraubt (nicht dargestellt) und können leicht wieder verwendet werden. The 1 and 2 show a system 20 for a plug-in contact for electrically connecting two high-voltage assemblies 1 . 2 , The system 20 is designed in the manner of a lamellar connector and has a plug device 33 with two contact sheets 3 . 4 as slats on. A power module 1 An HVDC system (not shown) contains several power semiconductor switches. The contact sheets 3 . 4 are with the power module 1 screwed (not shown) and can be easily used again.

Die Kontaktbleche 3, 4 sind auf ihrer dem Powermodul 1 abgewandten Seite in eine Aufnahmeeinrichtung 34 eingeschoben. Eine solche Aufnahmeeinrichtung 34 wird auch als Busbar oder Stromschiene bezeichnet. Dabei sind in der Aufnahmeeinrichtung 34 zwei Aufnahmemittel zur Aufnahme der beiden Kontaktbleche 3, 4 ausgebildet. Die Aufnahmemittel bilden Schlitze aus. The contact sheets 3 . 4 are on their power module 1 facing away in a receiving device 34 inserted. Such a recording device 34 is also referred to as a busbar or busbar. Here are in the receiving device 34 two receiving means for receiving the two contact sheets 3 . 4 educated. The receiving means form slots.

Ein erster Schlitz wird durch zwei Bleche 15, 16 gebildet, die auf einer ersten Schiene 13 angebracht sind. Die erste Schiene 13 ist mit einem ersten Anschlussblock 10 verbunden. Der erste Anschlussblock 10 ist an vier Anschlüssen 5, 6, 7, 8 mittels Schraubverbindungen 11 elektrisch leitend mit einem Kondensator 2 verbunden. A first slot is through two sheets 15 . 16 formed on a first rail 13 are attached. The first rail 13 is with a first terminal block 10 connected. The first connection block 10 is at four connections 5 . 6 . 7 . 8th by means of screw connections 11 electrically conductive with a capacitor 2 connected.

Ein zweiter Schlitz wird durch zwei Bleche 14, 15 gebildet, die auf einer zweiten Schiene 13 angebracht sind. Die zweite Schiene 13 ist mit einem zweiten Anschlussblock 9 verbunden. Der zweite Anschlussblock 9 ist an vier Anschlüssen 21, 22, 23, 24 mittels Schraubverbindungen elektrisch leitend mit dem Kondensator 2 verbunden. A second slot is through two sheets 14 . 15 formed on a second rail 13 are attached. The second rail 13 is with a second terminal block 9 connected. The second connection block 9 is at four connections 21 . 22 . 23 . 24 by means of screw electrically conductive with the capacitor 2 connected.

Auf dem Blech 16 sind drei kreisförmige Erhebungen dargestellt, die Verschraubungselemente für die beiden Bleche 16, 17 andeuten. Die Verschraubungselemente können eine federnde Komponente (nicht dargestellt) aufweisen, um eine gewisse Toleranz im Hinblick auf einen Einsteckwinkel der Steckereinrichtung zu bieten. Weiterhin können auf diese Weise sehr leicht kleinere Abweichungen der Dicke der Steckereinrichtung ausgeglichen werden. Dabei wird die federende Komponente bevorzugt derart ausgeführt, dass sie die beiden Bleche 16, 17 bei eingesteckter Steckereinrichtung leicht zusammenpresst und so einen guten elektrischen Kontakt sicherstellt. Die Bleche 16, 17 leiten folglich bei eingesteckter Steckereinrichtung zumindest einen Teils des Stroms von der Aufnahmeanordnung zur Steckereinrichtung (oder umgekehrt). In gleicher Weise sind auch die Bleche 14, 15 mit Verschraubungselementen (nicht dargestellt) und einer federnden Komponente ausgerüstet. On the sheet 16 three circular elevations are shown, the Verschraubungselemente for the two sheets 16 . 17 suggest. The Verschraubungselemente may have a resilient component (not shown) to provide a certain tolerance with respect to a Einsteckwinkel the plug device. Furthermore, very small deviations in the thickness of the plug device can be compensated in this way very easily. In this case, the spring component is preferably carried out such that they are the two sheets 16 . 17 slightly squeezed when plug connector device and thus ensures a good electrical contact. The sheets 16 . 17 Consequently, with inserted plug means at least part of the current from the receiving assembly to the plug means (or vice versa). In the same way are the sheets 14 . 15 equipped with screwing elements (not shown) and a resilient component.

