DE2630963B2 - Isolierte Stromschienen für druckfest gekapselte Schaltgerätkombinationen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft isolierte Stromschienen aus massivem Leiterwerkstoff zur Verbindung von Anschlußpunkten im dreidimensionalen Verlauf der Hauptstrombahnen in druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen. Diese Schaltgerätekombinationen werden insbesondere im Bergbau unter Tage zur Stromversorgung der dort eingesetzten verschiedenen Vortriebs- und Gewinnungsmaschinen verwendet. Die druckfeste Kapselung wird durch Einbau der verschiedenen Schalt- ur^ Steuergeräte in ein druckfestes Gehäuse erreicht, das in geschweißter Bauart aus Stahlblech hergestellt sein kann und ein nutzbares Volumen von mehreren hundert Litern aufweisen kann.

Wegen der hohen Ansprüche, die dn die Sicherheit der erwähnten Schaltgerätekombinationen zu stellen sind, verwendet man große Sorgfalt auf die Auswahl und Verarbeitung der Materialien für den Bau der druckfesten Gehäuse. Daraus ergibt sich ein verhältnismäßig hoher Preis für den Einbauiaum, der infolgedessen möglichst gut ausgenutzt werden muß. In Schaltgerätekombinationen der vorliegenden Art werden hierzu die zur Steuerung mehrerer Motorstromkreise benötigten Schaltgeräte mit sämtlichen Steuer-. Überwachungsund Meßgeräten zusammengefaßt. Diese große Packungsdichte elektrischer Ausrüstungsteile kann Anlaß einer erheblichen Menge von Vcrlustwiinnc sein, die insbesondere alle organischen Isolierstoffe stark beansprucht. Dies gilt insbesondere für die zum Aufbau der Hauptstrombahnen dienenden isolierten Leiter, bei denen es sich bei den bisher bekannten Schaltgerätckombinationcn der vorliegenden Art um einadrige biegsame Kunststoffmantcllcitiingen handelt (Siemens-Druckschrift SW 9 328a vom Juli 1975 »Betriebsanleitung für schlagwettergeschützte Nicdcrspanniings-Verteilungen«).

Ks wurden auch bereits für im wesentlichen geradlinige Verbindungen im Verlauf der llauptstrombahnen mit Schrumpfschläuchen überzogene Stromschienen verwendet (Bild 7 in der erwähnten Druckschrift). Diese Art von Isolierung ist jedoch nur für im wesentlichen gerade Schienen verwendbar, weil sie die Ejiibeziehung von Abkröpfungcn und anderen Unregelmäßigkeiten nicht gestattet.

Die erwähnte hohe Packungsdichte der Ausrtislungsteile führt aber nicht nur hinsichtlich der VerliiMwärme zn Problemen, sondern auch hinsichtlich der Montier barkeit der Geräte und Leitungen und damit der Übersichtlichkeit und Betriebssicherheit der Schaltgerätekombinationen. Unter anderem muß auf eine sorgfältige Befestigung der isolierten Leitungen geachtet j werden, damit die geforderte Kurzschlußfesiigkeit erreicht wird.

Bei sonstigen Niederspannungs-Schaltanlagen ist es bekannt, mehrere Stromschienen in einen Isolierstoff, z. B. Gießharz, einzubetten und dadurch starre und

in mechanisch widerstandsfähige elektrische Verbindungen zu schaffen (DE-ASen 12 48 774, 12 71802 und 12 77 423). Ferner ist es bekannt, Stromschienen mit kunstharzgeiränkten Matten aus Glasfasern, Glasseide oder anderen Füllstoffen zu umhüllen und daraus

li mehrphasige Systeme zu bilden, bei denen die St.omschienen im Abstand voneinander verlaufen (DE-AS 17 90 261).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Aufbau der Hauptstrombahnen in Schaltgerätekombinationen der eingangs genannten Art geeignete isolierte Stromschienen zu schaffen, die leicht verlegbar, mechanisch stabil und thermisch unempfindlich sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu einer mehrphasigen Strombahn

2^r) gehörenden Stromschienen ineinander passend und raumsparend verlegbar geformt sind und einzeln mit einem mechanisch festen und thermisch beständigen, homogenen und bei dt? Aufbringung dünn verlaufenden Isolierstoff lediglich unter Freilassung von Kontaktflä-

jo chen beschichtet sind. Eine Beschichtung dieser Art erfordert eine erheblich geringere Dicke als der Isolierstoffmantel eines biegsamen Leiters. Andererseits bilden Abkröpfungen und andere Unregelmäßigkeiten kein Hindernis für eine durchgehende Isolierung.

i') Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Beschichtung nach dem Wirbel-Sinter-Verfahren aufzubringen und hierzu ein Epoxidharz zu verwenden. Dieses Beschichtungsverfahren ist an sich bekannt und wird beispielsweise dazu verwendet, Metallteile gegen Korrosion zu schützen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine schlagwettergeschützt Schaltgerätekombination mit einem druckfeslen Gehäuse und

■Γ) beidseitig angeordneten Anschlußkästen.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch drei aneinander anliegende isolierte Stromschienen.

