DE9015107U1 - Vorrichtung zur Kühlung von Stromschienen - Google Patents

Description

Klöckner-Moeller GmbH -1- 29.10.1990

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Vorrichtung zur Kühlung von Stromschienen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Stromschienen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aufgabe der Stromschienen-Systeme ist es, elektrische Energie beispielsweise in einem Gebäude oder einer Produktionsstätte zu transportieren und zu verteilen.

Stromschiene-Systeme sind besonders wirtschaftiich und flexibel. Die Wirtschaftlichkeit steigt mit der Anzahl der Anschlüsse und Abzwei gungen.

Man ist heute bestrebt, die Material kosten, insbesondere die Werkstoffkosten und die Abmessungen der Stromschienen durch Abführen der Verlustwärme zu senken, wodurch aber auch höhere Stromwerte erreicht werden können.

Zur Kühlung der Stromschienen sind Vorrichtungen bekannt, die Kühlkörper aus wärmeleitfähigern Werkstoff aufweisen.
Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-PS 3103433 beschrieben. Die in dieser Patentschift dargestellte Stromschiene ist quaderförmig und mit einem wärmeleitenden und den elektrischen Strom leitenden C-förmigen Kühlkörper verbunden, der die Stromschiene umgi bt.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß die Stromschienen in einem Stromschienen-Kanal sehr viel Platz beanspruchen würden, weswegen diese Lösung für Stromschienen-Systeme wie Stromschie

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nen-Verteiler, insbesondere im Niederspannungsbereich, nicht geeignet ist.

In Anlagen mit Schwefelhexafluorid als Isoliergas ist es bekannt, dieses Isoliergas als Kühlmedium einzusetzen. Hierbei entzieht das Isoliergas beim Übergehen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand den stromführenden Elementen Wärme.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der EP-PS 0115089 dargestellt.

Die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung besteht aus einem hohlzylindrisch ausgebildeten Gehäuse mit einem innenliegenden rohrförmigen hochspannungsführenden Leiter und Stützisolatoren.

Der rohrförmige Leiter führt im Inneren das Isoliergas in verflüssigte Form. Dieser weist einperforierte Austrittsöffnungen auf, aus denen das Isoliergas austritt.

Beim Austretten wird das Isoliergas gasförmig, wodurch ein Kühleffekt des Leiters bewirkt wird. Anschließend wird das Isoliergas einer Gasverflüssigungsanlage zugeführt und wieder in den Leiter geleitet, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht.
Diese Vorrichtung ist für Niederspannungs-Stromschienen-Verteiler zu aufwendig und kostspielig, zumal eine Gasisolierung nicht notwendig ist.

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Ein in der DE-OS 3211845 beschriebener Drehstrom-Leiter besteht aus konzentrisch umeinander liegenden metallischen Rohren, wobei das Innenliegende einen zylindrischen Hohlraum zur Durchführung eines Kühlmittels aufweist.

Diese Vorrichtung bleibt auf rohrförmige Leiter beschränkt und ist ebenfalls aufwendig und teuer.

In Schaltanlagen ist es bekannt, den Verteilerschränken mittels Wärmetauschern Wärme zu entziehen. Die DE-PS 2947687 beschreibt einen solchen Wärmetauscher.

Der Wärmetauscher besteht aus zwei Kühl kreislauf en, die mit einer wärmeübertragenden Trennwand korrespondieren. Die Trennwand weist Kammern auf, die abwechselnd mit dem ersten und zweiten Kühlkreislauf in Wirkverbindung steht.

Der erste Kühlkreislauf weist Lüfter auf, die mit dem Inneren des Schaltschrankes in Verbindung stehen, dagegen ist der zweite Kühlkreislauf mit Lüftern versehen, die mit der Außenluft in Verbindung stehen, wodurch eine wirksame staubfreie Luftkühlung erreicht wi rd.

