EP3090465A1 - Verbindungsvorrichtung für hohlleiter - Google Patents

Verbindungsvorrichtung für hohlleiter

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EP3090465A1
EP3090465A1 EP15705791.0A EP15705791A EP3090465A1 EP 3090465 A1 EP3090465 A1 EP 3090465A1 EP 15705791 A EP15705791 A EP 15705791A EP 3090465 A1 EP3090465 A1 EP 3090465A1
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EP
European Patent Office
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hollow body
connecting device
waveguides
opening
waveguide
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EP15705791.0A
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English (en)
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EP3090465B1 (de
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Ismail Cem BÜTÜNER
Olaf SCHLIEPER
Arno Wahle
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/04—Fixed joints
    • H01P1/042—Hollow waveguide joints
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
    • H01P5/024—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between hollow waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/19—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
    • H01P5/20—Magic-T junctions

Definitions

  • the present invention relates to a connecting device for waveguides.
  • Hollow conductors are used in GIS high-voltage technology. Current flow creates heat in the waveguides. Especially in a vertical arrangement, it comes to heat accumulation, since the taking place in the blocks and the heat dissipation to the environment supporting convection does not take place in the ladders. The heat is applied to adjacent components, e.g.
  • Waveguides must be connected, for example, to build a waveguide network.
  • the electrical resistance along the entire circumference must be very low, since high currents can flow in the wall.
  • waveguides is like screwed inside.
  • this causes dielectric problems.
  • the mounting hole is usually closed with a lid.
  • the object of the invention is to provide a connecting device for waveguides, which allows both a mounting of the waveguide in a simple manner and an optimized convection.
  • a connecting device is proposed with the invention, which is provided with a hollow body formed of electrically conductive materials,
  • the hollow body receiving openings for receiving the waveguide to be connected and - at least one arranged on the hollow body ventilation opening for dissipating the heat within the hollow body.
  • connection device In the connection device according to the invention,
  • the ventilation opening is designed as a mounting opening.
  • the connecting device has a hollow body and a plurality of receiving openings arranged on the hollow body for receiving the waveguides to be connected.
  • the hollow body is formed of electrically conductive materials, such as e.g. made of aluminum, iron, steel or other metals.
  • at least one ventilation opening is arranged on the hollow body.
  • the ventilation opening also serves as a mounting opening.
  • the radii around the mounting hole avoids dielectric problems.
  • a lid for the mounting hole is not needed in the invention. Since the mounting hole also serves as a ventilation opening, this opening should not be covered.
  • the combination of the mounting aperture and vent allows both easy assembly of components (e.g., waveguides, contacts, etc.) on the hollow body and optimized gas convection between the inside and outside of the hollow body.
  • At least two ventilation openings can be arranged on the hollow body. If necessary, the hollow body also several vents exhibit. It should be emphasized at this point that the number of openings can not be increased arbitrarily, since the electrical resistance of the hollow body is increased by too many openings. Therefore, when arranging the ventilation openings and selecting their number, it must be ensured that the electrical conductivity of the hollow body is not prevented.
  • one of the ventilation openings serves as a mounting opening. But it is also possible that if necessary serve several ventilation openings as mounting holes.
  • the waveguides with connecting elements are to be fixed to the receiving openings of the hollow body.
  • the receiving openings are covered by the waveguides. Therefore, the connecting elements can not be reached directly outside at the connection point.
  • the connecting elements can be reached from the outside of the hollow body. It may be the fasteners to screws.
  • Waveguides are metallic tubes with a round, elliptical or rectangular cross-section.
  • the receiving opening can be configured such that its shape corresponds to the cross section of the waveguide to be connected.
  • the hollow body is made in one piece.
  • the hollow body can be cast in one piece, for example.
  • the hollow body can be configured essentially T-shaped.
  • FIG. 1 is a front view of a connecting device according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a perspective view of the connecting device
  • Fig. 3 is a perspective view of an assembly of the connecting device and the waveguides
  • FIG. 4 is a bottom view of the assembly of the connection device and the waveguides
  • FIG. 5 is a perspective view of an assembly of the connection device, the waveguides and a plug contact.
  • the connecting device 10 has a T-shaped hollow body 12.
  • the hollow body 12 has an upper end face 14, two lateral end faces 16 and a bottom side 18.
  • the hollow body 12 has an upper receiving opening 20 and two lateral receiving openings 22, wherein the upper receiving opening 20 on the upper Front side of the hollow body 14 and a lateral receiving opening 22 is disposed in each case on one of the two lateral end faces 16.
  • the hollow body 12 has three ventilation openings. On the front and rear side of the hollow body 12, a long-shaped ventilation openings 24 is arranged in each case.
  • FIG. 3 illustrates the assembly of the connecting device and the waveguides.
  • an upper waveguide 28 is arranged at the upper receiving opening 20.
  • the attachment of the upper waveguide 28 at the upper receiving opening 20 will be explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • a lateral waveguide 30 is arranged on each lateral receiving opening 22.
  • the waveguide 30 is fixed to the lateral receiving opening 22 with a plurality of connecting elements 32.
  • screws 34 are used as the connecting members 32. But it is also possible to use other elements than connecting elements 32.
  • the waveguide 30 are screwed to the hollow body 12 from the inside. Therefore, the screws 34 would not be accessible from the outside of the hollow body 12, if the mounting hole 26 were not present.
  • the mounting hole 26 allows one to easily reach the screws 34 through them. Also, in view of the dielectric problem, the mounting hole 26 should not be too large.
  • the installation opening 26 should be so large that a fitter can easily assemble the screws 34 through this mounting opening 26.
  • the conductivity of the hollow body 12 should be affected by the mounting hole 26 as little as possible. As a vent opening allows the large opening 26 at the same time effective convection.
  • Fig. 3 is further a
  • Fig. 4 shows a bottom view of the assembly of the connecting device and the waveguides.
  • the mounting opening 26 is also suitable for the assembly of the upper waveguide 28. Since the upper waveguide 28 is also screwed to the hollow body 12 from the inside, the installer must perform the tightening through the mounting hole 26.
  • Fig. 5 illustrates an assembly of the connecting device, the waveguides and a plug contact.
  • a plug contact 38 instead of the waveguide 30 is arranged on one of the two lateral receiving openings 22.

