DE4434341A1

DE4434341A1 - Expansion compensator for abutting electrical line ends in turbine generator

Info

Publication number: DE4434341A1
Application number: DE19944434341
Authority: DE
Inventors: Ulrich Terwolbeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-03-28

Abstract

In the expansion compensator, a pair of plates (4,5), are respectively attached to opposing ends (2) of the electric line (1), and lie one behind the other along the axis of expansion (3). The plates are electrically coupled by a number of elastically-deformable curved rods (6). Pref. the plates are circular, with one of the plates carrying an insulating sleeve (8) enclosing both plates and the coupling rods between them.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dehnungsausgleicher zur Einfü gung zwischen zwei Enden einer elektrischen Leitung, welcher entlang einer Achse dehnbar ist.The invention relates to an expansion compensator for insertion supply between two ends of an electrical line, which is stretchable along an axis.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Dehnungs ausgleicher zur Übertragung eines hohen elektrischen Stroms, wie er z. B. in einer Ständerwicklungsableitung einer elektri schen Großmaschine, beispielsweise eines Turbogenerators, eingesetzt wird.The invention relates in particular to an expansion equalizer for the transmission of a high electrical current, how he z. B. in a stator winding derivative of an electri large machine, for example a turbogenerator, is used.

Ein Dehnungsausgleicher findet insbesondere dann in einer elektrischen Leitung Verwendung, wenn die Leitung an ein Bau teil angeschlossen ist, welches im Betrieb Vibrationen unter worfen ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Lei tung eine Ständerwicklungsableitung eines Turbogenerators ist und den Anschluß an eine Ständerwicklung des Turbogenerators darstellen soll.A strain compensator is particularly found in one electrical wire use when the wire to a construction part is connected, which vibrates during operation is thrown. This is the case, for example, if the lei device is a stator winding derivative of a turbogenerator and the connection to a stator winding of the turbogenerator should represent.

Die Ständerwicklung wird durch ein in dem Turbogenerator rotierendes Magnetfeld einer periodisch wech selnden Beanspruchung unterworfen, die sich im Auftreten von Vibrationen äußert. Diese Vibrationen betreffen in erster Li nie die Ständerwicklung selbst und treten an einem Gehäuse des Turbogenerators, durch das die Ständerwicklungsableitung hindurchführen soll, allenfalls in eingeschränktem Umfang auf. Um die Ständerwicklungsableitung mechanisch zu entla sten, muß in ihr zumindest ein Dehnungsausgleicher vorgesehen sein, welcher die von der Ständerwicklung ausgehenden Vibra tionen aufnehmen kann.The stator winding is made by a Turbogenerator rotating magnetic field a periodically changing subject to selenium stress, which occurs in the occurrence of Vibrations. These vibrations primarily affect Li never the stator winding itself and step on a case of the turbogenerator through which the stator winding lead should lead through, at most to a limited extent on. To mechanically discharge the stator winding lead Most, at least one strain compensator must be provided in it which is the vibra emanating from the stator winding can take up.

Ein Dehnungsausgleicher ist auch dann von Vorteil, wenn ther mische Dehnungen ausgeglichen werden müssen. Auch dies ist im Falle einer Ständerwicklungsableitung der Fall, da beim Be trieb eines Turbogenerators stets eine Erwärmung der Ständer wicklung erfolgt. Gemäß bisheriger Praxis besteht ein in ei nem Turbogenerator einzusetzender Dehnungsausgleicher aus ei nem Paket U-förmig oder V-förmig gebogener Bleche. Diese Aus führungsform hat allerdings gelegentlich für Probleme ge sorgt, da der Bruch eines einzigen Bleches bereits die Fe stigkeit des Dehnungsausgleichers beeinträchtigt und zu einer erhöhten Neigung zu weiteren Brüchen führt.A strain compensator is also an advantage if ther mixed expansions must be compensated. This is also in the In the case of a stator winding derivation, the case because the Be of a turbogenerator always heated the stator winding is done. According to previous practice, there is an egg Expansion compensator made of egg to be used in a turbogenerator a package of U-shaped or V-shaped sheets. This out form of management has occasionally caused problems ensures that the breakage of a single sheet already strength of the expansion compensator is impaired and becomes a increased tendency leads to further breaks.

