DE3211845A1 - Three-phase conductor - Google Patents

Three-phase conductor

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/06Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/061Tubular casings
    • HELECTRICITY
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    • H02G5/10Cooling

Abstract

The invention relates to a three-phase conductor having four metallic and intermediately located tubes, which are located concentrically around one another and consist of insulating material. The three phases and the neutral conductor are connected to the metallic tubes. As a result of its geometric symmetry, the three-phase conductor has no external magnetic field. It is thus preferably laid where no magnetic interference fields may occur. As a consequence of the low current displacement in the conductor tubes, which is likewise a consequence of the rotationally symmetrical structural shape, the three-phase conductor is distinguished by particularly low energy-transmission losses. A magnetic field occurs only inside the conductor cross-section which, in comparison with conventional structures, leads to a considerable reduction in the conductor inductance and hence to a reduction in the voltage drop along the conductor. A coolant for recovering the energy-transmission losses can be passed through the cavity which is surrounded by the inner tube.

Description

Köln, den 8. März 1982 vA. ' .Cologne, March 8, 1982 vA. '.

Anmelderin: BMS Ingenieur-GesellschaftApplicant: BMS Ingenieur-Gesellschaft

mbH & Co. Kommandit-GesellachaftmbH & Co. limited partnership

Mein Zeichen: B 163/1My reference: B 163/1

Drehstrom-LeiterThree-phase conductor

Die Erfindung betrifft einen Drehstrc-ia-Leiter mit gegeneinander isolierten Leitern für drei Phasen und Null. Insbesondere betrifft die Erfindung eine sogenannte Stromschiene. Dies ist ein starrer, nicht flexibler Leiter, der zur Energie-Übertragung in Drehstrom-Niederspannungsanlagen dient. Solche Drehstrom-Niederspannungsanlagen gibt es zum Beispiel in großen Gebäuden wie Krankenhäusern, Fabriken usw. Sie übertragen die elekttische Energie von der Niederspannungszentrale zu Verteilungen und Großverbrauchern. The invention relates to a three-phase conductor with one another insulated conductors for three phases and zero. In particular, the invention relates to a so-called busbar. This is a Rigid, non-flexible conductor that is used to transfer energy in three-phase low-voltage systems. Such three-phase low-voltage systems exist, for example, in large buildings such as hospitals, Factories, etc. They transmit electrical energy from the low-voltage center to distributors and large consumers.

Elektrische Leiter, mit denen elektrische Energie übertragen wird, sollen niedrige Verluste und geringe Spannungsabfälle aufweisen. Sofern sie in Gebäuden mit magnetfeidempfindlichen Einrichtungen installiert sind, wie zum Beispiel in Labors, Kliniken und der-'gleichen, dürfen sie nur schwache Magnetfelder erzeugen. Schließlich soll ein Drehstrom-Leiter wenig Raumteanspruchen und sich leicht montieren lassen.Electrical conductors with which electrical energy is transmitted, should have low losses and low voltage drops. Provided they are in buildings with devices sensitive to magnetic fields are installed, for example in laboratories, clinics and the like, they are only allowed to generate weak magnetic fields. In the end a three-phase conductor should take up little space and be easy to assemble.

Für die Erfindung stellt sich demnach die Aufgabe, einen Drehstrom-Leiter so auszubilden, daß er geringe elektrische Verluste, kein äußeres magnetisches Feld, geringen Raumbedarf und leichte Montierbarkeit aufweist. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung mit einem Drehstrom-Leiter, der sich dadurch auszeichnet, daß die einzelnen Leiter konzentrisch umeinander liegende metallische Rohre sind, zwischen denen Rohre aus Isoliermaterial liegen. Der zylindrische Hohlraum des innenliegenden metallischen Rohres dient zur Durchführung eines Kühlmittels.For the invention, therefore, the problem arises of a three-phase current conductor to be trained so that it has low electrical losses, no external magnetic field, small space requirements and light Has mountability. The solution to this problem arises according to the invention with a three-phase current conductor, which is characterized in that the individual conductors are concentrically arranged around one another are metallic pipes with pipes made of insulating material between them. The cylindrical cavity of the internal metallic Tube is used to carry a coolant.

