-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durchführung mehrerer elektrischer Anschlüsse durch eine Wand eines elektrischen Transformators, welche Anordnung umfasst: ein Träger aus festem Isoliermaterial, welcher mehrere Öffnungen für elektrisch leitende Verbinderelemente aufweist, sowie Verbinderelemente, welche in den Öffnungen des Trägers angeordnet sind.
-
STAND DER TECHNIK
-
Für bestimmte Anwendungen werden sogenannte interne Niederspannungsanschlüsse benötigt, um den Nennstrom innerhalb des Transformators von einem mit Flüssigkeit befüllten Bereich in einen luftisolierten Bereich zu leiten.
-
Solche Niederspannungsanschlüsse werden bei flüssigkeitsgekühlten (in der Regel ölgekühlten) Transformatoren in der Regel mittels gegossener Epoxidharzbuchsen oder mittels mehrteiliger Buchsen mit Porzellanisolatoren verwirklicht. Der für diese Buchsen benötigte Raum wird festgelegt durch die Außenabmessungen der Buchsen selbst, durch die Kriechstrecke des Stroms und durch den nötigen Mindestabstand zwischen den einzelnen Anschlüssen. Der im Transformator pro Phase zur Verfügung stehende Raum für Mehrfachbuchsen ist beschränkt bzw. würden beliebig angeordnete Mehrfachbuchsen die Außenabmessungen des Transformators erhöhen, den Zusammenbau des Transformators erschweren oder eine Abdeckung des Transformators bedingen, die nicht den gängigen Standards entspricht.
-
Eine relativ komplexe Anordnung mit Mehrfachbuchsen ist in der
WO 2013/170874 A1 gezeigt. Sie enthält viele Teile, die zueinander passend ausgebildet werden müssen, sowie mehrere Dichtungen, welche die Gefahr eines Flüssigkeitslecks erhöhen, wenn die Teile nicht ausreichend genau zusammengesetzt werden.
-
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Durchführung mehrerer elektrischer Anschlüsse durch eine Wand eines elektrischen Transformators zur Verfügung zu stellen, die einfacher im Aufbau ist. Die Anordnung soll zudem eine bessere Abdichtung gewährleisten und einfacher in einem Transformator verbaut werden können.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei umfasst die Anordnung einen Träger aus festem Isoliermaterial, welcher mehrere Öffnungen für elektrisch leitende Verbinderelemente aufweist, sowie Verbinderelemente, welche in den Öffnungen des Trägers angeordnet sind, wobei die Verbinderelemente eben mit einer ersten ebenen Oberfläche des Trägers abschließen.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Träger eine ebene Platte aus festem Isoliermaterial ist, welche mehrere Öffnungen für elektrisch leitende Verbinderelemente aufweist, sowie Verbinderelemente, welche in den Öffnungen der Platte angeordnet sind, wobei die Verbinderelemente eben mit einer ersten ebenen Plattenoberfläche der Platte abschließen.
-
Die Anordnung besteht also im Wesentlichen aus einem Träger, in welchen die einzelnen Anschlüsse integriert sind, was einen sehr einfachen Aufbau bedingt. Die erste ebene Oberfläche des Trägers ist im montierten Zustand zum flüssigkeitsgefüllten Teil des Transformators ausgerichtet.
-
Dadurch, dass keine Teile über den Träger, genauer die erste ebene Oberfläche, hinausragen, kann diese Anordnung besonders einfach im Transformator verbaut werden. Kein Teil der Verbinderelemente bzw. der durch die Verbinderelemente gebildeten Buchsen ragt aus der Anordnung heraus und kollidiert mit den Wänden des Transformators. Die abzudichtende Fläche der Anordnung ist eine ebene Fläche und kann daher besonders einfach abgedichtet werden, insbesondere flüssigkeitsdicht an einer Wand des Transformators befestigt werden.
-
Grundsätzlich sind die Verbinderelemente dabei formschlüssig in die Öffnungen des Trägers eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger aus Gießharz gefertigt ist und die Verbinderelemente in den Träger eingegossen sind. Bei der Herstellung des Trägers werden die Verbinderelemente in der gewünschten Position in einem Gusswerkzeug positioniert und das Gusswerkzeug mit Gießharz ausgegossen.
-
Der Träger kann beispielsweise aus Epoxidharz gegossen werden. Die Verbinderelemente, die etwa aus Kupfer bestehen können, werden in den Träger mit eingegossen. Die Anordnung kann also in einem Fertigungsschritt hergestellt werden.
