DE10219055B4

DE10219055B4 - Hochspannungsanordnung mit einem Gehäuse und Leitern

Info

Publication number: DE10219055B4
Application number: DE2002119055
Authority: DE
Inventors: Andreas Kleinschmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: DE10219055A1; CH696452A5; FR2839192A1; FR2839192B1

Abstract

Hochspannungsanordnung mit einem Gehäuse (1), das an einer ersten Seite sowie an einer zweiten Seite Durchführungen (2, 3) für drei erste und drei zweite Leiter (6, 7) aufweist, wobei die drei ersten und die drei zweiten Leiter (6, 7) jeweils im Querschnitt gesehen auf einer Kreis angeordnet sind, und mit drei Leiterstücken (10), die in Sicht einer ersten Richtung (11) deckungsgleich und in Sicht der ersten Richtung in einer Flucht angeordnet sind und die jeweils erste und zweite Anschlusspunkte (12, 13, 14) zur Verbindung der Leiterstücke (10) mittels Verbindungsleitern (21 a-m) mit einem der ersten und/oder zweiten Leiter (6,7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (10) halbkreisringförmig gestaltet sind und jeweils in einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung (11) liegen und dass erste und zweite Anschlusspunkte (12, 13, 14) an den Enden der Leiterstücke (10) oder an einem der Enden und in der Mitte der konvexen Außenseite angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsanordnung mit einem Gehäuse, das an einer ersten Seite sowie an einer zweiten Seite Durchführungen für drei erste und drei zweite Leiter aufweist, wobei die drei ersten und die drei zweiten Leiter, die im Querschnitt gesehen auf einer Kreislinie angeordnet sind, und mit drei Leiterstücken, die in Sicht einer ersten Richtung deckungsgleich und in Sicht der ersten Richtung in einer Flucht angeordnet sind und die jeweils erste und zweite Anschlusspunkte zur Verbindung der Leiterstücke mittels Verbindungsleitern mit einem der ersten und/oder zweiten Leiter aufweisen.

Eine derartige Hochspannungsanordnung ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 824 264 A2 bekannt. Bei der dortigen Hochspannungsanordnung ist ein Gehäuse mit drei Durchführungen versehen. Durch die Durchführungen sind jeweils Leiter hindurchgeführt. Im Innern des Gehäuses sind mehrere Leiterstücke angeordnet, die in einer Flucht deckungsgleich übereinander liegen.

Mittels Verbindungsleitern sind die übereinander angeordneten Leiterstücken mit den Leitern verbunden. Die einzelnen Leiterstücke weisen im Wesentlichen eine lineare Struktur auf. Zusätzlich ist im Innern des Gehäuses eine Schalteinrichtung vorgesehen, welche zum Erden von Leitern bzw. zum Unterbrechen einer Verbindung zwischen Leiterstücken und Leitern dient.

Zur Unterbringung der Leiterstücke, der Verbindungsleiter sowie der Schalteinrichtung weist das Gehäuse ein großes Volumen auf. Weiterhin wird eine relativ große Anzahl von verschiedenen Leiterstücken benötigt, um die gewünschte Anordnung im Innern des Gehäuses der Hochspannungsanordnung zu realisieren.

Aus dem Patent Abstract of Japan, Publication no. JP 11318010A ist eine gasisolierte Schaltanlage bekannt, in welcher ein elektrischer Leiterabschnitt zur Erzeugung einer ausreichend großen Schlagweite bogenförmig geformt ist.

Ebenso ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 76 20 102 U1 ein halbkreisförmig gebogener Leiterabschnitt bekannt.

Aus der DE 692 04 238 T2 , der EP 1 220 397 A1 sowie der DE 31 33 982 A1 sind jeweils viertelkreisförmige Leiterabschnitte bekannt. ^`

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass unter Beibehaltung der Anordnung der Leiter die Hochspannungsanordnung einfacher und platzsparender wird.

Die Aufgabe wird bei einer Hochspannungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Leiterstücke halbkreisringförmig gestaltet sind und jeweils in einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung liegen und dass erste und zweite Anschlusspunkte an den Enden der Leiterstücke oder an einem der Enden und in der Mitte der konvexen Außenseite angeordnet sind.