•if.• if.

Bei einem solchen Drehstrom-Leiter, der aus konzentrisch umeinander liegenden Leitern mit Kreisringquerschnitt besteht, erfolgt eine Stromverdrängung oder Verdichtung der Strompfade allein in Wandstärkerichtung der einzelnen Leiter. Die tatsächliche Strom-• ' Verdrängung ist damit vernachlässigbar gering. Infolgedessen beschränken sich die Übertragungsverluste praktisch auf die Gleichstromverluste und erreichen damit ein nicht zu unterbietendes Minimum. Infolge Beiner geometrischen Symmetrie hat der erfindungsgeraäße Drehstrom-Leiter kein äußeres Magnetfeld. Daher kann er' oh ne weiteres in Gebäuden verlegt werden, in denen keine magnetischen Störfelder auftreten dürfen. Ein Magnetfeld existiert al-With such a three-phase conductor, which are concentric around each other Lying conductors with a circular ring cross-section, the current is displaced or the current paths are compressed solely in Wall thickness direction of the individual conductors. The actual current • 'This means that displacement is negligibly small. As a result, the transmission losses are practically limited to the direct current losses and thus achieve a minimum that cannot be undercut. As a result of Beiner's geometric symmetry, the inventive device Three-phase conductor no external magnetic field. So he can 'oh ne further be laid in buildings in which no magnetic interference fields may occur. A magnetic field exists

^ ' ' lein im Inneren des Leitersystems; es verschwindet an der Oberfläche des äußeren Leiters und wirkt nicht nach außen, wodurch sich die geringe Induktivität des erfindungsgemäßen Drehstrom-Lei' ters erklärt. Dies ist der wesentliche Grund für dessen geringen • Spannungsabfall. Durch den zylindrischen Hohlraum kann ein Kühlmittel hindurchgeleitet werden. Hierdurch wird die Wärmeenergie der Übertragungsverluste zurückgewonnen. Gegenüber einem Betrieb .ohne Kühlung lassen sich auch die Leiterquerschnitte herabsetzen. . Bis auf den Querschnitt dieses zylindrischen Hohlraumes werden dl« Querschnitte sämtlicher Leiter zur Energie-Übertragung verwendet. Hierdurch ergibt sich eine optimale Raumausnutzung. Der erfindungi gemäße Drehstrom-Leiter läßt sich einfach mit üblichen Rohrschel-^ '' lein inside the ladder system; it disappears on the surface of the outer conductor and does not act to the outside, whereby the low inductance of the three-phase line according to the invention ters explained. This is the main reason for its low voltage drop. A coolant can pass through the cylindrical cavity be passed through. This recovers the thermal energy from the transmission losses. Compared to a company .Without cooling, the conductor cross-sections can also be reduced. . Except for the cross-section of this cylindrical cavity, the cross-sections of all conductors are used for energy transmission. This results in an optimal use of space. The invention appropriate three-phase conductor can be easily connected with the usual pipe clamps

^ len montieren.^ len assemble.

Die Wandstärke der zwischen den Leitern liegenden Isolierrohre is1 äußerst dünn und hängt allein von der elektrischen Spannungsfestig keit des Isolierwerkstoffes sowie den Fertigungstoleranzen ab.The wall thickness of the insulating tubes between the conductors is1 extremely thin and depends solely on the electrical dielectric strength the insulation material and the manufacturing tolerances.