Das Einsetzen derartiger Wärmetauscher in Stromschienen-Verteilern würde zu einer unerwünschten Zunahme der Außenabmessungen führen.

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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur Kühlung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit einfachen Mitteln zu schaffen, die wenig Platzbedarf aufweist, schädliche Staubeinlagerungen meidet und kostengüntig herzustellen ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 4 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

Besonders günstig ist die in Anspruch 2 aufgeführte Anordnung der Lüfter. Da die einzelnen Stromschienen im Abstand gehalten sind, wirkt der Luftstrom auch zwischen den Stromschienen.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 wird weiterhin die Vermeidung eines Luft- und Wärmestaus begünstig.
Dieses gilt ebenso für den Anspruch 3, wobei hier die besondere Form des Schienen-Abschnittes berücksichtigt ist.

Eine wirkungsvolle Kühlung stromführender Elemente in einem Kuppelkasten wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 erreicht.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teilbereiches eines Schienenkastens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Teilbereiche auseinandergezogen dargestellt sind,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung von den in Fig. 1 dargestellten Schienenkastens in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Richtungsänderung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Kuppelkastens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht und

Fig. 5 eine Aufsicht des in Fig. 4 gezeigten Kuppelkastens
Wie in Fig.1 zu erkennen ist, sind in dieser Vorrichtung 1 die Stromschienen 2 in einem Schienenkasten 3 parallel in Abstand gehalten, wobei die Stomschienen 2 vertikal angeordnet sind. Die Darstellung zeigt nicht die Trägervorrichtung der Schienen, die innerhalb des eingezeichneten Schienenkastens angeordnet sind und die Schienen im Abstand hält, da dieses nicht Gegenstand der Erfindung ist. Ebenfalls ist hier nicht die Verbindungsvorrichtung der einzelnen Stromschienen eines Schienenabschnitte gezeigt.

Jede Stromschiene 2 ist an dem einen Ende mit einem hakenförmigen und an dem anderen Ende mit einem ösenförmigen Abschnitt 4

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und 5 versehen, die zur form- und kraftschlüssigen Verbindung der einzelnen Schienenabschnitte dienen.

Bodenseitig im Bereich des hakenförmigen Abschnittes 4 ist zur Kühlung ein erster Lüfter 6 angeordnet, durch den der Lufteintritt in diesen Stromschienenabschnitt stattfindet. Um schädliche Staubeinlagerungen zu vermeiden, ist der Lüfter 6 mit einem Lüfterfilter 7 versehen, der zur Verdeutlichung wie der Lüfter 6 in Fig.1 auseinandergezogen dargestellt ist.

An der Oberseite des Schienenkastens 3 ist zum ersten Lüfter 6 ein zweiter Lüfter 8 versetzt angeordnet, der jedoch nahezu im gegenüberliegenden Ende des Schienenkastens angeordnet ist.
Der zweite Lüfter 8 ist wie der erste Lüfter 6 mit einem Lüfterfilter 9 versehen, der ebenfalls auseinandergezogen dargestellt ist.

Der Luftstrom wird in diesem Schienenabschnitt derart geleitet, daß er durch den ersten Lüfter 6 in den Schienenkanal eintritt (Pfei1 richtung A), entlang der Stromschienen 2 nahezu bis zum gegenüberliegendem Ende verläuft (Pfei 1 richtung B) und aus dem zweiten Lüfter 8 wieder austritt (Pfei 1richtung C). Dabei erweist sich als günstig, daß die Stromschienen 2 in Abstand zueinander angeordnet sind, weil dadurch der Luftstrom auch in den Zwischenräumen für Luftaustausch und somit für Kühlung sorgen kann.

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Fig. 2 zeigt nochmal dieselbe Ausführung der Vorrichtung 1 in Seitenansicht, jedoch in einer Prinzipdarstellung, bei der die haken- und ösenförmigen Enden mit Symbolen gekennzeichnet sind. Es sei erwähnt, daß in einem vollständigen Schienenkanal die Stromschienen abschnittsweise , durch unabhänigig voneinander arbeitende Luft-Kühlsysteme gekühlt werden, wobei die einzelnen Verbindungsstellen der Stromschienen die Endbereiche eines Abschnittes bilden.