Dementsprechend ist es die Alfgabe der Erfindung, eine andere Ausführungsform eines Dehnungsausgleichers anzugeben, die insbesondere im Hinblick auf die beim Einsatz in einem Turbo generator zu erwartenden mechanischen Belastungen wesentlich robuster als die bekannte Ausführungsform ist.Accordingly, the object of the invention is another Specify embodiment of a strain compensator that especially with regard to when used in a turbo mechanical loads to be expected is more robust than the known embodiment.

Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben wird ein Dehnungsausglei cher zur Einfügung zwischen zwei Enden einer elektrischen Leitung, welcher entlang einer Achse dehnbar ist, welcher er findungsgemäß zwei entlang der Achse hintereinanderliegende Platten, an denen jeweils ein Ende befestigbar ist, sowie ei ne Vielzahl von gekrümmten, elastisch verbiegbaren Stäben aufweist, die jeweils mit beiden Platten elektrisch leitend verbunden sind.An expansion compensator is given to solve this task for insertion between two ends of an electrical Pipe which is stretchable along an axis which it according to the invention two lying one behind the other along the axis Plates to which one end can be attached, and egg A multitude of curved, elastically bendable rods has, each electrically conductive with both plates are connected.

Erfindungsgemäß kommen anstelle der gebogenen Bleche gekrümm te Stäbe zum Einsatz, die deutlich weniger als Bleche zum Bruch neigen und die dementsprechend deutlich höher belastbar sind als Bleche. Der Einsatz der Stäbe anstelle der Bleche gibt darüber hinaus dem Dehnungsausgleicher eine gewisse Ela stizität in allen Richtungen senkrecht zur Achse, was bei dem aus Blechen bestehenden Dehnungsausgleicher nicht der Fall ist - eine Elastizität in wirksamer Größe ist bei dem Deh nungsausgleicher aus Blechen nur gegeben in einer Richtung, die senkrecht zur Ausrichtung der Bleche liegt. Der erfin dungsgemäße Dehnungsausgleicher hat mithin gegenüber dem be kannten Dehnungsausgleicher einen zusätzlichen Freiheitsgrad zum Ausgleich von Dehnungen, woraus sich nicht zuletzt sein Vorteil erklärt. According to the invention, curved sheets come instead of the bent sheets rods that are significantly less than sheet metal for Tend to break and are accordingly much more resilient are as sheets. The use of the bars instead of the sheets also gives the strain compensator a certain ela static in all directions perpendicular to the axis, which is the case with the expansion compensators made of sheet metal are not the case is - an elasticity in effective size is with the deh expansion joint made of sheet metal only given in one direction, which is perpendicular to the alignment of the sheets. The inventor strain compensator according to the invention has thus compared to the be Strain compensators knew an additional degree of freedom to compensate for stretching, which should not last Advantage explained.

Bevorzugtermaßen ist jeder Stab in dem Dehnungsausgleicher um die Achse gewendelt, was zur Gewährleistung einer über alle Richtungen senkrecht zur Achse gleichmäßigen Elastizität des Dehnungsausgleichers beiträgt und somit der Möglichkeit einer Überbeanspruchung wirksam vorbeugt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn jede Platte etwa kreisscheibenförmig und etwa senkrecht zur Achse ausgerichtet ist, die Stäbe jeweils an ihrem Außenumfang mit der Platte verbunden sind und ferner jede Platte eine Lasche zum Anschluß an ein Ende aufweist. Der somit ertüchtigte Dehnungsausgleicher hat eine bezüglich der Achse etwa zylindrische Geometrie und kann damit eventu elle Dehnungen besonders gut auffangen und ausgleichen.Preferably, each bar is in the strain compensator the axis coiled, ensuring one over all Directions perpendicular to the axis uniform elasticity of the Strain compensator contributes and thus the possibility of one Effective prevention of overuse. It is particularly advantageous it when each plate is approximately circular and approximately is aligned perpendicular to the axis, the rods each their outer periphery are connected to the plate and further each plate has a tab for connection to one end. The thus strengthened expansion compensator has one regarding the axis about cylindrical geometry and can eventu Catch and compensate for all strains particularly well.