Ein erfindungsgemäßer Drehstrom-Leiter besteht aus Teilstücken, die eine Länge von einigen Metern haben. Zum Verbinden der einzelnen Teilstücke dient die folgende zweckmäßige Ausgestaltung: • Der Umfang der Rohrenden ist mit sektorförmigen Aussparungen versehen, in die Keile einschiebbar sind. Die Keile haben, abwechselnd radial aufeinanderfolgend, metallische und isolierende Abschnitte in Form von Kreisringsektoren, die im eingeschobenen Zustand mit den entsprechenden rohrförmigen Leitern und Isolier-63/1 schichten des Drehstrom-Leiters in Deckung liegen. Anders ausge-A three-phase conductor according to the invention consists of sections that have a length of a few meters. To connect the individual The following useful design is used for sections: • The circumference of the pipe ends is provided with sector-shaped recesses, can be pushed into the wedges. The wedges have, alternately radially successive, metallic and insulating sections in the form of circular ring sectors, which in the inserted state with the corresponding tubular conductors and insulating 63/1 layers of the three-phase conductor are in cover. Differently

drückt; Die Enden von aneinander anstoßenden TeilstUcken werden radial eingeschnitten und. in diese Einschnitte Keile eingeschoben, die das aus den beiden Rohrenden herausgenommene Material ersetzen und die rohrförmigen Leiter des einen TeilstUckes nit den entsprechenden Leitern des folgenden TeilstUckes elektrisch verbinden. Die Keile können radial verlaufende Schlitze aufweinen. Diese können mit einem elastischen, isolierenden Material gefüllt sein, das die durch das Schlitzen entstandenen beiden Keilhälften klebend verbindet. Infolge der Elastizität können die Keile in Uofangsrichtung etwas zusammengedrückt und so mit Spannung in die sektorförmigen Ausschnitte der Rohre eingeschoben und in diesen gehalten werden. Hierdurch ergibt sich ein definierter Kontaktdruck an den Übergangsstellen zwischen den TeilstUcken des Drehstrom-Leiters und den Keilen. presses; The ends of adjoining parts are incised radially and. wedges inserted into these incisions, which replace the material removed from the two pipe ends and the tubular conductors of one section with the corresponding ones Electrically connect the conductors of the following section. The wedges can have radial slots. These can be filled with a resilient, insulating material that protects the two halves of the wedge created by the slitting adhesively connects. As a result of the elasticity, the wedges can be compressed somewhat in the circumferential direction and thus with tension in the sector-shaped cutouts of the tubes are inserted and held in them. This results in a defined contact pressure at the transition points between the sections of the three-phase conductor and the wedges.

Das Einschieben der Keile in die sektorförmigen Aussparungen^ an den Enden der Teilstücke des Drehstromleiters erfolgt mit Hilfe von Schrauben, die sich durch die Wand eines über die Stoßstelle zu schiebenden Spannringes hindurchschrauben lassen.The insertion of the wedges into the sector-shaped recesses ^ on the ends of the sections of the three-phase conductor is carried out with the help of screws running through the wall of one over the joint Let the clamping ring to be pushed screw through.

Zum Anschließen abzweigender Drehstrom-Leiter, das heißt zur BiI-• dung von Knotenpunkten, ist vorgesehen, daß die durchgehenden Rohre eines speziell ausgebildeten T-förmigen Abzweigelementes einen mittig zwischen ihren Enden gelegenen, senkrecht zur Rohrachse stehenden Ansatz tragen, wobei sowohl die metallischen als auch die isolierenden Rohre des durchgehenden Drehstrom-Leiter3 einstückig mit den entsprechenden Rohren de3 abzweigenden Ansatzes verbunden sind. Das Abzweigelement ist aus FertigungsgrUnden entlang einer Symmetrieebene, die durch die Achsen sämtlicher Rohre verläuft, aufgeschnitten. Dieser Schnitt teilt das Abzweigelement in zwei symmetrische, T-förmige Hälften, die im zusammengefügten. Zustand durch ein isolierendes Gehäuse zusammengehalten werden.For connecting branching three-phase conductors, i.e. to the BiI- • formation of nodes, it is provided that the continuous pipes of a specially designed T-shaped branch element, one located centrally between its ends, perpendicular to the pipe axis Wear standing approach, with both the metallic and the insulating tubes of the continuous three-phase conductor3 in one piece with the corresponding pipes de3 branching off approach are connected. The branch element is along for manufacturing reasons a plane of symmetry that runs through the axes of all tubes, cut open. This cut divides the branch element into two symmetrical, T-shaped halves that are joined together. State are held together by an insulating housing.