Durch die halbkreisringförmige Struktur der Leiterstücke und ihre senkrechte Anordnung zur ersten Richtung ist auf der konkaven Seite der Leiterstücke ein freier Raum geschaffen, welcher zum Einbau weiterer Baugruppen im Innern des Gehäuses nutzbar ist. Durch die Anordnung der ersten und zweiten Anschlusspunkte an den Enden der Leiterstücke oder an einem Ende und in der Mitte der konvexen Außenseite ist eine flexible Möglichkeit zum Anschluss der Verbindungsleiter an die Leiterstücke geschaffen. Dabei können die Verbindungsleiter an den Leiterstücken derart angeschlossen sein, dass sie die ersten und zweiten Leiter linienhaft miteinander verbinden oder die ersten und zweiten Leiter winkelig zueinander angeordnet sind. Weiterhin können die Verbindungsleiter dazu genutzt werden, die Lage der ersten Leiter gegenüber der Lage der zweiten Leiter auf der Kreisbahn gegeneinander zu versetzen oder Phasen zu vertauschen. Somit ist es möglich, mehrere Hochspannungsanordnungen zu kombinieren, deren Leiteranordnungen voneinander abweichen.

Der Einsatz von einstöckigen Leiterstücken gestattet die Nutzung von besonders kostengünstigen Gussverfahren bei der Herstellung der Leiterstücke.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die erste Richtung senkrecht zu einer durch die Längsrichtung der Leiter aufgespannten Ebene verläuft.

Durch eine derartige Lagebeziehung von der ersten Richtung und der durch die Längsrichtung en) der Leiter aufgespannten Ebene ist eine symmetrische Anordnung der Leiter sowie der Verbindungsleiter im Innern des Gehäuses ermöglicht. Dadurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Symmetrie im Inneren des Gehäuses. Durch die symmetrische Anordnung sind einzelne Verbindungsleiter variabel an mehreren Positionen einsetzbar. Somit liegen auch einzelne Anschlusspunkte auf gemeinsamen Achsen, die wiederum parallel oder rechtwinklig zur ersten Richtung oder zu der durch die Längsrichtung der Leiter aufgespannten Ebene angeordnet sind.

Vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Leiterstücke in dem Gehäuse derart angeordnet sind, dass jeweils die in der Mitte der konvexen Außenseiten angeordneten Anschlusspunkte von der diesen zugeordneten Durchführung etwa den gleichen Abstand aufweisen, wie die an einem Ende der Leiterstücke angeordneten Anschlusspunkte von der diesen zugeordneten Durchführung.

Bei einer derartigen Ausgestaltung und Anordnung der Leiterstücke wird die Realisierung einer Vielzahl von Schaltungsva rianten mit einer geringen Anzahl von verschieden gestalteten Verbindungsleitern ermöglicht. Somit ist es möglich, an jedem der Anschlusspunkte jeden der Verbindungsleiter anzuschließen. Durch eine entsprechende Gestaltung von verschiedenen Verbindungsleitern ist es nunmehr möglich, ausgehend von den Leiterstücken die entsprechenden Punkte auf der Kreisbahn zu erreichen, an welchen sich die Leiter anschließen.

Vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass jedes der Leiterstücke auf seiner konkaven Seite mittig einen weiteren Anschlusspunkt aufweist, der mittels eines Brückenleiters und eines Verbindungsleiters mit einer Durchführung verbunden ist.

Ist mittig auf der konkaven Seite ein weiterer Anschlusspunkt vorgesehen, so ist ein noch variablerer Einsatz der Leiterstücke ermöglicht. Mittels eines Brückenleiters ist nunmehr ein beliebig beschaltbarer Kreuzungspunkt durch das Leiterstück ausbildbar. Wählt man nunmehr die Länge des Brückenleiters derart, dass der Anschlusspunkt des Brückenleiters gegenüber einer zugeordneten Durchführung nahezu den gleichen Abstand aufweist wie die anderen Anschlusspunkte des Leiterstückes zu den diesen zugeordneten Durchführungen, so sind auch dort gleichartige Verbindungsleiter einsetzbar.

Außerdem kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass jedes der Leiterstücke auf seiner konkaven Seite mittig einen weiteren Anschlusspunkt aufweist, der mittels einer Schalteinrichtung und eines Verbindungsleiters mit einer Durchführung verbunden ist.

Ordnet man dem Verbindungsleiter eine Schalteinrichtung zu, so ist eine Kreuzverbindung von elektrischen Strombahnen mit tels der Schalteinrichtung auftrennbar. Schließt sich die Schalteinrichtung mit ihrer Trennstelle unmittelbar an den weiteren Anschlusspunkt an, so ist die Trennstelle der Schalteinrichtung zentrisch in dem Gehäuse angeordnet. Dadurch ergeben sich dielektrisch günstige Anordnungen im Innern des Gehäuses.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass den Anschlusspunkten wulstige Verdickungen zugeordnet sind.

