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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Hochspannungsleiters mit einer Wicklung eines elektrischen Geräts, wobei die Vorrichtung eine Steckbuchse zum Einführen des Hochspannungsleiters, einen fest mit der Steckbuchse verbundenen Steckbuchsenflansch und Distanzelemente aufweist, die sich zwischen dem Steckbuchsenflansch und einem weiteren Flansch erstrecken.
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Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Gerät mit einem mit Isolierflüssigkeit befüllbaren Gehäuse, in dem wenigstens eine Wicklung angeordnet ist.
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Eine solche Vorrichtung und ein solches elektrisches Gerät sind beispielsweise aus der
WO 2011/113479 A1 bekannt. Dort ist eine als Multikontaktanordnung bezeichnete Vorrichtung offenbart, die zwei Steckbuchsen aufweist, die jeweils mit einem Flansch mechanisch und elektrisch verbunden sind. Die beiden Steckbuchsenflansche sind über Distanzbolzen mechanisch miteinander verknüpft, wobei sich zwischen den beiden Steckbuchsenflanschen Strombänder zur Übertragung eines elektrischen Stromes erstrecken. Darüber hinaus sind Mittel zum radialen und axialen Bewegen der Steckbuchsen vorgesehen. Eine der Steckbuchsen ist mit einer Wicklungsleitung verbunden, während der Hochspannungsleiter einer Durchführung in die andere Steckbuchse eingreift. Mit Hilfe der Multikontaktanordnung ist daher das Anschließen eines elektrischen Geräts an ein Hochspannungsnetz ermöglicht.
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Aus der
JP 59036909 A ist ebenfalls eine Kontaktanordnung mit zwei Steckbuchsen offenbart, die jeweils mit einer Hochspannungsleitung verbindbar ist. Zwischen den Steckbuchsen erstreckt sich ein Bandleiter zum Führen eines elektrischen Stromes. Zur Halterung und zur elektrischen Isolation der Steckbuchsen in einem Leistungstransformator ist ein Barrierensystem aus Pressspan vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die von ihrem Aufbau her einfach und kostengünstig ist und die einen schnellen und handwerklich einfachen Anschluss eines Hochspannungsleiters an die Wicklung eines elektrischen Geräts ermöglicht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung dadurch, dass der weitere Flansch ein Montageflansch ist und Montagemittel zum mechanischen Befestigen der Vorrichtung in dem elektrischen Gerät aufweist, wobei der Steckbuchsenflansch Anschlussmittel zum mechanischen und elektrischen Anschluss eines mit der Wicklung verbundenen Wicklungsleiters aufweist.
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Ausgehend von dem eingangs genannten Gerät löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass das elektrische Gerät eine solche Vorrichtung aufweist.
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Die im Stand der Technik beschriebene gattungsgemäße Vorrichtung weist zwei Steckbuchsen auf, die über ein oder mehrere flexible Strombänder miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt hingegen über nur eine einzige Steckbuchse, in die der Hochspannungsleiter eingeführt werden kann. Die Steckbuchse ist elektrisch und mechanisch fest mit einem Steckbuchsenflansch verbunden, der beispielsweise kranz- oder ringförmig geschlossen um die Steckbuchse herum verläuft. Die Steckbuchse ist beispielsweise hohlzylindrisch ausgebildet und begrenzt einen kreiszylindrischen Buchsenhohlraum, der sich entlang einer Achse erstreckt. Der Buchsenhohlraum ist zumindest an seiner Einführseite geöffnet, so dass eine Einstecköffnung ausgebildet ist. Die Einstecköffnung weist zweckmäßigerweise einen Innendurchmesser auf, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des einzuführenden Hochspannungsleiters. Dabei verfügt der Hochspannungsleiter zweckmäßigerweise über einen oder mehrere Multikontaktringe, so dass eine gute elektrische Verbindung zwischen der Hochspannungsdurchführung und dem Inneren der Steckbuchse bereitgestellt ist.
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Der Steckbuchsenflansch ist über Distanzelemente mit einem weiteren Flansch verbunden, der jedoch im Gegensatz zu dem in der
WO 2011/113479 A1 gezeigten Vorrichtung seinerseits nicht mehr mit einer Steckbuchse ausgerüstet ist. Vielmehr dient der zweite Flansch im Rahmen der Erfindung ausschließlich zur Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine beliebige Anbindungsstelle innerhalb des elektrischen Geräts.