Zum Herstellen einer rechtwinkligen Abknickung des Drehstrom-Leiters sind Winkelstücke vorgesehen. Diese bestehen aus zwei normalen, unter einem Winkel von 90° aufeinanderstehenden Drehstrom- - Leiter-Teilstücken, welche das normale Querschnittsbild aufweisen I63/I und in der unter 45° verlaufenden Symmetrie ebene der Ehirchatoß-rfT1 Elbow pieces are provided to produce a right-angled bend in the three-phase current conductor. These consist of two normal three-phase current conductor sections, one on top of the other at an angle of 90 °, which have the normal cross-sectional image I63 / I and the Ehirchatoß-RFT 1 in the 45 ° symmetry plane

punkte beider Rohrsysteme einstückig miteinander verbunden sind.
Aus Fertigungsgründen sind die beiden die Abknickung bildenden
Schenkel entlang einer zweiten Symmetrieebene aufgeschnitten, die ■ durch die Achsen der beiden abknickenden Rohrsysteme verläuft. So entstehen zwei symmetrische, L-förmige Hälften, die im zusammengefügten Zustand durch ein isolierendes Gehäuse zusammengehalten
werden; . .
points of both pipe systems are integrally connected to each other.
For manufacturing reasons, the two form the kink
Legs cut open along a second plane of symmetry which ■ runs through the axes of the two kinking pipe systems. This creates two symmetrical, L-shaped halves that are held together by an insulating housing when joined
will; . .

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung istiUsing the example of the embodiments shown in the drawing the invention will now be further described. In the drawing isti

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehstrom-Leiters mit in den Rohrenden vorgesehenen Ausschnitten und einem in diese einschiebbaren Keil sowie der zusätzlichen Darstellung eines Abzweigelementes und eines
Winkelstückes,
1 shows a perspective view of a three-phase current conductor according to the invention with cutouts provided in the pipe ends and a wedge that can be pushed into them, as well as the additional representation of a branch element and a
Elbow,

Fig. 2 ein Querschnitt durch ein Rohrende mit eingesetzten Keilen und einem aufgesetzten Spannring.Fig. 2 shows a cross section through a pipe end with inserted wedges and an attached clamping ring.

Fig. 1 zeigt die verschiedenen konzentrisch umeinander liegenden
Rohre. Dies sind das innere metallische Rohr 12 und die diese umschließenden weiteren metallischen Rohre 14, 16 und 18. Das innere metallische Rohr 12 umschließt den zylindrischen Hohlraum 20.
Zwischen, den vier metallischen Rohren liegen die Rohre 22, 24 und 26 aus Isoliermaterial. In den Enden der Rohre sind die sektorförmigen Ausschnitte 28 vorgesehen. Je ein Keil 30 wird in einen der Ausschnitte 28 eingeschoben. Ein solcher Keil 30 ist in Fig. 1
dargestellt. Er weist radial aufeinanderfolgende metallische Abschnitte 32 und isolierende Abschnitte 34 auf. Diese sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie bei eingeschobenen Keilen die
entsprechenden Abschnitte der aufeinanderfolgenden TeÜ3tücke des Dreh3trom-Leiters miteinander verbinden. Der Keil 30 weist weiter einen radialen Schlitz 36 auf. Dieser kann sich wie dargestellt
über die gesamte radiale Ausdehnung des Keiles 30 erstrecken. Der Schlitz 36 kann mit einem elastischen, isolierenden Material, gegebenenfalls einem Kleber, gefüllt sein. ~eii .
Fig. 1 shows the various concentrically surrounding one another
Tube. These are the inner metallic tube 12 and the further metallic tubes 14, 16 and 18 surrounding them. The inner metallic tube 12 surrounds the cylindrical cavity 20.
Between the four metal tubes are the tubes 22, 24 and 26 made of insulating material. The sector-shaped cutouts 28 are provided in the ends of the tubes. A wedge 30 is inserted into one of the cutouts 28. Such a wedge 30 is shown in FIG. 1
shown. It has metallic sections 32 and insulating sections 34 following one another radially. These are designed and arranged so that when the wedges are inserted, the
Connect the corresponding sections of the successive parts of the rotary current conductor with one another. The wedge 30 also has a radial slot 36. This can be as shown
Extend over the entire radial extent of the wedge 30. The slot 36 can be filled with an elastic, insulating material, optionally an adhesive. ~ eii.

