DE1170486B

DE1170486B - High current feedthrough for electrical machines and devices

Info

Publication number: DE1170486B
Application number: DES67989A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Joachim Buch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-04-09
Filing date: 1960-04-09
Publication date: 1964-05-21

Description

Hochstromdurchführung für elektrische Maschinen und Apparate Bei den Durchführungsleitem von großen Generatoren, Transformatoren u. dgl. ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten infolge der Verluste, die durch den Stromverdrängungseffekt bedingt sind. Im Hinblick auf die Isolierung, Kurzschlußfestigkeit sowie das Erfordernis einer vollkommenen Abdichtung darf auch bei sehr großen Strömen eine stärkere Erwärmung nicht eintreten. Infolge der Wirbelstrombildung ist es auch unmöglich, durch Querschnittsvergrößerung des Durchführungsleiters die Strombelastbarkeit zu erhöhen bzw. die Erwärmung klein zu halten.High-current bushing for electrical machines and apparatus Lead-through conductors for large generators, transformers and the like result significant difficulties as a result of the losses caused by the current displacement effect are conditional. With regard to insulation, short-circuit resistance and the requirement a perfect seal, even with very large currents, greater heating is allowed do not enter. As a result of the formation of eddy currents, it is also impossible to increase the cross-section of the lead-through conductor to increase the current-carrying capacity or the heating is small to keep.

Zur Behebung der angedeuteten Schwierigkeiten werden bei einer bekannten Anordnung mit unterteiltem Durchführungsleiter dessen parallelen Teilleitem bestimmte Ströme aufgezwungen, indem die parallelen Durchführungsleiter an parallel arbeitende Wicklungsstränge oder Leitergruppen angeschlossen sind. Eine derartige Anordnung läßt sich jedoch nur dann anwenden, wenn- mehrere parallele'Wicklungszweige bzw. Leitergruppen vorhanden sind. Sie bedingt bezüglich der Ausbildung der Maschinen und Apparate unter Umständen erhebliche Verwicklungen.To remedy the indicated difficulties are in a known Arrangement with subdivided leadthrough conductor whose parallel subconductors determined Currents imposed by the parallel bushing conductors working in parallel Windings or groups of conductors are connected. Such an arrangement can only be used, however, if several parallel winding branches or Leader groups are available. It depends on the training of the machines and apparatus under certain circumstances considerable entanglements.

Nach einem anderen, den Gegenstand eines älteren Patentes bildenden Vorschlag wird der Durchführungsbolzen aus voneinander isolierten Teilstäben zusammengesetzt, die nach Art der Leiterstäbe elektrischer Maschinen aus gegeneinander V'erdrillten isolierten Flaschleitern aufgebaut sind. Eine solche Anordnung bedingt jedoch einen erheblichen Fertigungsaufwand für die aus mehreren in sich verdrillten Teilstäben aufgebauten Durchführungsleiter.According to another, the subject of an earlier patent Proposal, the lead-through bolt is composed of partial rods that are isolated from each other, which are twisted against each other like the conductor bars of electrical machines insulated bottle ladders. However, such an arrangement requires one Considerable manufacturing effort for the multiple rods that are twisted into one another established implementation ladder.

Die Erfindung beschreitet demgegenüber einen sowohl bezügl-ich der Fertigung als auch der Isolierung einfacheren abweichenden Weg. Sie besteht darin, daß der durch einen Isolator geführte Leiter der Hochstromdurchführung mit mehreren parallelen Zweigen gleichen ohmschen Widerstandes aus elektrisch in Reihe geschalteten Zylinderteilen ausgeführt ist, die in mehreren hintereinanderliegenden Abschnitten konzentrisch in zyklischer Vertauschung angeordnet sind.The invention, on the other hand, is based on both Manufacturing as well as isolation simpler deviating way. It consists in that the conductor passed through an insulator of the high-current bushing with several parallel branches of the same ohmic resistance from electrically connected in series Cylinder parts is executed in several successive sections are arranged concentrically in cyclic interchangeability.