Die F i g. Ja bis 3c und 4a und 4c zeigen schcmalisch die für drucktaste Gehäuse unterschiedlicher Größe

■ίο vorgesehenen Stromschienen.

Die in der F i g. I dargestellte Kompaktstation I umfaßt ein druckfestes Gehäuse 2 sowie einen linken Anschlußkasten 3 und einen rechten Anschlußkastcn 4. Das drucktaste Gehäuse 2 ist durch einen runden

r, Deckel 5, der in einer Scharnieranordnung 6 gelagert ist, verschließbar. Neben den durch I landgriffc 7 beläligbn ren Trennschaltern enthält das drucktaste Gehäuse 2 Schaltgeräte zur Kin- und Ausschaltung von Stromkreise, z. B. mehrere Schütze zur Kin- und Ausschaltung

μ) bzw. zur Drehrichtungsänderung von Drehstrommotoren, wie sie in Vortriebs- und Gewinnungsmaschinen verwendet werden. Ferner enthält das druckfesle Gehäuse 2 die zur Betätigung dieser Schallgcrätc und zur Überwachung djr Stromkreise benötigten Befehls

ι.', geräte sowie Relais und Stromwandler.

In den Anschliißkäslen 5 und 4 sind die druckfcslcn Durchführungen zugänglich, die zum Anschluß der einspeisenden und abgehenden Leitungen vorgesehen

sind. Der rechte Anschlußkasten 4 enthüll außerdem eine Anzahl von sehlagweitergesehüt/ien Meßinstrumenten 10 zur Anzeige der in den einzelnen Stromkreisen fließenden Ströme.

Ein typischer Hauptstromkreis innerhalb des druckfesten Gehäuses kann daher folgende Verbindungen umfassen: Druckfeste Durchführung — Trennschalter — Schmelzsicherungen — Schütz — druckfeste Durchführung. Isolierte Verbindungsleitungen nach der Erfindung benötigt man zwischen dem Trennschalter und der Eingangsseite der Schmelzsicherungen und zwischen der Ausgangsseite der Schütze und den druckfesten Durchführungen der Abgangsseile, von wo Leitungen zu den Verbrauchern führen. Die verbleibenden Verbindungen zwischen den Eingangsdurchführungen und dem Trennschalter sowie zwischen den Schmelzsicherungen und den Schützeingängen sind im allgemeinen so kurz, daß herkömmliche Schienenverbindungen anwendbar sind. Ein Beispiel für die neuen Stromschienen zeigt die Fig.2, in der drei getrennt isolierte, jedoch unmittelbar aneinander anliegend verlegte Stromschienen im Schnitt dargestellt sind. Die Schienen II, 12 und 13 besitzen den gieichen rechteckigen Querschnitt und bestehen z. P. aus massivem Kupfer. Jede dieser Schienen ist mit einer Schicht 14 aus einem mechanisch festen Isolierstoff versehen, der in der erwähnten Weise im Wirbel-Sinter-Verfahren aufgebracht sein kann. Dieses Verfahren umfaßt im Prinzip das Einbringen der zuvor erwärmten Stromschienen in eine mit pulverförmigem Isolierstoff gefüllte Wanne und eine lebhafte Verwirbelung der Teilchen des Pulvers, um eine ständige Heranführung neuer Teilchen an den erhitzten Leiter zu erreichen. Die Teilchen schmelzen bei der Berührung mit dem erhitzten Leiter, so daß in Abhängigkeit von der Temperatur und der Bewegung der Teilchen sowie von der Einwirkdauer eine Isolierstoffschicht der gewünschten Dicke entsteht. Es empfiehlt sich, die Stromschienen an den Enden von der Beschichtung freizuhalten, damit für die Verbindung mit den Klemmstellen geeignete Abschnitte zu. Verfügung stehen. Dies kann /.. B. dadurch erreicht werden, daß die Enden nicht in das Pulverbad eingetaucht werden oder daß bei vollständigem Einlegen in das Pulverbad auf die Enden der Stromschienen Kappen oder ähnliche Abdeckteile aufgesteckt werden, die nach der Beschichtung wieder entfernt werfen.