Werden anstatt der Verschraubungselemente herkömmliche Schrauben eine federnde Komponente eingesetzt, so müssen diese bevorzugt so ausgelegt werden, dass Sie einerseits die Bleche geeignet beabstanden und ein leichtes Einschieben der Steckereinrichtung ermöglichen und andererseits Steckereinrichtung und Bleche 14–17 ausreichend anpressen, so dass eine gute elektrische Leitfähigkeit gegeben ist. If conventional screws are used instead of the screwing elements a resilient component, they must preferably be designed so that you on the one hand suitably space the plates and allow easy insertion of the plug device and on the other hand plug device and sheets 14 - 17 Press sufficiently so that a good electrical conductivity is given.

Die Schlitze sind in ihrer Bauform derart ausgeführt, dass sie lediglich an ihrer dem Kondensator 2 zugewandten Seite begrenzt sind. Dadurch können die Kontaktbleche 3, 4 der Steckereinrichtung z.B. sowohl seitlich als auch von oben oder unten in den Schlitz eingeschoben werden. Dies erleichtert die Montage z.B. in aufgrund von Platzmangel schwer zugänglichen Bereichen sehr. The slots are designed in such a way that they only at their the capacitor 2 facing side are limited. This allows the contact sheets 3 . 4 the plug device eg both laterally and from above or below are inserted into the slot. This facilitates the assembly, for example, in areas difficult to access due to lack of space.

Um eine gute Strombelastbarkeit zu gewährleisten, sind die Kontaktblecke 3, 4 sowie die stromtragenden Teile der Aufnahmeeinrichtung 9, 10 und 12–17 aus Kupfer oder einem Material mit hohem Kupferanteil gefertigt. Dabei weisen die Kontaktbleche 3, 4 eine Dicke von ca. 3 mm bis 8 mm und eine Länge 31 von ca. 150 mm–500 mm auf. Die Schienen 12, 13 weisen ebenfalls eine Dicke von ca. 3 mm bis 8 mm auf. Die Schlitze sind mit einer entsprechenden Länge ausgestaltet. Die Anschlussblöcke 9, 10 weisen eine Länge 32 von ca. 200 mm bis 700 mm auf. To ensure a good current carrying capacity, the Kontaktblecke 3 . 4 and the current-carrying parts of the receiving device 9 . 10 and 12 - 17 made of copper or a material with a high copper content. In this case, the contact plates 3 . 4 a thickness of about 3 mm to 8 mm and a length 31 of about 150 mm-500 mm. The rails 12 . 13 also have a thickness of about 3 mm to 8 mm. The slots are designed with a corresponding length. The connection blocks 9 . 10 have a length 32 from about 200 mm to 700 mm.

Das System 20 ist mit dieser Dimensionierung für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 600 kA ausgebildet, ohne dass die Kontaktbleche 3, 4 durch Verschweißen mit den Aufnahmemitteln unlösbar verbunden werden. Hierdurch wird auch bei Kurzschlüssen oder dergleichen sichergestellt, dass eine Wartung und ein Austausch von Anlagenteilen wie Kondensator 2 oder Powermodul 1 schnell und sicher erfolgen kann. The system 20 is designed with this dimensioning for a fault with a current of more than 600 kA, without the contact plates 3 . 4 be permanently connected by welding with the receiving means. As a result, it is ensured even with short circuits or the like, that a maintenance and replacement of system components such as capacitor 2 or power module 1 can be done quickly and safely.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10103031 B4 [0002] DE 10103031 B4 [0002]

Claims (16)

