DE1076801B

DE1076801B - Leitungsdurchfuehrung fuer Generatoren

Info

Publication number: DE1076801B
Application number: DES59012A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Beermann; Dipl-Ing Kurt Fork
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-07-17
Filing date: 1958-07-17
Publication date: 1960-03-03

Description

Leitungsdurchführung für Generatoren In der Patentanmeldung S 57790 VIIIb/21 d2 ist eine Stromzuleitungsanordnung für große Wechselstromgeneratoren angegeben, bei der Teilströme des Generators durch die getrennten Teilleiter ein und derselben Durchführung geführt werden, derart, daß jeder Teilstrom gesondert durch die Durchführung hindurchgeleitet wird und auf diesem Wege eine günstige Stromverteilung in dem aus mehreren Teilleitern aufgebauten Durchführungsleiter erzwungen wird. Diese Ausbildung der Stromzuleitungsanordnung hat zur Folge, daß ohne besonderen Aufwand insbesondere eine Innenkühlung der Durchführung eine wesentliche Erhöhung der Belastbarkeit der Stromzuführungen erreicht wird und die Verluste in der Durchführung infolge Herabminderung der Stromverdrängung herabgesetzt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf die weitere Ausgestaltung der in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Erfindung und betrifft eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer aus mehreren konzentrischen Teilleitern aufgebauten Stromdurchführung für getrennte Durchführung der Teilströme des Generators. Erfindungsgemäß zeichnet sich dies dadurch aus, daß die Durchführung aus einem massiven Kopfteil mit einem die Durchführung durchdringenden, massiven Strombolzen und konzentrisch über diesen Bolzen geschobenen, lediglich auf der Seite des Kopfteiles mit dem Kopfteil bzw. dem Strombolzen durch Schweißung oder Hartlötung verbundenen Zylindern besteht, die an ihrem unteren Ende außerhalb des zwischen Kopfteil und dem unteren Ende liegenden Isolierzylinders mit den in einer oder zwei Ebenen angeordneten, gegeneinander versetzten Anschlußklemmen versehen sind.
Die vorgeschlagene Anordnung bietet vor allem den Vorteil, daß sie ermöglicht, bei einfachster Herstellbarkeit die Durchführung bei kleinen Durchmessern mit hoher Festigkeit gegen Kurzschlüsse auszubilden. Gleichzeitig wird infolge Verbindung der einzelnen Stromführungszylnder mit-dem Kopfteil eine leichte zuverlässige Gasabdichtung. erzielt.
Die neue Anordnung zeichnet sich ferner durch günstige Verhältnisse hinsichtlich der Herstellung der Stromanschlüsse auf beiden Seiten der Durchführung aus. Um zwischen den einzelnen stromführenden Zylindern Strombahnen zu verhindern, empfiehlt es sich - abgesehen von den Verbindungsstellen der einzelnen Leiterzylinder und der Durchführungsbolzen -, schmale Zwischenräume einzuschalten, die durch eine Kunstharztränkung angefüllt sind. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die an den freien Enden die versetzten Anschlußstücke tragenden Leiterzylinder teilweise so ausgearbeitet oder so ausgeschnitten, daß die Anschlüsse an die inneren Zylinder angeschlossen -werden können. Auf diesem Wege wird es ermöglicht, die Durchführung mit wesentlich geringeren Längenabmessungen auszuführen, als dies bei einer bekannten Mehrfachdurchführung mit über die Länge der Durchführung verteilten Anschlüssen der Fall ist, welche an der Außenseite der mit verschiedener Länge ausgeführten konzentrischen Leiterzylinder angeordnet sind.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand des Ausführungsbeispieles der Fig.1 erläutert werden, das sich auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Leiterdurchführung mit vierfacher Unterteilung der Stromkreise innerhalb der Durchführung bezieht. In der Fig. 1 der Zeichnung bedeutet 1 den massiven inneren Stromführungsholzen aus Kupfer, der an seinem oberen Ende mit dem massiven Kopfteil 2 starr verbunden ist oder zusammen .mit dem Kopfteil 2 einen einzigen Körper bildet. 