Außerdem bevorzugt sind die Platten des Dehnungsausgleichers gegeben durch eine erste Platte und eine zweite Platte, wobei die erste Platte eine Isolierhülse trägt, welche beide Plat ten sowie die Stäbe umgibt. Dergestalt sind insbesondere die Stäbe gegen ihre Umgebung isoliert, was insbesondere bei der Verwendung des Dehnungsausgleichers unter hoher elektrischer Spannung, wie es insbesondere an einer elektrischen Großma schine der Fall ist, von Bedeutung ist.The plates of the expansion compensator are also preferred given by a first plate and a second plate, whereby the first plate carries an insulating sleeve, which both plat as well as surrounding the bars. Such are in particular Rods isolated from their surroundings, which is particularly the case with the Using the strain compensator under high electrical Voltage, as is especially the case with a large electrical system is the case, is important.

Bevorzugte Anwendung findet der Dehnungsausgleicher jedweder Ausgestaltung zur Übertragung eines elektrischen Stromes von mehr als 1000 A und kommt insbesondere zum Einsatz in einer Ständerwicklungsableitung einer elektrischen Großmaschine, beispielsweise eines Turbogenerators.The expansion compensator of any kind is preferred Design for the transmission of an electric current from more than 1000 A and is used especially in one Stator winding derivation of a large electrical machine, for example a turbo generator.

Ein Ausführungsbeispiel des Dehnungsausgleichers nach der Er findung geht aus der Zeichnung hervor. Dort zeigen im einzel nen:An embodiment of the strain compensator according to the Er invention is shown in the drawing. There show in detail NEN:

Fig. 1 eine Ansicht des Dehnungsausgleichers in einer elektrischen Leitung senkrecht zur Achse; Figure 1 is a view of the strain compensator in an electrical line perpendicular to the axis.

Fig. 2 einen senkrecht zur Achse gelegten Querschnitt durch den Dehnungsausgleicher. Fig. 2 shows a cross section perpendicular to the axis through the expansion compensator.

Fig. 1 zeigt eine elektrische Leitung 1, in die der erfin dungsgemäße Dehnungsausgleicher eingefügt wird. Die elektri sche Leitung 1 hat zwei Enden 2, welche entlang der Achse 3 einander gegenüberliegen. An diese Enden 2 anzuschließen ist der Dehnungsausgleicher. Dieser besteht aus einer ersten Platte 4 und einer zweiten Platte 5, die über eine Vielzahl von gekrümmten Stäben 6 miteinander verbunden sind. Jeder Stab 6 ist um die Achse 3 gewendelt. Jede Platte 4, 5 trägt eine Lasche 7, an der jeweils, ein Ende 2 anzuschließen ist. Die Lasche 7 kann in beliebiger, elektrisch leitfähiger Weise mit der Platte 4, 5 verbunden sein, insbesondere durch Ver schraubung, Verschweißung oder Verlötung. Auch kann sie mit der jeweiligen Platte 4, 5 ein einstückiges Bauteil bilden. Die erste Platte 4 trägt eine Isolierhülse 8, die außer der ersten Platte 4 die Stäbe 6 und die zweite Platte 5 umgibt; auf diese Weise ist eine elektrische Isolierung der mehr oder weniger voluminösen Anordnung mit den beiden Platten 4, 5 so wie den Stäben 6 gegeben. Beide Enden 2 und beide Laschen 7 sind versehen mit Bohrungen 9, durch die zur Befestigung der Enden 2 mit den Laschen 7 Bolzen oder Schrauben gesteckt wer den können. Die Verbindung der Enden 2 und der Laschen 7 un terliegt keinen über die einschlägigen Fachkenntnisse hinaus gehenden Beschränkungen; jedwede elektrisch leitfähige und mechanisch hinreichend belastbare Verbindung wie Verschrau bung, Verschweißung, Verlötung und Verklammerung ist denkbar. Fig. 1 shows an electrical line 1 , into which the strain compensator according to the invention is inserted. The electrical cal cal 1 has two ends 2 , which are opposite to each other along the axis 3 . The expansion compensator must be connected to these ends 2 . This consists of a first plate 4 and a second plate 5 , which are connected to one another by a plurality of curved rods 6 . Each rod 6 is wound around the axis 3 . Each plate 4 , 5 carries a tab 7 , to which one end 2 is to be connected. The tab 7 can be connected to the plate 4 , 5 in any electrically conductive manner, in particular by screwing, welding or soldering. It can also form an integral component with the respective plate 4 , 5 . The first plate 4 carries an insulating sleeve 8 which, in addition to the first plate 4, surrounds the rods 6 and the second plate 5 ; in this way there is electrical insulation of the more or less voluminous arrangement with the two plates 4 , 5 and the rods 6 . Both ends 2 and both tabs 7 are provided with holes 9 through which 7 bolts or screws can be inserted through which the tabs 2 are fastened. The connection of the ends 2 and the tabs 7 is not subject to any restrictions beyond the relevant specialist knowledge; any electrically conductive and mechanically sufficiently resilient connection such as screwing, welding, soldering and clamping is conceivable.

