DE19937072B4

DE19937072B4 - Feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement

Info

Publication number: DE19937072B4
Application number: DE19937072A
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. Kress (FH); Thomas Dr.rer.nat. Reiher; Rolf Dipl.-Ing. Weber (FH)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: DE19937072A1; CN1178352C; HK1034369A1; CN1284774A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Komponenten von Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit einer isolierten Kontaktdurchführung zwischen gasisolierten Behältern. DOLLAR A Die feststoffisolierte Ummantelung (FU) des Verbindungselements (VE) ist durch eine wärmeleitfähige Gießharzmasse realisiert und steht mit einer an die Außenkontur derselben angepaßten Anzahl von Kühlkörperelementen (KK...) wärmeleitend in Verbindung. DOLLAR A Derartige Verbindungselemente werden in metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlagen, vorzugsweise in der Mittelspannungstechnik, zur Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Komponenten von Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit einer isolierten Kontaktdurchführung zwischen gasisolierten Behältern.

Koppelelemente zur Verbindung von in getrennten gasisolierten Schaltanlagen angeordneten Komponenten, in diesem Falle von Sammelschienen-Einrichtungen, sind aus der DE 40 01 909 A1 bekannt. Die zu verbindenden Sammelschienen sind hier an ihren Enden jeweils mit Steckerstiften versehen, die in entsprechende Steckerbuchsen des Koppelelements eingreifen und somit die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Schaltanlagen herstellen. Jedes Koppelelement ist über eine sogenannte Kontaktdurchführung aus den gasisolierten Bereichen der Schaltanlage herausgeführt. Das Koppelelement selbst stellt praktisch eine gasdichte Verbindung zwischen den Schaltanlagen dar, die nach außen hin isoliert ist.

Darüberhinaus ist aus der DE 197 37 429 A ein elektrisches Koppelelement für gasisolierte Funktionsbereiche bekannt, das selbst keine gasdichte Verbindung darstellt. Der gasisolierte Funktionsbereich wird hier mit einer an die Behälterwand der jeweiligen Schaltanlage angepaßten elektrischen Durchführungsabdeckung gasdicht verschlossen.

Unabhängig von der Dichtigkeit sind die stromführenden Koppelelemente hinsichtlich ihrer elektrischen Belastungen mit entsprechend großen Querschnittsprofilen auszustatten.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement anzugeben, daß die Vorteile beider bekannten Koppelelemente hinsichtlich einer einfachen kompakten Bauweise miteinander vereint und gleichzeitig bei gleicher Bauart eine wesentlich vergrößerte Strombelastbarkeit zuläßt.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

1.1 die feststoffisolierte Ummantelung des Verbindungselements ist durch eine wärmeleitfähige Gießharzmasse realisiert,
1.2 die feststoffisolierte Ummantelung des Verbindungselements steht mit einer an die Außenkontur derselben angepaßten Anzahl von Kühlkörperelementen wärmeleitend in Verbindung,

erreicht.

Mit der Anwendung von wärmeleitfähigen Gießharzen zur Realisierung der feststoffisolierten Ummantelungen für die Verbindungselemente ist durch die damit verbundene mögliche Wärmeabgabe an die Umgebung bei gleicher Dimensionierung der stromführenden Teile eine höhere Strombelastbarkeit erreicht. Als erfindungswesentlich ist in diesem Zusammenhang der zusätzliche Einsatz von Kühlkörperelementen anzusehen, mit denen die Wärme aus den strombelasteten Bereichen weitaus schneller und verstärkt abgeführt werden kann.

Bei der ständigen Forderung nach Verringerung des Bauvolumens derartiger Schaltanlagen und dem Wunsch nach immer kompakteren Einzelkomponenten derselben lassen sich umgekehrt die Verbindungselemente bei gleicher Strombelastbarkeit hinsichtlich ihres Bauvolumens entsprechend minimieren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

2.1 die Kühlkörperelemente sind durch halbschalige Einzel-Kühlkörperelemente gebildet,
2.2 die halbschaligen Einzel-Kühlkörperelemnte sind paarweise durch Schraubverbindungen lösbar miteinander verbunden,
2.3 die halbschaligen Einzel-Kühlkörperelemente sind in einem komponentenzugeordneten Rastermaß ausgeführt,

vorgesehen.

Mit der konstruktiven Gestaltung der Kühlkörperelemente als halbschalige Einzel-Kühlkörperelemente lassen sich diese praktisch in jeder Montagephase problemlos mit den Verbindungselementen zusammenführen. Darüber hinaus verhindern die lösbaren Schraubverbindungen der paarweise miteinander verbundenen Einzel-Kühlkörperelemente kostenintensive Wartungsvorgänge, beispielsweise beim Ersatz defekter Einzelteile. Die komponentenzugeordneten Rastermaße für die Einzel-Kühlkörperelemente fördern einerseits eine standardisierte Bauweise der Verbindungselemente selbst und andererseits lassen sich im Bedarfsfall Einzel-Kühlkörperelemente durch andere Komponenten, wie Strom- und/oder Spannungswandler, etc., ersetzen. Dabei ist eine ausreichende Kühlwirkung der Kühlkörperelemente unabhängig von ihrer horizontalen oder vertikalen Einbaulage gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

3.1 das Verbindungselement weist eine bolzenförmige Querschnittskontur auf und ist an den freien Enden außerhalb der feststoffisolierten Ummantelung abgesetzt mit einem ersten Anschlußsteg und einem zweiten Anschlußsteg versehen,
3.2 der erste Anschlußsteg ist mit einem Anschlußteil der gasisolierten Kontaktdurchführung mittels einer Schraubverbindung elektrisch leitend verbunden,
3.3 der zweite Anschlußsteg ist mit einer Komponente der Schaltanlage mittels einer weiteren Schraubverbindung elektrisch leitend verbindbar,

vor.