Zum gesamten Drehstrom-Leitersystem gehört ferner das T-förmige Abzweigelement 38, das aus den konzentrisch uraeinanderliegenden Rohren 40 und dem senkrecht dazu stehenden Ansatz 41 gebildet wird. An dem in Fig. 1 rechte liegenden Ende des Abzweigelementes befindet sich das Winkelstück 42, das. ein weiteres Element des gesamten Drehstrom-Leitersystems darstellt. Es ist so ausgebildet, daß die konzentrisch umeinanderliegenden metallischen und isolierenden Rohre, aus denen es besteht, in der unter 45° verlaufenden Syrainetrieebene 44 unter einem Winkel von 90° aufeinanderstoßen.The T-shaped system is also part of the entire three-phase conductor system Branch element 38, which consists of the concentric ura each other Tubes 40 and the extension 41 standing perpendicular thereto is formed. Located at the end of the branch element located on the right in FIG. 1 the elbow 42, which represents a further element of the entire three-phase conductor system. It is designed so that the concentrically surrounding metallic and insulating pipes that make it up, in the symmetry plane running at 45 ° 44 meet at an angle of 90 °.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch ein Rohrende mit in dessen Aus- ; schnitte 28 eingeschobenen Keilen 30. Ein Spannring 46 mit Schrauben 48 1st auf das Rohrende aufgesetzt. Mit diesen Schrauben 48 werden die Keile 30 radial nach innen gedrückt und dadurch in ihrer Sollage in den Ausschnitten 28 gehalten.Fig. 2 shows the section through a pipe end with in its out ; cuts 28 inserted wedges 30. A clamping ring 46 with screws 48 is placed on the end of the pipe. With these screws 48, the wedges 30 are pressed radially inward and thereby held in their intended position in the cutouts 28.

-S--S-

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Claims (10)