3 bedeuten die an dem Kopfteil sitzenden, gegebenenfalls aus diesem herausgearbeiteten . oder angelöteten bzw. geschweißten Stromzuführungslaschen, die den Anbau der äußeren Sammelschienen ermöglichen. Der Durchführungsleiter wird nun außer durch den Stromführungsbolzen 1 noch durch die konzentrisch über diesen gezogenen Kupferrohre 4, .5, 6 gebildet. Diese Rohre werden gegebenenfalls bei entsprechender Bearbeitung nur an ihren oberen Enden bei 7- mit dem Kopfteil 2 gut leitend verschweißt oder -verbunden. Im übrigen können über ihre ganze Länge die Zylinder 6, 5, 4 untereinander sowie gegenüber dem Bolzen 1 einen geringen Abstand aufweisen, der zweckmäßigerweise durch eine Kunstharzmasse, die im Vakuum eingeführt wird, ausgefüllt sein kann. 8 bedeutet einen einfachen Isolierzylinder, der sich im wesentlichen über die Länge der ineinandergeschobenen Leiter 1, 4, 5 und 6 erstreckt. 9 ist ein äußerer Befestigungsflansch, mit dem die Durchführung andern Maschinengehäuse befestigt werden kann. Am unteren Ende des Durchführungsbolzens 1 bzw. der Teilleiterzylinder 4, 5 und 6 sind die Anschlußklemmen 11, 12, 13 und 14 angeschlossen.
Die Lage und den Anschluß der Klemmen läßt im einzelnen näher die Fig. 2 erkennen, welche in Ansicht von A die Lage der Klemmen erkennen läßt. Wesentlich ist für die Klemmenanordnung, daß jeweils zwei Klemmen um 180° versetzt in einer Ebene liegen und daß wiederum in den beiden einen Abstand in Richtung der Durchführungsachse aufweisenden Klemmenebenen die Klemmenachsen um 90° versetzt sind. Die erfindungsgemäße Anordnung der Klemmen wird dadurch ermöglicht, daß jeweils die äußeren Zylinder zur Ermöglichung des Anschlusses an einen inneren Zylinder bei x ausgespart oder ausgearbeitet sind. Die vorgesehene Klemmenanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß eine sehr gute Zugänglichkeit aller Kontaktverschraubungsstellen mit den unter einem Winkel parallel an die Klemmen angesetzten Anschlußlaschen 15 erreicht wird, was für die Montage von großem Vorteil ist. Darüber hinaus bietet die getroffene Klemmenanordnung den Vorteil, daß sie gute Kühlverhältnisse für die Klemmen im Kaltluftstrom des Generators ermöglicht.
Das auf der oberen Seite der Durchführung vorgesehene massive Stromzuleitungsstück 2 ist mit aufgeschweißten oder aufgelöteten Kühlrippen 10 versehen, die eine Verbesserung der Wärmeabfuhr von dem äußeren massiven Kopfteil der Durchführung ermöglichen. 10a bedeuten in dieser Figur Schlitze, die in die Kühlrippen oder Kühlfahnen geschnitten sind. Diese Schlitze verhindern, daß der Durchführungsstrom in die Kühlfahnen eindringen kann. Außerdem dienen die Schlitze noch dazu, die Wirbelstromverluste, die durch den Durchführungsstrom bedingt sind, herabzumindern.
Fig.3 gibt noch eine etwas abgeänderte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterdurchführung wieder. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist der Kopfteil 2 der Durchführung, wie bei 20 angedeutet ist, mit treppenförmig abgestuften Ringflächen versehen, an denen die Leiterzylinder 4, 5 und 6 beim Zusammenbau des Durchführungsleiters an den Enden 7 nacheinander hart verlötet sind. Zweckmäßigerweise werden auch die Innenflächen der Leiterzylinder 4, 5 und 6 an den in sie einspringenden Wandteilen des Kopfstückes 2 hart angelötet. Der innenliegende Leiterbolzen 1 ist zunächst bei 21 in das Kopfstück eingeschraubt. Nachträglich wird ebenfalls eine Hartlötverbindung zwischen den aneinander stoßenden Stirnseiten der Teile 1 und 2 vorgenommen. Bei dieser Anordnung ist über das Kopfstück 2 als gesonderter Teil ein Radiatorkörper 22 aufgezogen bzw. aufgeschrumpft, der an seinem Umfang die mit Schlitzen 10a versehenen Kühlfahnen 10 trägt.
Eine weitere Abweichung der in Fig.1 und 2 wiedergegebenen Konstruktion besteht darin, daß der Isolierzylinder 8 auf dem äußeren Ringleiter 6 unter Einschaltung einer Dichtung 23 durch die Anpreßmuttern 24 und 25 gehalten wird, wobei durch die Deformierung der elastischen Dichtung 23 ein dichter Abschluß zwischen dem Isolierstoffzylinder 8 und dem äußeren Leiterzylinder 6 erreicht wird.
Einzelheiten der beschriebenen Anordnung können selbstverständlich abgeändert werden. In Fällen, in denen es erwünscht ist, noch eine weitere Verkürzung der Klemmenzone zu erreichen, können diese auch in eine Ebene gelegt werden, wie aus Fig. 4 der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht. Auch in diesem Falle wird durch Ausarbeiten oder Ausschneiden der Zylinder die Möglichkeit geschaffen, die Klemmen 11 bis 14 an die ineinandergeschobenen Leiter 1, 4 bis 6 anzuschließen.