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Der weitere Flansch wird daher hier als Montageflansch bezeichnet. Der Montageflansch ist im Rahmen der Erfindung frei von Anschlussmitteln zum elektrischen Anschluss des Wicklungsleiters. Im Rahmen der Erfindung wird der Wicklungsleiter vielmehr an dem Steckbuchsenflansch angeschlossen, der die dafür eingerichteten Anschlussmittel aufweist. Auf diese Weise ist die Konstruktion der Vorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik vereinfacht. Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung der Hochspannungsleiter einfach sicher und schnell an die Wicklung des elektrischen Geräts angeschlossen werden.
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Der Steckbuchsenflansch ist beispielsweise umfänglich geschlossen ausgeführt, wobei die Steckbuchse konzentrisch innerhalb des kranzförmigen Flansches angeordnet ist. Dabei ist die Steckbuchse an bestimmten Stellen fest mit dem Steckbuchsenflansch verbunden oder abweichend hiervon an diesen angeformt.
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Die Erfindung ermöglicht im Vergleich zum eingangs genannten Stand der Technik bei im Wesentlichen gleicher Dimensionierung der Komponenten die Übertragung eines höheren Stromes.
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Das elektrische Gerät weist im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise ein mit einer Isolierflüssigkeit befüllbares Gehäuse auf, in dem wenigstens eine Wicklung angeordnet ist.
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Darüber hinaus sind in dem Gehäuse Abschirmungen oder Barrierensysteme, beispielsweise aus Metall oder Pressspan, angeordnet, die zum Absteuern elektrischer Felder innerhalb des Gehäuses dienen. Eine Abschirmung oder Barrierensystem dient zweckmäßigerweise auch zur Halterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb des Gehäuses.
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Das elektrische Gerät ist beispielsweise ein für Hochspannungen ausgelegter Transformator oder eine Drossel.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlussmittel zum Anschließen eines bandförmigen Wicklungsleiters eingerichtet. Ein bandförmiger Wicklungsleiter kann beispielsweise durch einfaches mechanisches Verklemmen des Bandleiters an dem Steckbuchsenflansch befestigt werden. Hierzu sind zweckmäßige Klemmmittel vorgesehen, wie beispielsweise Klemmschrauben, Klemmnieten oder dergleichen.
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Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung sind wenigstens zwei Anschlussmittel zum Anschluss des Wicklungsleiters vorgesehen. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung kann der Wicklungsleiter an mehrere im einfachsten Fall zwei Stellen mit dem Steckbuchsenflansch verbunden sein. Hierbei wird der Wicklungsleiter beispielsweise in mehrere Teilstränge gabelförmig aufgespalten, so dass eine redundante Verbindung mit dem Steckbuchsenflansch ermöglicht ist. Darüber hinaus können gemäß dieser Weiterentwicklung größere Ströme über die erfindungsgemäße Vorrichtung geführt werden, da der Strom auf mehrere Anschlusspfade aufgeteilt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Distanzelemente stab- oder bolzenförmig ausgebildet und erstrecken sich in einer Längsrichtung, wobei sie umfänglich um den geschlossenen umlaufenden Steckbuchsenflansch verteilt und parallel zueinander angeordnet sind. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die Vorrichtung mit ihrem Montage- und Steckbuchsenflanschen und ihren Distanzelementen eine Käfigstruktur aus. Diese Käfigstruktur ist in ihrer Konstruktion einfach und gestattet darüber hinaus eine schnelle Montage zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Wicklung in einem mit Isolierflüssigkeit befüllten Gehäuse und einer luftisolierten Hochspannungsleitung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Distanzelemente mit Spiel an dem Steckbuchsenflansch befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, nach der Montage der Vorrichtung im Inneren des elektrischen Geräts die Steckbuchse quer zu ihrer Längsausrichtung zu bewegen und darüber hinaus bezüglich einer virtuellen Längsachse der Käfigstruktur zusammen mit dem Steckbuchsenflansch zu neigen oder anders ausgedrückt, zu kippen. Dies vereinfacht die Einführung des Hochspannungsleiters in die Steckbuchse bei der Montage immens. Die Beweglichkeit der Steckbuchse ist im Rahmen der Erfindung kostengünstig ermöglicht. Die Distanzelemente sind demzufolge nicht fest mit dem Steckbuchsenflansch verschraubt. Vielmehr ist eine lose Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausreichend, um für das notwendige Spiel zum Verkippen und Bewegen in seitlicher Richtung zu sorgen.