Eine derartige Anordnung gibt die Möglichkeit, die Erwärmung infolge Vermeidung von Wirbelströmen weitgehend herabzusetzen und einen Durchführungsleiter mit mehreren parallelen Zweigen in verhältnismäßig einfacher Weise aus einer begrenzten Anzahl von Zylinderkörpern großer Abmessungen aufzubauen. Hierdurch ergeben sich sowohl einfache Fertigungsverhältnisse als auch günstige Bedingungen für die Teilleiterisolierung und die Kurzschlußfestigkeit. Außerdem bietet die Anordnung nach der Erfindung die Möglichkeit, eine wirksame Wärmeabfuhr durch Kühlkanäle zwischen den Durchführungsleitern herbeizuführen.Such an arrangement gives the possibility of heating as a result Avoid eddy currents to a large extent and a bushing conductor with several parallel branches in a relatively simple manner from a limited Build number of cylinder bodies of large dimensions. This results in both simple manufacturing conditions and favorable conditions for partial conductor insulation and the short-circuit strength. In addition, the arrangement according to the invention offers Possibility of effective heat dissipation through cooling channels between the bushing conductors bring about.

Erwähnt sei, daß an sich für nachrichtentechnische Zwecke bereits aus koaxialen EinzdIzylindern bestehende Hochfrequenzleiter bekanntgeworden sind, deren Einzelzylindet in hintereinanderliegenden Ab- schnitten konzentrisch in zyliiidrigcher Vertauschung angeordnet sind. Derartige, Hochfrequenzleiter, bei denen aus nachrichtentechnisch6n Gründen die Dämpfung so# klein wie möglich #gehalteg werden muß, lassen sich mit den Durchführungsleitern von Hochstromdurchführungen im Hinblick auf die besonderen, sich bei diesen ergebenden Probleme nicht vergleichen. Wenn gemäß der Erfindung nun von dem Prinzip des Aufbaus der bekannten Hochfrequenzleiter für die Hochstromdurchführungen von mit Niederfrequenz betriebenen Maschinen u. dgl. Gebrauch gemacht wird, so stellt diese übertragung auf dem bezeichneten Gebiet einen beachtlichen technischen Fortschritt dar, indem sie den Bau von Durchführungen für die größten Ströme bei begrenzten Abmessungen in einer sicheren und fertigungsmäßig günstigen Weise ermöglicht.It is noted that they were known to be existing for intelligence purposes of coaxial already EinzdIzylindern high frequency circuit whose Einzelzylindet in successive sections by concentric zyliiidrigcher permutation are arranged. High-frequency conductors of this type, in which the attenuation must be kept as small as possible for telecommunications reasons, cannot be compared with the bushing conductors of high-current bushings with regard to the particular problems that arise with them. If, according to the invention, the principle of the construction of the known high-frequency conductors for the high-current bushings of low-frequency machines and the like is made use of, this transmission represents a considerable technical advance in the specified field by the construction of bushings for enables the largest currents with limited dimensions in a safe and inexpensive manner in terms of production.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert werden; in F i g. 1 ist im Prinzip die Ausbildung des Durchführungsleiters bei einer Hochstromdurchführung angedeutet; F i g. 2 zeigt im Schnitt eine entsprechende Durchführung mit Innenbelüftung.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing; in Fig. 1 , the design of the bushing conductor in a high-current bushing is indicated in principle; F i g. 2 shows in section a corresponding implementation with internal ventilation.

Gemäß F i g. 1 ist der Hochstromleiter der Durchführung in drei Abschnitten 1 a, 1 b, 1 c aus je drei konzentrisch ineinandergeschobenen, gegeneinander isolierten Zylinderleitern 11 a, 21 a, 31 a bzw. 11 b, 21 b, 31 b und 11 el 21 c, 31 c aufgebaut. Die konzentrischen Teilzylinder aufeinanderfolgender Abschnitte sind zyklisch vertauscht miteinander verbunden, also beispielsweise Teilzylinder 31 a mit Zylinder 21 b, Teilzylinder 21 a mit Zylinder 11 b, Teilzylinder 11 a mit Zylinder 31 b. Durch entsprechende Verbindung sämtlicher in Reihe geschalteter Zylinder miteinander ergibt sich die gewünschte zyklische Vertauschung. Die Verbindung der in Reihe geschalteten Teilzylinder kann ohne Schwierigkeiten durch über die eigentlichen Zylinderteile verlängerte Stegteile 30 erfolgen, die eine dem Leiterquerschnitt der Teilzylinder angepaßte Bemessung haben müssen. Zur Herbeiführung symmetrischer Stromverhältnisse können zwischen den zu verbindenden Teilleitern zwei um 180' in bezug auf die Leiterachse versetzte Stegteile eingeschaltet werden und hierbei die Verbinder der verschiedenen in Reihe geschalteten Teilleiter in um bestimmte Winkel versetzten Axialebenen angeordnet werden.According to FIG. 1 is the high current conductor of the bushing in three sections 1 a, 1 b, 1 c, each consisting of three concentrically nested, mutually insulated cylindrical conductors 11 a, 21 a, 31 a or 11 b, 21 b, 31 b and 11 el 21 c, 31 c constructed. The concentric partial cylinders of successive sections are cyclically interchanged, so for example partial cylinder 31 a with cylinder 21 b, partial cylinder 21 a with cylinder 11 b, partial cylinder 11 a with cylinder 31 b. The desired cyclic interchangeability results from the appropriate connection of all cylinders connected in series with one another. The connection of the part cylinders connected in series can be effected without difficulty by means of web parts 30 which are lengthened over the actual cylinder parts and which must have dimensions adapted to the conductor cross-section of the part cylinders. To bring about symmetrical current relationships, two web parts offset by 180 ' with respect to the conductor axis can be switched on between the subconductors to be connected and the connectors of the various subconductors connected in series can be arranged in axial planes offset by certain angles.