Als Werkstoffe kommen für die Komponenten 4, 5, 6 und 7 des Dehnungsausgleichers vor allem die üblichen, für elektrische Anwendungen gebräuchlichen Werkstoffe , insbesondere Kupfer- und Aluminiummaterialien, sowie gegebenenfalls entsprechende Zusatzwerkstoffe zum Schweißen und Löten in Frage.Suitable materials for components 4 , 5 , 6 and 7 of the expansion compensator are, in particular, the usual materials customary for electrical applications, in particular copper and aluminum materials, and, if appropriate, corresponding filler materials for welding and soldering.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Dehnungsausgleicher entlang der Linie II-II in Fig. 1. Der Querschnitt ist der Übersicht halber nur zur Hälfte dargestellt. Erkennbar sind die zweite Platte 5 sowie eine Vielzahl von Stäben 6, die sämtlich am Außenumfang der zweiten Platte 5 befestigt sind. FIG. 2 shows a cross section through the expansion compensator along the line II-II in FIG. 1. The cross section is only half shown for the sake of clarity. The second plate 5 and a plurality of rods 6 , which are all attached to the outer circumference of the second plate 5 , can be seen.

Wiederum kann die Befestigung der Stäbe 6 mit den Platten 4, 5 auf jede praktikable Art und Weise erfolgen, insbesondere durch Verlötung oder Verschweißung. Die Stäbe 6 sind vonein ander beabstandet, wodurch ausgeschlossen ist, daß einander benachbarte Stäbe 6 im Betrieb aneinander reiben und somit möglicherweise vorzeitige Brüche verursachen. In Fig. 2 außerdem erkennbar ist, die Isolierhülse 8, die die zweite Platte 5 und die Stäbe 6 umgibt und gegen die Umgebung iso liert.Again, the rods 6 can be fastened to the plates 4 , 5 in any practical way, in particular by soldering or welding. The rods 6 are spaced from one another, which precludes the possibility of adjacent rods 6 rubbing against one another during operation and thus possibly causing premature breaks. In Fig. 2 can also be seen, the insulating sleeve 8 , which surrounds the second plate 5 and the rods 6 and iso liert against the environment.

Claims

1. Expansion compensator for insertion between two ends ( 2 ) of an electrical line ( 1 ), which is stretchable along an axis ( 3 ), characterized by two plates ( 4, 5 ) lying one behind the other along the axis ( 3 ), each having one end ( 2 ) can be fastened, and a plurality of curved, elastically bendable rods ( 6 ), each of which is electrically conductively connected to the plates ( 4, 5 ).

2. Strain compensator according to claim 1, wherein each rod ( 6 ) is wound around the axis ( 3 ).

3. Strain compensator according to claim 2, wherein each plate ( 4 , 5 ) is approximately circular disc-shaped and approximately perpendicular to the axis ( 3 ) and has a tab ( 7 ) for connection to one end ( 2 ), and the rods ( 6 ) are connected to the outer periphery of the plate ( 4 , 5 ).

4. Strain compensator according to one of the preceding claims, in which the plates ( 4, 5 ) are provided by a first plate ( 4 ) and a second plate ( 5 ), the first plate ( 4 ) carrying an insulating sleeve ( 8 ), which surrounds both plates ( 4, 5 ) and the rods ( 6 ).

5. Strain compensator according to one of the preceding claims che, which is capable of transmitting an electrical current of more than 1000 amperes.

6. Strain compensator according to one of the preceding claims, which is inserted into a stator winding lead ( 1 ) of a large electrical machine, in particular a turbogenerator.