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Der Steckbuchsenflansch weist zweckmäßigerweise Durchgangsbohrungen auf, durch die sich das freie Ende des jeweiligen Distanzelements erstreckt. Dabei ist das freie Ende beispielsweise mit einem Innengewinde versehen, in welches ein den Flansch durchragendes Befestigungselement mit seinem Außengewinde eingreift. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Durchgangsbohrungen einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Befestigungselementes, das sich durch die besagte Durchgangsbohrung erstreckt. Dies ermöglicht die Verschiebbarkeit in Querrichtung. Darüber hinaus kann die Durchgangsbohrung zwischen einer Schulter, die an dem Distanzelement ausgebildet ist, und dem besagten Befestigungselement in Längsrichtung des Distanzelementes verschoben werden. Die Schulter kann beispielsweise auch die Stirnfläche des Distanzelementes sein, so dass sich nur das Befestigungselement durch die Durchgangsbohrung erstreckt. Die Schulter ist zweckmäßigerweise so dimensioniert, dass sie nicht in die Durchgangsbohrung eingeführt werden kann.
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Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist wenigstens ein Vorausrichtungsstab vorgesehen, der sich zwischen dem Steckbuchsenflansch und dem Montageflansch erstreckt. Jeder Vorausrichtungsstab ist im Vergleich zu den Distanzelementen mechanisch weniger fest ausgebildet. Er weist vielmehr eine mechanische Festigkeit auf, die ausreichend ist, um im unbelasteten Zustand einen sicheren Halt der Steckbuchse bezüglich des Montageflansches zu gewährleisten. In dieser Anfangsstellung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Jeder Vorausrichtungsstab ist jedoch biegsam, insbesondere plastisch biegsam, und kann bei der Montage leicht verbogen werden, wobei er nach dem Verbiegen seine Form beibehält. Durch Neigen und/oder seitliches Verschieben des Steckbuchsenflansches kann die Steckbuchse daher zum Hochspannungsleiter hin passend ausgerichtet werden. Dies erleichtert das Einführen des Hochspannungsleiters in die Steckbuchse.
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Die Distanzelemente und/oder jeder Vorausrichtungsstab bestehen beispielsweise aus einem zweckmäßigen Metall, wie beispielsweise Kupfer.
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Vorteilhafterweise ist der Montageflansch mit einer Abschirmung des Wicklungsanschlussleiters verbunden. Die Abschirmung des Wicklungsanschlussleiters ist beispielsweise eine rohrförmige Abschirmung, wobei sich ein oder mehrere Bandleiter innerhalb der rohrförmigen Abschirmung erstrecken. Die rohrförmige Abschirmung ist beispielsweise eine metallische Abschirmelektrode.
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Der in die Steckbuchse eingeführte Hochspannungsleiter ist beispielsweise der Hochspannungsleiter einer Hochspannungsdurchführung, die zum Anschluss des elektrischen Geräts an ein Hochspannungsenergieversorgungsnetz eingerichtet ist.
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Selbstverständlich kann anstelle eines Hochspannungsleiters einer Hochspannungsdurchführung auch jeder andere Hochspannungsleiter in die Steckbuchse eingeführt sein.
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Als elektrisches Gerät kommt im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein Transformator oder aber eine Drossel in Betracht.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei
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1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
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2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer montierten Stellung und
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3 die Vorrichtung gemäß 2 zeigt, wobei ein Hochspannungsleiter einer Hochspannungsdurchführung in die Steckbuchse eingeführt ist.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung. Die Vorrichtung 1 verfügt über eine Steckbuchse 2, die fest mit einem Steckbuchsenflansch 3 verbunden ist. Der Steckbuchsenflansch 3 läuft umfänglich geschlossen um die Steckbuchse 2 herum und weist eine innere Durchgangsöffnung 4 zur Aufnahme der Steckbuchse 2 auf. Die Steckbuchse 2 begrenzt mit ihrer Innenwandung einen Buchsenhohlraum, der eine kreiszylindrische Kontur und einen Innendurchmesser aufweist, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des einzuführenden Hochspannungsleiters. Die Verbindung zwischen der Steckbuchse 2 und des Steckbuchsenflansches 3 ist beispielsweise eine übliche Schweißverbindung. Abweichend davon kann jedoch auch der Steckbuchsenflansch 3 an der Steckbuchse 2 angeformt sein.
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Der Steckbuchsenflansch 3 ist über Distanzelemente 5 mit einem Montageflansch 6 verbunden. Die Distanzelemente 5 sind als kreiszylindrische Stäbe ausgeführt, wobei vier Distanzelemente 5 symmetrisch um den Umfang des Steckbuchsenflansches 3 sowie des Montageflansches 6 verteilt angeordnet sind. Zur Verbindung von Distanzelement 5 und Steckbuchsenflansch 3 beziehungsweise Montageflansch 6 sind Befestigungsmittel 7 vorgesehen, wobei es sich bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel um einfache Schrauben 7 handelt. Darüber hinaus weist der Montageflansch 6 zusätzliche Befestigungsmittel 7 in Gestalt von Schrauben 7 auf, die sich durch in dem Montageflansch 6 vorgesehene Durchgangsbohrungen erstrecken, so dass in 1 deren freies Ende erkennbar ist. Das besagte freie Ende ist mit einem Außengewinde versehen.