-
Die Verbinderelemente sind in der Regel einstückig ausgeführt, in der Regel aus einem elektrisch leitenden Metall.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbinderelemente im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Abweichungen von der Rotationssymmetrie können sich ergeben, wenn Anschlüsse seitlich am Verbinderelement vorgesehen werden sollen oder eine mechanische Sicherung des Verbinderelements im Träger sichergestellt werden soll.
-
Es kann also vorgesehen sein, dass die Verbinderelemente mit einer mechanischen Sicherung im Träger gesichert sind. Die mechanische Sicherung kann als Ausnehmung in jener Umfangsfläche des Verbinderelements, die mit dem Träger in Kontakt ist, ausgebildet sein.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die Verbinderelemente über eine zweite ebene Oberfläche des Trägers, welche der ersten ebenen Oberfläche gegenüberliegt, hinausragen. Dies macht die Verbinderelemente auf jener Seite der Anordnung, die im montierten Zustand dem flüssigkeitsgefüllten Teil des Transformators abgewandt ist, besser zugänglich. Im Fall einer Ausbildung des Trägers als ebene Platte sind erste und zweite ebene Oberfläche in der Regel parallel zueinander.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbinderelemente innerhalb des Trägers einen ersten Durchmesser aufweisen, der größer ist als ein zweiter Durchmesser der Verbinderelemente außerhalb des Trägers, insbesondere außerhalb der zweiten ebenen Oberfläche.
-
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich der erste Durchmesser bis außerhalb des Trägers, insbesondere bis außerhalb der zweiten ebenen Oberfläche, fortsetzt und anschließend in einer Stufe in den zweiten Durchmesser übergeht.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbinderelemente auf jener Seite, die der ersten ebenen Oberfläche zugewandt ist, eine Bohrung, insbesondere eine Gewindebohrung, zur Aufnahme einer elektrischen Leitung aufweisen.
-
Um die Anordnung in einfacher Weise dicht an einer Wand des Transformators befestigen zu können, kann vorgesehen sein, dass auf der ersten ebenen Oberfläche eine endlose Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung angeordnet ist, welche Vertiefung vorzugsweise außerhalb der Öffnungen verläuft und alle Öffnungen umgibt. Es ist also dann nur eine umlaufende Dichtung notwendig, um alle Öffnungen abzudichten.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in der Vertiefung eine umlaufende Dichtung angeordnet ist.
-
Der Träger kann Bohrungen zur Befestigung des Trägers, etwa mittels Schrauben, an einer Wand eines Transformators aufweisen. Die Schrauben müssen sich dabei gegebenenfalls außerhalb der Dichtung befinden. Bei der Befestigung mittels Schrauben ist festzulegen, in welcher Reihenfolge die Schrauben angezogen werden und mit welchem Drehmoment, um eine Beschädigung des Trägers zu vermeiden.
-
Schließlich umfasst die Erfindung auch einen Transformator mit einem Kessel und einer Wand, die eine Wandöffnung aufweist, wobei eine erfindungsgemäße Anordnung zur Abdichtung der Wandöffnung an der Wand befestigt ist.
-
Die Erfindung kann beispielsweise für 250, für 400 und für 630 kVA Transformatoren verwendet werden.
-
Figurenliste
-
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Einzelheiten und mögliche Einsatzgebiete der Erfindung zu entnehmen sind. Die Figuren sind als beispielhaft zu verstehen und sollen den Erfindungscharakter zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Es zeigt:
- 1 eine erfindungsgemäße Anordnung in Untersicht, in Seitenansicht und im Querschnitt, sowie zwei Details des Querschnitts,
- 2 ein Verbindungselement aus 1 im Längsschnitt, in Aufsicht sowie in perspektivischer Ansicht,
- 3 die Anordnung aus 1 in montiertem Zustand.
-
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, und zwar links oben in Untersicht, darunter in Seitenansicht, rechts davon im Querschnitt, wobei die Details X und Y aus dem Querschnitt ganz unten vergrößert dargestellt sind. Eine ebene, hier planparallele Platte als Träger 1 weist mehrere, hier in einer Reihe angeordnete, nämlich zehn, Öffnungen 3 auf. In jeder Öffnung 3 ist ein Verbinderelement 2 angeordnet. Die Verbinderelemente 2 enden auf der ersten ebenen Oberfläche 4, sodass diese nicht über diese Oberfläche 4 hinausragen. Die Verbinderelemente 2 ragen jedoch über die zweite ebene Oberfläche 5 hinaus, wie im Querschnitt gut zu erkennen ist.