Durch die Zuordnung von wulstigen Erhebungen zu den Anschlusspunkten sind diese zum einen dielektrisch in geeigneter Art und Weise geschirmt, zum anderen begünstigen diese wulstigen Verdickungen die mechanische Stabilität der Anschlusspunkte. Dabei können die wulstigen Verdickungen sich unmittelbar an die Anschlusspunkte anschließen und diese zum Teil selbst ausbilden und/oder an den Verbindungsleitern angeordnet sein. Die Verdickungen befinden sich jeweils im Bereich der Anschlusspunkte. Vorteilhaft können die Wülste Abschnitten einer Kugeloberfläche entsprechen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zur Bildung zumindest eines Anschlusspunktes an dem Leiterstück eine Kegelbasis angeformt ist.

Unabhängig von der Ausgestaltung der Leiterstücke ist durch eine Variation der Höhe der Kegelbasis der Abstand zwischen den Anschlusspunkten und den zugeordneten Durchführungen leicht einstellbar. Da die Kegelflächen das Volumen der Leiterstücke erweitern ist durch sie eine mechanische Verstärkung der Leiterstücke gegeben.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
1 eine erste Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung, die
2 eine zweite Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung, die
3 eine erste Seitenansicht der zweiten Ausgestaltungsvariante, die
4 eine zweite Seitenansicht der zweiten Ausgestaltungsvariante und die
5 eine dritte Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung.
Die 1 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse 1 einer ersten Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung. Das Gehäuse 1 weist eine erste Durchführung 2, eine zweite Durchführung 3, eine dritte Durchführung 4 sowie eine vierte Durchführung 5 auf. Die erste Durchführung 2 dient der Durchführung erster Leiter 6, die zweite Durchführung 3 dient der Durchführung zweiter Leiter 7, die dritte Durchführung 4 dient der Durchführung dritter Leiter 8 und die vierte Durchführung 5 dient der Durchführung vierter Leiter 9. Die ersten Leiter 6, die zweiten Leiter 7, die dritten Leiter 8 und die vierten Leiter 9 weisen jeweils drei Leiter auf. Die ersten Leiter 6, die zweiten Leiter 7, die dritten Leiter 8 und die vierten Leiter 9 sind im Querschnitt jeweils auf einer Kreisbahn angeordnet und zwar so, dass sie jeweils drei ersten, zweiten, dritten und vierten Leiter die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks bilden. In der 1 sind jeweils nur zwei der ersten Leiter 6, der zweiten Leiter 7, der dritten Leiter 8 und der vierten Leiter 9 dargestellt, da jeweils einer der Leiter durch einen anderen Leiter überdeckt ist (vgl. auch 3). Die Leiter sind mittels Isolatoren (siehe dritte Durchführung 4, Figur 1) oder freitragend (siehe erste Durchführung 2, Figur 1) durch die Durchführung hindurchführbar. Um den Schnittpunkt der Hauptachsen der ersten Durchführung 2, der zweiten Durchführung 3 und der dritten Durchführung 4 und der vierten Durchführung 5 ist ein halbkreisförmiges Leiterstück 10 angeordnet. In der 1 ist nur eines von drei Leiterstücken erkennbar. Die beiden anderen Leiterstücke sind aufgrund ihrer in einer Richtung 11 deckungsgleich in einer Flucht liegenden Anordnung nicht sichtbar. Die erste Richtung 11 erstreckt sich senkrecht zu der Zeichenebene der 1. Weiterhin verläuft die erste Richtung 11 senkrecht zu der durch die Längsrichtung der ersten Leiter 6 und der zweiten Leiter 7 aufgespannten Ebene (Zeichenebene). Die Leiterstücke weisen eine annähernd halbkreisringförmige Gestalt auf. Zum Anschließen von weiteren Baugruppen weisen die Leiterstücke Abplattungen bzw. Ausbauchungen auf.
Beispielhaft soll im Folgenden die Ausgestaltung der Leiterstücke anhand des mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Leiterstückes erfolgen. Das Leiterstück 10 weist eine im Wesentlichen halbkreisringförmige Gestalt auf. Das Leiterstück 10 erstreckt sich koaxial um den Schnittpunkt der Symmetrieachsen des Gehäuses 1. An den Enden weist das Leiterstück 10 einen ersten Anschlusspunkt 12 sowie einen zweiten Anschlusspunkt 13 auf. Mittig an der konvexen Außenseite, der zweiten Durchführung 3 zugewandt, ist ein zusätzlicher Anschlusspunkt 14 angeordnet. Der zusätzliche Anschlusspunkt 14 ist an einer auf der konvexen Seite des Leiterstückes 10 angeformten Kegelbasis angeordnet. Die Abstände zwischen dem ersten Anschlusspunkt 12, dem zweiten Anschlusspunkt 13 und dem zusätzlichen Anschlusspunkt 14 zu der jeweils zugeordneten ersten Durchführung 2, zweiten Durchführung 3 und dritten Durchführung 4 sind etwa gleich, nämlich A. Der Abstand A wird durch Verbindungsleiter 21a bis f überbrückt; welche die jeweiligen Leiterstücke mit den jeweiligen