Aufnahmeeinrichtung (34) für einen Steckkontakt zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen (1, 2) für Hochspannung ausgelegt sind und die Aufnahmeeinrichtung (34) für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 600 kA ausgebildet ist. Recording device ( 34 ) for a plug-in contact for electrically connecting two assemblies ( 1 . 2 ), characterized in that the assemblies ( 1 . 2 ) are designed for high voltage and the receiving device ( 34 ) is designed for a fault with a current of more than 600 kA. Aufnahmeeinrichtung (34) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (34) mindestens zwei Aufnahmemittel für ein Aufnehmen von Kontaktmitteln (3, 4) einer Steckereinrichtung (33) aufweist. Recording device ( 34 ) according to claim 1, characterized in that the receiving device ( 34 ) at least two receiving means for receiving contact means ( 3 . 4 ) a plug device ( 33 ) having. Aufnahmeeinrichtung (34) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmemittel jeweils einen Schlitz aufweisen, in den ein Kontaktblech (3, 4) einführbar ist. Recording device ( 34 ) according to claim 2, characterized in that the receiving means each have a slot into which a contact plate ( 3 . 4 ) is insertable. Steckereinrichtung (33) für eine Steckverbindung zum elektrischen Verbinden zweier Baugruppen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen (1, 2) für Hochspannung ausgelegt sind und die Steckereinrichtung (33) für einen Fehlerfall mit einem Strom von mehr als 600 kA ausgebildet ist. Plug device ( 33 ) for a plug-in connection for electrically connecting two assemblies ( 1 . 2 ), characterized in that the assemblies ( 1 . 2 ) are designed for high voltage and the plug device ( 33 ) is designed for a fault with a current of more than 600 kA. Steckereinrichtung (33) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckereinrichtung (33) mindestens zwei Kontaktmittel (3, 4) aufweist. Plug device ( 33 ) according to claim 4, characterized in that the plug device ( 33 ) at least two contact agents ( 3 . 4 ) having. Steckereinrichtung (33) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel als Kontaktbleche (3, 4) ausgebildet sind. Plug device ( 33 ) according to claim 5, characterized in that the contact means as contact plates ( 3 . 4 ) are formed. System (20) zum elektrischen Verbinden zweier Hochspannungsbaugruppen, aufweisend eine Aufnahmeeinrichtung (34) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine Steckereinrichtung (33) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6. System ( 20 ) for electrically connecting two high-voltage assemblies, comprising a receiving device ( 34 ) according to one of claims 1 to 3 and a plug device ( 33 ) according to one of claims 4 to 6. System (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmeeinrichtung (34) und/oder Steckereinrichtung (33) jeweils lösbar mit der jeweiligen Hochspannungsbaugruppe verbunden ist. System ( 20 ) according to claim 7, characterized in that receiving device ( 34 ) and / or plug device ( 33 ) is in each case releasably connected to the respective high-voltage module. System (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung jeweils eine Schraubverbindung (5–8, 11, 22–24) aufweist. System ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the detachable connection in each case a screw ( 5 - 8th . 11 . 22 - 24 ) having. System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hochspannungsbaugruppen einen Kondensator (2) umfasst. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that one of the high-voltage assemblies comprises a capacitor ( 2 ). System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hochspannungsbaugruppen (1) einen Leistungshalbleiterschalter umfasst. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 10, characterized in that one of the high-voltage assemblies ( 1 ) comprises a power semiconductor switch. System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmeeinrichtung (34) und Steckereinrichtung (33) in verbundenem Zustand einen Klemmsitz aufweisen. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 11, characterized in that receiving device ( 34 ) and plug device ( 33 ) in the connected state have a clamping fit. System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (34) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung (33) vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung (33) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung (34) vorgesehen sind, zumindest teilweise mit Silber beschichtet sind. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 12, characterized in that the receiving device ( 34 ) in the areas which are in contact with the plug device ( 33 ) are provided and / or the plug device ( 33 ) in the areas in need of contact with the recording device ( 34 ) are provided, at least partially coated with silver. System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (34) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung (33) vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung (33) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung (34) vorgesehen sind, zumindest teilweise mit Nickel beschichtet sind. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 13, characterized in that the receiving device ( 34 ) in the areas which are in contact with the plug device ( 33 ) are provided and / or the plug device ( 33 ) in the areas in need of contact with the recording device ( 34 ) are provided, at least partially coated with nickel. System (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (34) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Steckereinrichtung (33) vorgesehen sind und/oder die Steckereinrichtung (33) in den Bereichen, die für einen Kontakt mit der Aufnahmeeinrichtung (34) vorgesehen sind, zumindest teilweise mit einem elektrisch leitfähigen Schmierstoff überzogen sind. System ( 20 ) according to one of claims 7 to 14, characterized in that the receiving device ( 34 ) in the areas which are in contact with the plug device ( 33 ) are provided and / or the plug device ( 33 ) in the areas in need of contact with the recording device ( 34 ) are provided, at least partially coated with an electrically conductive lubricant. Modul für einen Modularen Multi-Level Konverter oder für eine HGÜ-Anlage, aufweisend einen Kondensator und ein Powermodul mit Halbleiterschaltern, dadurch gekennzeichnet, dass für ein elektrisches Verbinden von Kondensator und Powermodul ein System gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15 vorgesehen ist. Module for a modular multi-level converter or for an HVDC system, comprising a capacitor and a power module with semiconductor switches, characterized in that for electrically connecting capacitor and power module, a system according to one of claims 7 to 15 is provided.
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