Eine weitere Verbesserung bezüglich der Belastbarkeit der Durchführung kann auch dadurch erzielt werden, daß durch die konzentrisch ineinandergeschachtelten Teilleiter ein Kühlmittel hindurchgeführt wird. Um eine Kühlmittelführung innerhalb des Leiters zu ermöglichen, können beispielsweise, wie dies die Fig. 5 erkennen läßt, zwischen den einzelnen Leitern Ringkanäle vorgesehen sein. Bei einer Anordnung nach Fig. 5 ist der innere Leiterbolzen 1 als Hohlleiter ausgeführt, daß ein beispielsweise gasförmiges Kühlmittel aus dem Generatorgehäuse in den Leiterbolzen einströmen kann. Durch Querkanäle tritt sodann das Kühlmittel in die zwischen den zylindrischen Hohlleitern liegenden Kanäle über, aus denen es in Richtung auf das Generatorinnere zurückströmt. Durch die Öffnungen wird schließlich das Kühlmittel aus der Stromzuführung in einen Raum niedrigeren Druckes abgeleitet.
Wenn auch die Durchführung der erläuterten Art vorzugsweise bei Maschinen Anwendung finden können, bei denen Teilströme der Generatorwicklung den einzelnen Durchführungsleitern zugeführt werden, so ist es doch ohne weiteres möglich, grundsätzlich die erfindungsgemäße Klemme um 180° verdreht auch dann anzuwenden, wenn die getrennten Teilströme außerhalb des Generators von diesem abgeleitet werden. Man kann unter Umständen eine gleichmäßige Teilleiterbelastung der Durchführung dadurch herbeiführen, daß symmetrisch angeordnete Verbindungsleiter auf der Luftseite des Generators, beispielsweise zwischen diesem und dem Transformator, angeordnet werden, deren Widerstand so gehalten wird, daß sich unter Berücksichtigung der in diesen Teilleitern auftretenden Spannungsabfälle eine gleichmäßige Stromverteilung innerhalb der Durchführungsleiter ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochstromdurchführung für eine Stromzuleitungsanordnung von Wechselstromgeneratoren nach Patentanmeldung S 57790 VIIIb/21 d2, bei welcher Teilströme des Generators gesondert in einer Anzahl von parallelen konzentrisch zueinander angeordneten Teilleitern verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung aus einem massiven Kopfteil mit einem die Durchführung durchdringenden, massiven Strombolzen und konzentrisch über diesen Bolzen geschobenen, lediglich auf der Seite des Kopfteiles mit dem Kopfteil bzw. dem Strombolzen durch Schweißung oder Hartlötung verbundenen Zylindern besteht, die an ihrem unteren Ende außerhalb des zwischen Kopfteil und dem unteren Ende liegenden Isolierzylinders mit den in einer oder zwei Ebenen angeordneten, gegeneinander versetzten Anschlußklemmen versehen sind.
2. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen so gegeneinander versetzt sind, daß sie über den ganzen Umfang der Durchführung verteilt sind.
3. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abgesehen von der Verbindungsstelle zwischen den einzelnen Leiterzylindern und dem Durchführungsbolzen Spiel bzw. schmale Zwischenräume eingeschaltet sind, die durch Kunstharz od. dgl. ausgefüllt sind.
4. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren freien Enden die versetzten Anschlußstücke tragenden Leiterzylinder teilweise so ausgearbeitet oder ausgeschnitten sind, daß die Anschlüsse an die inneren Zylinder angeschlossen werden können.
5. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem massiven Kopfstück der Durchführung in an sich bekannter Weise Kühlrippen oder Kühlfahnen angeordnet sind und in diesen Schlitzen insbesondere senkrecht zur Durchführungsachse zwecks Herabsetzung der Wirbelstromverluste und Fernhaltung des Durchführungsstromes von den Kühlrippen vorhanden sind.
6. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen mit vergrößerter Oberfläche als Kühlfahnen ausgebildet sind.
7. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergeschobenen Teilleiterzylinder an treppenförmig angeordneten Absätzen des massiven Kopfstückes z. B. durch Hartlötung befestigt sind. B.
Hochstromdurchführung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teilleiterbolzen mit dem Kopfstück verschraubt und nachträglich hart verlötet ist.
9. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilleiterzylindern Kühlkanäle angeordnet sind.
10. Hochstromdurchführung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Teilleiterzylindern angeordneten Kühlkanäle mit einem Kühlkanal des inneren Leiterbolzens in Reihe geschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 476 983, 962 904, 929 864, 571049; deutsche Auslegeschrift Nr. 1023 807; schweizerische Patentschrift Nr. 138119.