Leitern 6,7,8 verbinden. Dem zusätzlichen Anschlusspunkt 14 gegenüberliegend ist auf der konkaven Seite des Leiterstücke s. 10 ein weiterer Anschlusspunkt 15 angeordnet. An dem weiteren Anschlusspunkt 15 ist ein Gegenkontaktstück einer elektrischen Schalteinrichtung 16 angeordnet. Ebenso, wie das Leiterstück 10 die weiteren Leiterstücke aufgrund der Deckungsgleichheit und der gewählten Ansicht in der 1 überdeckt, überdeckt auch die elektrische Schalteinrichtung 16 weitere elektrische Schalteinrichtungen. Die elektrische Schalteinrichtung 16 weist einen Anschlusspunkt 17 auf. Der Anschlusspunkt 17 der Schalteinrichtung 16 befindet sich etwa im gleichen Abstand A von der zugeordneten vierten Durchführung 5 wie der erste Anschlusspunkt 12, der zweite Anschlusspunkt 13 sowie der zusätzliche Anschlusspunkt 14 von den jeweils zugeordneten Durchführungen 2, 3, 4. Von den Anschlusspunkten der Schalteinrichtungen verlaufen Verbindungsleiter 21g, h zu den vierten Leitern 9. Dem elektrischen Schaltgerät 16 ist weiterhin ein Erdungsschalter 18 zugeordnet, mit Hilfe dessen die vierten elektrischen Leiter 9 mit einem Erdpotential verbindbar sind.
Die in der 2 dargestellte zweite Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung weist das gleiche Gehäuse 1 auf wie die in der 1 dargestellte erste Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung. Im Innern des Gehäuses 1 ist das oben beschriebene Leiterstück 10 angeordnet, welches zwei weitere in derselben Flucht liegende Leiterstücke verdeckt. An den ersten Anschlusspunkten der Leiterstücke sind Verbindungsleiter 21i, j, k angeordnet, welche die ersten Anschlusspunkte der Leiterstücke mit den ersten Leitern 6 verbinden. An dem zweiten Anschlusspunkt 13 des Leiterstückes 10 ist eine Schirmkappe 19 angeordnet, welche dieses Ende des Leiterstückes 10 dielektrisch schirmt. Die zweiten Anschlusspunkte der weiteren Leiterstücke sind dielektrisch gleichartig geschirmt. An dem weiteren Anschlusspunkt 15 ist ein Brückenleiter 20 angeordnet. Weitere Brückenleiter sind bezüglich der Zeichenebene deckungsgleich unter dem obersten Brückenleiter 20 angeordnet. Der Brückenleiter 20 überbrückt einen Abstand und weist einen Anschlusspunkt 24 auf. Mittels Verbindungsleitern 211, m sind die vierten Leiter 9 mit den Anschlusspunkten der Brückenleiter verbunden.
Der mit dem Bezugszeichen 23 versehene Pfeil zeigt die Betrachtungsrichtung der in der 3 dargestellten Seitenansicht der zweiten Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung. Der mit dem Bezugszeichen 22 versehene Pfeil zeigt in die Betrachtungsrichtung der in der 4 dargestellten Seitenansicht. In den 3 und 4 ist die Schnittebene der in der 2 dargestellten Hochspannungsanordnung mit einer punktierten Linie markiert. Die 3 zeigt die Anordnung der in einer Flucht entlang der Richtung 11 angeordneten Anschlusspunkte 24 der Brückenleiter. Mittels Verbindungsleitern 211, m, n sind die Anschlusspunkte 24 der Brückenleiter mit den vierten Leitern 9 verbunden. Die vierten Leiter 9 sind auf einer Kreislinie angeordnet. In der 4 sind die ebenfalls entlang der ersten Richtung 11 in einer Flucht übereinanderliegend angeordneten ersten Anschlusspunkte 12 dargestellt. Die ersten Anschlusspunkte 12 sind mittels Verbindungsleitern 21i,j,k mit den auf einer Kreislinie angeordneten ersten Leitern 6 verbunden. Durch, eine entsprechende Ausformung der Verbindungsleiter sind von den Anschlusspunkten jeweils verschiedene Positionen auf der Kreislinie erreichbar. Dadurch ist es möglich, verschieden auf der Kreislinie verteilte Leiter mittels der Verbindungsleiter mit den erforderlichen Anschlusspunkten zu verbinden (vgl. 3 und 4).
Die in der 5 dargestellte dritte Ausgestaltungsvariante einer Hochspannungsanordnung zeigt eine Variante der bereits zur 1 beschriebenen ersten Ausführungsvariante einer Hochspannungsanordnung. Statt einer halbkreisförmigen Gestalt der Leiterstücke sind die Leiterstücke nach Art eines Viertelkreises geformt. Abweichend von der in der 1 dargestellten Variante bilden zwei abgewandelte Leiterstücke 10a, b zwei gleichartige viertelkreisringförmige Abschnitte aus, die einander gegenüberstehend angeordnet sind. Die beiden Leiterstücke 10a, b bilden zusammen wiederum eine Halb- kreisringform aus. Durch eine derartige Ausgestaltung sind weitere Schaltungsvarianten realisierbar. Die weiteren in der 5 mit Bezugszeichen versehenen Elemente entsprechen sinngemäß denen in der Beschreibung zur 1 erwähnten Elementen.
Die in den 1 bis 5 gezeigten Ausgestaltungsvarianten sind durch Kombination der verschiedenen Ausgestaltungsvarianten und Baugruppen zu weiteren Varianten von Hochspannungsanordnungen kombinierbar.