Vorteilhafterweise werden die einzelnen Teilzylinder mit Abstand voneinander angeordnet und durch Distanzkörper in dem gewünschten Abstand gehalten. Die zwischen den Teilzylindern vorhandenen Hohlräume können in diesem Falle zur Führung eines Kühlmittels benutzt werden.The individual partial cylinders are advantageously spaced apart from one another arranged and held by spacers at the desired distance. The between the partial cylinders existing cavities can in this case to guide a Coolant can be used.

F i g. 2 läßt näher die Ausbildung einer nach dem angedeuteten Prinzip ausgebildeten innengekühlten Durchführung erkennen. In dieser Figur bedeutet 40 den Isolator, in dem der aus konzentrisch ineinandergeschachtelten Teilleitem 41 a, 41 b, 41 c und 41 d zusammengesetzten Durchführungsleiter nach der Erfindung angeordnet ist, dessen Teilzylinder wieder zyklisch vertauscht durch Verbindungsstege 43 in Reihe geschaltet sind. 44 bedeutet bei dieser Anordnung das die äußeren Anschlußlaschen 45 tragende Kopfstück. Wie durch Pfeile 46 angedeutet ist, wird bei dieser Anordnung ein gasförn-üges Kühlmittel zur verbesserten Wärmeabfuhr durch die Kanäle 47, 48 innerhalb der Durchführung bzw. der Teilleiterzylinder hindurchgeführt. Um die gewünschte Kühlgasführung sicherzustellen, ist zwischen den innenliegenden Teilleiterzylindern noch ein zylindrischer Leitwandteil 49 aus Isoliermaterial vorhanden.F i g. 2 shows in more detail the formation of an internally cooled implementation formed according to the principle indicated. In this figure, 40 denotes the insulator in which the lead- through conductor according to the invention, composed of concentrically nested partial conductors 41 a, 41 b, 41 c and 41 d , is arranged, the partial cylinders of which are again interchanged cyclically by connecting webs 43 in series. In this arrangement, 44 means the head piece carrying the outer connection lugs 45. As indicated by arrows 46, in this arrangement a gas-free coolant is passed through the channels 47, 48 within the leadthrough or the partial conductor cylinder for improved heat dissipation. In order to ensure the desired flow of cooling gas, a cylindrical guide wall part 49 made of insulating material is also present between the inner partial conductor cylinders.

Claims

Claims: 1. High-current bushing for electrical machines and apparatus. whose leadthrough conductor is passed through an insulator and fastened to the same, characterized in that the leadthrough conductor has several parallel branches of the same ohmic resistance from cylinder parts electrically connected in series, which are arranged concentrically in cyclic interchangeability in several successive sections.

2. High current bushing according to claim 1, characterized in that. that the concentrically nested sub-conductors of the sections are provided with protruding web parts for producing the circuit connections with the sub-conductors of the adjacent sections. 3. High current bushing according to claim 1, characterized in that a plurality of circuit connections are arranged between the associated sub-conductors of the sections and these are offset from one another for the individual conductor strands formed. 4. High-current bushing according to claim 1, characterized in that the concentrically nested sub-conductors of the sections enclose cavities while securing their mutual spacing by spacer bars, which are used for the implementation of a KühlnÜttels. 5. High-current bushing according to claim 4, characterized by guide wall parts made of insulating material at the joints of the guide sections. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1006 480, 101 2 978; German Patent Nos. 952 190, 893 524, 732 355; British Patent Nos. 797 490, 272 407; USA. Patents No. 2812502, 2779 814. Contemplated older patents: German patent no. 1 098 562, respectively..