In der F"ig. 3 ist der Einbauraum des druckfesten Gehäuses 2 schcmatisch von vorn gezeigt, wobei in der F i g. Ja drei Trennschalter 40, 41 und 42 sowie links daran anschließend drei Geräteträger 4}, 44 und 45 angedeutet sind, auf denen gestrichelt dargestellte Schütze 46 angebracht sind. Die in den fig. 3b und 3c gezeigten Anordnungen unterscheiden sich von dem in der I"ig. Ja gezeigten Aufbau dadurch, daß nur zwei Trennschalter 40 und 41 sowie zwei Geräteträger 43 und 44 bzw. ein Trennschalter 40 und ein Geräteträger 43 vorhanden sind. Der Abstand zwischen der Ebene der Trennschalter und der Ebene des ersten Geräteträgers 43 ist bei den drei Geräten gleich. Ebenso besitzen die weiteren Geräteträger 44 bzw. 4i voneinander bzw. von dem Geräteträger 43 den gleichen Abstand.

Die in der F i g. 3c gezeigte dreiphasige Stromschiene 47, die den Trennschalter 40 mit Schmelzsicherungen 48 verbindet, ist daher auch bei den Ausführungen gemäß

κι den Fig. 3u und 3b verwendbar. Gleiches gilt für die untere Stromschiene 49, die als weitere Einspeisung für das auf dem Geräteträger 43 befindliche weitere Schütz 46 vorgesehen ist. Ferner ist die Stromschiene 50 sowohl bei dem Gerät nach der F i g. 3a als auch nach

ti der Fi g. 3b benutzbar. Lediglich die Stromschiene 51 ist nur bei der größten Geräteausführung nach der F i g. 3a zu verwenden.

Sinngemäß gleiche Verhältnisse ergeben sich für die abführenden Stromschienen, Jie an die Abgangsseite

?ii der Schütze ingeschlossen sind. Dies ist in den Fig.4a bis 4c dargestellt, die wiederum ν icmatisch den Einbauraum dreier verschieden großtr üruckfesier Gehäuse zeigen. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sind lediglich die Ebenen der Geräteträger 43, 44

j5 und 45 eingezeichnet, während die Ebene der Trennschalter und Schmelzsicherungen fortgelassen sind. Bei der Bestückung jedes Geräteträgers mit zwei Schützen benötigt man somit für jeden Geräteträger zwei dreiphasige Stromschienen für die Verbindung mit den

jo Durchführungen 60 der Abgangsseite. Dementsprechend sind für den Geräteträger 43 zwei gleich gestaltete Stromschienen 52 und 53 vorgesehen. Entsprechende kürz.ere Stromschienen 54 und 55 verbinden den Geräteträger 44 mit den druckfesten

)-, Durchführungen an der linken Seitenwand des Einbauraumes. Zwei weitere dreiphasige Stromschienen 56 und 57 sind für den Geräteträger 45 vorgesehen.

Ähnlich wie dies für die Stromschienen der Eingangsseite anhand der Fig. 3a bis 3c erlänert wurde, sind auch einige der Stromschienen der Abgangsseite für mehrere Ausführungsformen verwend! ar So sind z. B. die Stromschienen 56 und 57 für alle drei Gehäusegrößen verwendbar. Ferner sind die Stromschienen 54 und 55 für die Ausführungen gemäß

•t> den I·'ig. 4a und 4b zu benutzen, während die Stromschienen 52 und 53 nur für die größte Ausführung der .Schaltgerätekombination benötigt werden.

Insgesamt werden zehn verschiedene Stromschienen benötigt, wobei jedoch die Abgangsschienen in den

'>(> F i g. 4a bis 4c aus gleichen Einz.elschienen hergestellt werden können, die lediglich in anderer Lage montiert werden. Dies wird durch die Zuordnung der an den Schützen vorgesehenen Klemmslellen zu den in der linken S'-i'enwand angeordneten druckfesten Durihfiih-

V) riingen erreicht.

Hierzu 3 13IaIt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Isolierte Stromschienen au» massivem Leiterwerkstoff zur Verbindung von Anschlußpunkten im dreidimensionalen Verlauf der Hauptstrombahnen in druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer mehrphasigen Strombahn gehörenden Stromschienen ineinander passend und raumsparend verlegbar geformt sind und einzeln mit einem mechanisch festen und thermisch beständigen, homogenen und bei der Aufbringung dünn verlaufenden Isolierstoff lediglich unter Freilassung von Kontaktflächen beschichtet sind.

2. Isolierte Stromschienen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem im Wirbel-Sinter-Verfahren aufgebrachten Epoxidharz besteht.