Claims

Hochspannungsanordnung mit einem Gehäuse (1), das an einer ersten Seite sowie an einer zweiten Seite Durchführungen (2, 3) für drei erste und drei zweite Leiter (6, 7) aufweist, wobei die drei ersten und die drei zweiten Leiter (6, 7) jeweils im Querschnitt gesehen auf einer Kreis angeordnet sind, und mit drei Leiterstücken (10), die in Sicht einer ersten Richtung (11) deckungsgleich und in Sicht der ersten Richtung in einer Flucht angeordnet sind und die jeweils erste und zweite Anschlusspunkte (12, 13, 14) zur Verbindung der Leiterstücke (10) mittels Verbindungsleitern (21 a-m) mit einem der ersten und/oder zweiten Leiter (6,7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (10) halbkreisringförmig gestaltet sind und jeweils in einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung (11) liegen und dass erste und zweite Anschlusspunkte (12, 13, 14) an den Enden der Leiterstücke (10) oder an einem der Enden und in der Mitte der konvexen Außenseite angeordnet sind.
Hochspannungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (10) in dem Gehäuse (1) derart angeordnet sind, dass jeweils die in der Mitte der konvexen Außenseiten angeordneten Anschlusspunkte (14) von der diesen zugeordneten Durchführung (3) etwa den gleichen Abstand (1) aufweisen, wie die an einem Ende der Leiterstücke (10) angeordneten Anschlusspunkte (12) von der diesen zugeordneten Durchführung (2).
Hochspannungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Leiterstücke (10) auf seiner konkaven Seite mittig einen weiteren Anschlusspunkt (15) aufweist, der mittels eines Brückenleiters (20) und eines Verbindungsleiters (211, m) mit einer Durchführung (5) verbunden ist.
Hochspannungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Leiterstücke (10) auf seiner konkaven Seite mittig einen weiteren Anschlusspunkt (15) aufweist, der mittels einer Schalteinrichtung (16) und eines Verbindungsleiters (21g, h) mit einer Durchführung (5) verbunden ist.
Hochspannungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Anschlusspunkten (12, 13) wulstige Verdickungen zugeordnet sind.
Hochspannungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung zumindest eines Anschlusspunktes (14) an dem Leiterstück (10) eine Kegelbasis angeformt ist.