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Darüber hinaus ist ein Vorausrichtungsstab 8 erkennbar, der einen im Vergleich zu den Distanzelementen 5 kleinen Außendurchmesser aufweist. Mit anderen Worten ist die mechanische Festigkeit des Vorausrichtungsstabes 8 wesentlich kleiner als diejenige eines Distanzelementes 5. Der Vorausrichtungsstab 8 erstreckt sich ebenfalls zwischen dem Steckbuchsenflansch 3 und dem Montageflansch 6 und ist fest mit diesen verbunden. Er ist, wie die Distanzelemente 5, zweckmäßigerweise aus Kupfer gefertigt.
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In 1 ist nicht erkennbar, dass die Durchgangsbohrungen in dem Steckbuchsenflansch 3 zur Befestigung des jeweiligen Distanzelementes 5 einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Außendurchmesser des Abschnitts des Distanzelementes 5, der sich durch die Durchgangsbohrung erstreckt. Mit anderen Worten kann der Steckbuchsenflansch 3 in radialer Richtung verschoben werden, wobei es jedoch zu einer leichten Verbiegung des Vorausrichtungsstabes 8 kommt. Darüber hinaus bildet jedes Distanzelement 5 eine figürlich nicht dargestellte Schulter aus, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des Steckbuchsenflansches. Zwischen Schulter und Kopf der Schraube 7 kann der Steckbuchsenflansch 3 daher in Längsrichtung, also axial, verschoben werden. Aufgrund dieses Spiels in axialer Richtung kann die Steckbuchse 2 auch verschwenkt werden. Mit anderen Worten kann der Einführwinkel für den Hochspannungsleiter verändert werden. Dies vereinfacht die Montage der Vorrichtung beträchtlich.
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In 2 ist die Vorrichtung gemäß 1 in einer montierten Stellung gezeigt. Es ist erkennbar, dass der Montageflansch 6 fest an einer rohrförmigen Abschirmelektrode befestigt ist. Hinzu weist die rohrförmige Abschirmelektrode einen Befestigungsflansch 10 auf, der formkomplementär zu dem Montageflansch 6 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgeführt ist. Innerhalb einer rohrförmigen Abschirmung 9 als Abschirmung beziehungsweise Abschirmelektrode erstreckt sich ein bandförmiger Wicklungsleiter 11, der an einem Verzweigungspunkt 12 gabelförmig in zwei Leiterabschnitte 13 und 14 aufgespalten wird. Dabei erstreckt sich das freie Ende eines jeden Leiterabschnitts 13 beziehungsweise 14 bis zu den Anschlussmitteln 15 hin, die jeweils zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Leiterabschnitts 13 beziehungsweise 14 mit dem Steckbuchsenflansch 3 eingerichtet sind. Mit anderen Worten ist der Steckbuchsenflansch 3 direkt mit dem Wicklungsleiter 11 verbunden. Die Käfigstruktur bestehend aus Montage- und Steckbuchsenflansch sowie den Distanzelementen dient zur leichten und schnellen Befestigung der Steckbuchse 2 an der rohrförmigen Abschirmelektrode 9.
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In 2 ist darüber hinaus der in die Steckbuchse 2 eingeführte Hochspannungsleiter 16 erkennbar. Gezeigt ist ferner, dass der Steckbuchsenflansch 3 bezüglich einer Mittenachse 17 versetzt angeordnet ist, dies erfolgt durch eine seitliche oder mit anderen Worten radiale Verschiebung des Steckbuchsenflansches 2 zum Erleichtern des Einführens des Hochspannungsleiters 16.
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In 2 ist eine weitere metallische Abschirmung 18 erkennbar, die sich konzentrisch und umfänglich geschlossen um die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 herum erstreckt. Dabei ist die Abschirmung 18 ebenso wie die rohrförmige Abschirmelektrode 9 durch ein figürlich nicht dargestelltes Barrierensystem aus Pressspan innerhalb eines ebenfalls nicht figürlich dargestellten elektrischen Gerätes angeordnet.
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3 zeigt die Vorrichtung gemäß 1, wobei jedoch die Hochspannungsdurchführung 19 erkennbar ist, deren Hochspannungsleiter 16 in die Steckbuchse 2 eingeführt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/113479 A1 [0003, 0009]
- JP 59036909 A [0004]