Eine andere Ausführung der Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung zeigt Fig.3. Dieser Schienenabschnitt übernimmt die Funktion einer ParalIeIverschiebung, wobei der Schienenkasten als sogenanter Z-Kasten ausgeführt ist.

Der Z-Kasten besteht aus zwei einander parallel versetzten Abschnitten 10 und 11 und einem die beiden Abschnitte senkrecht verbindenden Ouerabschnitt 12. Der Querabschnitt 12 ist jeweils an den Stirnseiten mit einem Lüfter 13,14 versehen, wobei durch den ersten Lüfter die Luft 13 hereingeführt und aus dem zweiten Lüfter 14 wieder herausgeführt wird, so daß die Stromschienen in dem Querabschnitt ebenfalls von einem Luftstrom in Schienenrichtung durchströmt und gekühlt werden. Wie in dem vorherigen Beispiel sind auch diese Lüfter 13,14 mit Lüfterfiltern versehen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen Fig.4 und Fig.5. Hierbei sind die Lüfter 15 und 16 auf einem Kuppelkasten 17 derart an

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geordnet, daß der Luftstrom annähernd diagonal im Kuppelkasten verläuft. Der Kuppelkasten enthält eine Kupplungsvorrichtung, die zur Kupplung zweier Schienenabschnitte dient. In diesem Beispiel findet der Lufteintritt an der Seitenwand 18 des Kuppelkastens im unteren linken Bereich und der Luftaustritt an der gegenüberliegenden Seitenwand 19 im oberen rechten Bereich statt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Kühlung weiterer, hier nicht näher beschriebener Teile eines Schienensystems eingesetzt werden, wie z.B. in einer in einem Kasten gekapselte Trafoeinspeisung, Kabeleinspeisung, U-Kästen, oder dergleichen.

Claims (1)

1. SchutzanSprüche

   Vorrichtung zur Kühlung von Stromschienen und stromführenden Teilen in Schienenverteilern, vorzugsweise für den Einsatz im Niederspannungsbereich, wobei die Stromschienen parallel in Abstand in einem Schienenkasten gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (2) des Schienenverteilers jeweils in mindestens einem Stromschienenabschnitt direkt mittels eines Luftstromes gekühlt werden, welcher durch einen oder mehrere Lüfter (6, 8, 13, 14. 15, 16) erzeugt wird, daß der Luftaustritt an der gegenüberliegenden Seite des Lufteintrittes stattfindet, und daß der oder die Lüfter (6, 8, 13, 14, 15, 16) Lüfterfilter (7, 9) aufweisen, die Staubeinlagerungen verhindern.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter (6, 8) in einem geradlinigen Schienenabschnitt auf der Schienenkastenwand paarweise angeordnet sind, wobei der erste Lüfter (6) auf der Unterseite des Schienekastens senkrecht zu den Stromschienen (2) angebracht ist und der zweite Lüfter (6) auf der gegenüberliegenden Seite in Schienenrichtung versetzt zum ersten angeordnet ist, derart daß der Luftstrom durch den ersten Lüfter (6) eintritt, entlang der Stromschienen (5) verläuft, die Stromschienen
   (2) kühlt und wieder aus dem zweiten Lüfter (8) heraustritt.

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   3. Vorrichtung nach Anspuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Z-förmigen Schienenabschnitt mit zwei parallel versetzten Abschnitten (10, 11) und einem Querabschnitt (12) die Lüfter (13, 14) jeweils an den Stirnseiten des Querabschnittes angeordnet sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kuppelkasten (17) zur Kupplung zweier Schienenabschnitten die Lüfter (15, 16) derart angeordnet sind, daß der Luftstrom diagonal im Kuppelkasten (17) verläuft.