Mit der bolzenförmigen Querschnittskontur des Verbindungselements, das an den freien Enden außerhalb der feststoffisolierten Ummantelung abgesetzt in den ersten und in den zweiten Anschlußsteg übergeht, ist ein einfach herzustellendes Verbindungselement geschaffen, das mit den Anschlußteilen der Kontaktdurchführung und weiterer Komponenten mittels lösbarer Schraubverbindungen in einfacher Weise elektrisch leitend verbunden werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht

das Merkmal
4.1 der zweite Anschlusssteg (AS2) ist mit einem Sammelschienenanschluss der Schaltanlage mittels einer zweiten Schraubverbindung elektrisch leitend verbindbar.

vor.

Die hier im verstärkten Maße auftretenden Wärmeverluste können durch ein derartig konzipiertes Verbindungselement schnell und problemlos abgeführt werden.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, in dem das Verbindungselement in Kombination mit einer Kontaktdurchführung in einer Explosionszeichnung dargestellt ist.

Das Verbindungselement VE zeigt an beiden freien Enden den jeweils abgeflachten ersten und zweiten Anschlußsteg AS1 und AS2, die nicht von der feststoffisolierten Ummantelung FU abgedeckt sind. Weiterhin ist erkennbar, daß das Anschlußteil AT der Kontaktdurchführung KD mittels einer nur angedeuteten lösbaren Verbindung mit dem ersten Anschlußsteg AS1 des Ver bindungselements VE elektrisch leitend verbunden werden kann. Bekanntermaßen ist das Abdeckblech AB in nicht dargestellter Weise ein Teil des ebenfalls nicht dargestellten gasdicht verschweißten Behälters. Die Kontaktdurchführung KD schließt den Behälter, wie beispielsweise in der DE 198 16 583 C2 beschrieben, mit der Durchführungsabdeckung DA im Zusammenwirken mit dem durch die Druckfeder DF auf den Druckring DR einwirkenden Anpreßdruck ebenfalls gasdicht ab. Des Weiteren ist dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, daß im fertigmontierten Zustand das aus zwei Einzel-Kühlkörperelementen KK1 und KK2 gebildete Kühlkörperelement das Verbindungselement VE im Bereich der Durchführungsabdeckung DA abdeckt und die durch die Strombelastung entstehende Wärme des Verbindungselements VE in Verbindung mit der wärmeleitfähigen, feststoffisolierten Ummmantelung FU nach außen abgeleitet wird.

Weiterhin ist angedeutet, daß auch die sich direkt am zweiten Anschlußsteg AS2 anschließende bolzenförmige Querschnittskontur des Verbindungselements VE durch ein weiteres Kühlkörperelement, bestehend aus den Einzel-Kühlkörperelementen KK3 und KK4, abgedeckt werden kann und damit die Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Verbindungselements VE praktisch verdoppelt ist. Besonders das vierte Einzel-Kühlkörperelement KK4 läßt erkennen, daß die mittels der Schraubverbindung SV zusammengefügten Einzel-Kühlkörperelemente KK3 und KK4 im wesentlichen die zentrischen Bereiche der feststoffisolierten Ummantelung FU wärmeleitend umschließen und damit ein wirksamer Wärmeentzug ermöglicht ist. Durch die flexible Bestückung des Verbindungselements VE mit den Kühlkörperelementen können diese im Bedarfsfall auch durch andere, vorzugsweise den Wärmeentzug in gleicher Weise leistende, Komponenten ersetzt werden.

Claims

Feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Komponenten von Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit einer isolierten Kontaktdurchführung zwischen gasisolierten Behältern, gekennzeichnet durch die Merkmale 1.1 die feststoffisolierte Ummantelung (FU) des Verbindungselements (VE) ist durch eine wärmeleitfähige Gießharzmasse realisiert, 1.2 die feststoffisolierte Ummantelung (FU) des Verbindungselements (VE) steht mit einer an die Außenkontur derselben angepaßten Anzahl von Kühlkörperelementen (KK ..) wärmeleitend in Verbindung.
Feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale 2.1 die Kühlkörperelemente (KK...) sind durch halbschalige Einzel-Kühlkörperelemente (KK1, 2, n) gebildet, 2.2 die halbschaligen Einzel-Kühlkörperelemnte (KK1, 2, n) sind paarweise durch Schraubverbindungen (SV) lösbar miteinander verbunden, 2.3 die halbschaligen Einzel-Kühlkörperelemnte (KK1, 2, n) sind in einem komponentenzugeordneten Rastermaß ausgeführt.
Feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen nach Patentanspruch 1 und den Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Merkmale 3.1 das Verbindungselement (VE) weist eine bolzenförmige Querschnittskontur auf und ist an den freien Enden außerhalb der feststoffisolierten Ummantelung (FU) abgesetzt mit einem ersten Anschlußsteg (AS1) und einem zweiten Anschlußsteg (AS2) versehen, 3.2 der erste Anschlußsteg (AS1) ist mit einem Anschlußteel (AT) der gasisolierten Kontaktdurchführung (KD) mittels einer Schraubverbindung elektrisch leitend verbunden, 3.3 der zweite Anschlußsteg (AS2) ist mit einer Komponente der Schaltanlage mittels einer weiteren Schraubverbindung elektrisch leitend verbindbar.
Feststoffisoliert ummanteltes Verbindungselement für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal 4.1 der zweite Anschlusssteg (AS2) ist mit einem Sammelschienenanschluss der Schaltanlage mittels einer zweiten Schraubverbindung elektrisch leitend verbindbar.