-
In 1 hat das Verbinderelement 2 einen im Wesentlichen zylindrische Form, wobei eine erster Abschnitt des Verbinderelements 2 längs seiner Längsachse einen größeren ersten Durchmesser aufweist als ein zweiter Abschnitt, der einen kleineren zweiten Durchmesser aufweist. Der erste, somit dickere, Abschnitt liegt im Träger 1 und ragt aus diesem heraus, der zweite Abschnitt, der in einer Stufe an den ersten Abschnitt anschließt, liegt außerhalb des Trägers 1. Der zweite Abschnitt des Verbinderelements 2 ist hier, entlang der Längsachse des Verbinderelements 2 gemessen, kürzer ausgeführt als der erste Abschnitt.
-
Eine umlaufende Vertiefung 6 ist hier in Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken vorgesehen. Die Vertiefung 6 ist als Nut ausgeführt, die alle Öffnungen 3 bzw. alle Verbinderelemente 2 umschließt. Die Vertiefung 6 verläuft in einem Abstand zu den Öffnungen 3 bzw. den Verbinderelementen 2. An den Ecken des Trägers 1, außerhalb der Vertiefung 6, ist jeweils eine durchgehende Bohrung 8 vorgesehen, mittels welcher der Träger 1 an einer Wand eines Transformators, etwa eines Kessels eines Transformators, befestigt werden kann.
-
2 zeigt ein Verbindungselement 2 aus 1 im Längsschnitt, darunter in Aufsicht sowie rechts unten in perspektivischer Ansicht. Der erste Abschnitt 11 des Verbinderelements 2 weist einen größeren ersten Durchmesser längs seiner - hier im Längsschnitt von oben nach unten verlaufenden - Längsachse auf als ein zweiter Abschnitt 12, der einen kleineren zweiten Durchmesser aufweist.
-
In der Umfangsfläche 10 des ersten Abschnitts 11 des Verbinderelements 2 ist eine Ausnehmung 9 vorgesehen. Diese dient als mechanische Sicherung des Verbinderelements 2 im Träger 1 und füllt sich bei der Herstellung des Trägers 1 mit Gießharz, wodurch das Verbinderelement 2 mechanisch im Träger 1 gesichert wird.
-
Der Durchmesser des zweiten Abschnitts 12 ist hier etwa gleich groß wie der Durchmesser der Bohrung 7 im Abschnitt 11. Die Länge der Bohrung 7 beträgt etwa die Hälfte der Höhe des Abschnitts 12.
-
Durchmesser und Länge des ersten Abschnitts 11 können sich im Bereich von 35 bis 55 mm bewegen, z.B. etwa 45 mm betragen. Durchmesser und Länge des ersten Abschnitts 11 liegen also in der Regel in der gleichen Größenordnung. Die Länge des zweiten Abschnitts 12 ist immer ein Vielfaches seines Durchmessers. So kann die Länge des zweiten Abschnitts 12 zwischen 20 und 30 mm liegen, etwa 25 mm betragen, während der Durchmesser 10 mm beträgt. Der Durchmesser des ersten Abschnitts 11 ist in der Regel ein Vielfaches des Durchmessers des zweiten Abschnitts 12, z.B. das 3-, 4- oder 5-fache.
-
Der zweite Abschnitt 12 ist somit stabförmig und kann ein Gewinde aufweisen, also als Gewindestange ausgebildet sein.
-
Mittels des Gewindes können Kabel 13 am Abschnitt 12 befestigt werden.
-
Dies ist in 3 dargestellt. 3 zeigt den montierten Träger 1, allerdings ohne die Transformatorwand, an welcher der Träger 1 montiert ist. Links oben ist wieder die Untersicht auf den Träger 1 dargestellt, rechts davon die Seitenansicht und darunter eine Vergrößerung der Seitenansicht. Es sind weitere Teile des Gehäuses des Transformators dargestellt, an welchen die anderen Enden der Kabel 13 befestigt sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Träger (Platte)
- 2
- Verbinderelement
- 3
- Öffnungen im Träger 1
- 4
- erste ebene Oberfläche
- 5
- zweite ebene Oberfläche
- 6
- Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung
- 7
- Bohrung im Verbinderelement 2
- 8
- Bohrungen im Träger 1
- 9
- Ausnehmung in Verbinderelement 2
- 10
- Umfangsfläche des Verbinderelements 2
- 11
- erster Abschnitt des Verbinderelements 2
- 12
- zweiter Abschnitt des Verbinderelements 2
- 13
- Kabel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