Köln, den 8. März 1982 vA.Cologne, March 8, 1982 vA. Anmelderin: BMS Ingenieur-GesellschaftApplicant: BMS Ingenieur-Gesellschaft mbH&.Co. Kommandit-GesellschaftmbH & .Co. Limited partnership Mein Zeichem B 163/1My sign B 163/1 AnsprücheExpectations Drehstron-Leiter mit gegeneinander isolierten Leitern für drei Phasen und Null, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter konzentrisch umeinander liegende metallische Rohre (12, 14, 16, 18) sind, zwischen denen Rohre (22, 24, 26) aus Isoliermaterial, liegen, und das innenliegende metallische Rohr (12) einen zylindrischen Hohlraum (20) zur Durchführung eines Kühlmittels umschließt. ■ · Rotary current conductor with mutually insulated conductors for three Phases and zero, characterized in that the conductors lie concentrically around one another metallic tubes (12, 14, 16, 18) are, between which pipes (22, 24, 26) made of insulating material are, and the inner metallic tube (12) encloses a cylindrical cavity (20) for the passage of a coolant. ■ · 2. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Stärke der aus Isoliermaterial bestehenden Rohre (22, 24, 26) unter der der metallischen Rohre (12, 14, 16, 18) liegt. ' *2. Three-phase conductor according to claim 1, characterized in that the radial thickness of the pipes (22, 24, 26) made of insulating material below that of the metallic pipes (12, 14, 16, 18) lies. '* 3. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Rohrenden mit sektorförraigen Aussparungen' ' (28) versehen 1st, in die Keile (30) einschiebbar sind, die in eingeschobenen Zustand mit den Rohren (12 - 18, 22 - 26) in Deckung liegende kreisringförmige, metallisch leitende und isolierende Abschnitte (32, 34) bilden.3. Three-phase conductor according to claim 1 and 2, characterized in that that the circumference of the pipe ends with sector-shaped recesses '' (28) is provided, into which wedges (30) can be inserted, which in inserted state with the tubes (12-18, 22-26) in congruence circular, metallically conductive and insulating Form sections (32, 34). 4. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle (30) radial verlaufende Schlitze (36) aufweisen.4. Three-phase conductor according to claim 3 »characterized in that the trowel (30) have radially extending slots (36). 5. Drehstron-Leiter nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (36) mit einem elastischen, Isolierenden Mate~ rial gefüllt sind. ^5. rotary current conductor according to claim 3 and 4, characterized in that that the slots (36) with an elastic, insulating mate ~ rial are filled. ^ -A--A- 6. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausschnitte (28) eingeschobenen Keile (30) mittels Schrauben (48) über Spannringe (46) gehalten sind. 6. Three-phase conductor according to claim 3 to 5, characterized in that that the wedges (30) pushed into the cutouts (28) are held by means of screws (48) via clamping rings (46). 7. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, • daß. zur Bildung eines T-förmigen Abzweigelementes (38) die7. Three-phase conductor according to claim 1 to 6, characterized in that • that. to form a T-shaped branch element (38) " durchgehenden Rohre (40) einen mittig zwischen ihren Enden gelegenen, senkrecht zur Rohrachse stehenden Ansatz (41) tragen, dessen metallische und isolierende Rohre einstückig mit den entsprechenden Rohren des durchgängigen Leitersystems (40) verbunden sind. "continuous tubes (40) a centrally located between their ends, Wear perpendicular to the tube axis approach (41) whose metallic and insulating tubes are integral with the corresponding pipes of the continuous ladder system (40) are connected. 8. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Abzweigelement (38) in einer durch die senkrecht aufeinanderstellenden Rohrachsen hindurchlaufenden Symmetrieebene längsgeteilt ist und die beiden Hälften durch ein äußeres Gehäuse zusammengehalten sind.8. Three-phase conductor according to claim 7, characterized in that the entire branch element (38) in one through the perpendicular one on top of the other pipe axes is divided longitudinally through the plane of symmetry and the two halves by an outer one Housing are held together. 9. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung rechtwinkliger Abknickungen zwei gleichartige, aus metallischen und isolierenden Rohren bestehende Schenkel9. Three-phase conductor according to claim 1 to 8, characterized in that that for the formation of right-angled bends two similar legs consisting of metallic and insulating tubes • eines Winkelstückes (42) in der Symmetrieebene (44) der Durchstoßpunkte beider Rohrsysteme einstückig miteinander verbunden sind. · .• an angle piece (42) in the plane of symmetry (44) of the penetration points both pipe systems are integrally connected to one another. ·. 10. Drehstrom-Leiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Winkelstück in einer durch die beiden Rohrachsen verlaufenden Symmetrieebene längsgeteilt 1st und die beiden symmetrischen Hälften durch ein äußeres Gehäuse zusammengehalten sind. 10. Three-phase conductor according to claim 9, characterized in that the entire angle piece in one through the two pipe axes extending symmetry plane 1st and the two symmetrical halves are held together by an outer housing.
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