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

Verbindungsvorrichtung (10) für Hohlleiter, mit einem Hohlkörper (12), der aus elektrischen leitfähigen Materialien ausgebildet ist; mehreren an dem Hohlkörper (12) angeordneten Aufnahmeöffnungen (20, 22) zur Aufnahme der zu verbindenden Hohlleiter (28, 30) und mindestens einer an dem Hohlkörper (12) angeordneten Lüftungsöffnung (26) zur Ableitung der Wärme innerhalb des Hohlkörpers. Bei dieser Verbindungsvorrichtung (10) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lüftungsöffnung (26) als Montageöffnung (26) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Verbindungsvorrichtung für Hohlleiter Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für Hohlleiter.
Stand der Technik In der GIS-Hochspannungstechnik werden hohle Leiter eingesetzt. Durch Stromfluss entsteht Wärme in den Hohlleitern. Besonders in vertikaler Anordnung, kommt es zum Wärmestau, da die in den Bausteinen stattfindende und die Wärmeableitung an die Umgebung unterstützende Konvektion nicht in den Leitern stattfindet. Die Wärme wird an angrenzende Bauteile, z.B.
Kontakte weitergegeben, was aus bekannten Gründen kontraproduktiv wirkt. Zur besseren Wärmeabführung an die Umgebung werden in manchen Bereichen "Lüftungsschlitze" in die Leiter angebracht .
Hohlleiter müssen beispielsweise zum Aufbau eines Hohlleiternetzes verbunden werden. Bei der Verbindung von den Hohlleitern muss der elektrische Widerstand entlang des gesamten Um- fangs sehr gering sein, da in der Wandung hohe Ströme fließen können. In Hohlleitern wird gerne innen verschraubt. Dafür wird eine größere Montageöffnung vorgesehen. Diese verursacht jedoch dielektrische Probleme. Um das Problem aufzuheben wird die Montageöffnung gewöhnlich mit einem Deckel verschlossen. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung für Hohlleiter zu schaffen, die sowohl eine Montage der Hohlleiter auf einfache Art und Weise als auch eine optimierte Kon- vektion ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Verbindungsvorrichtung vorgeschlagen, die versehen ist mit einem Hohlkörper, der aus elektrischen leitfähigen Materialien ausgebildet ist,
mehreren an dem Hohlkörper angeordneten Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme der zu verbindenden Hohlleiter und - mindestens eine an dem Hohlkörper angeordneten Lüftungs- öffnung zur Ableitung der Wärme innerhalb des Hohlkörpers .
Bei der Verbindungsvorrichtung ist erfindungsgemäß vorgese- hen,
dass die Lüftungsöffnung als Montageöffnung ausgebildet ist .
Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung weist einen Hohl- körper und mehrere an dem Hohlkörper angeordnete Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme der zu verbindenden Hohlleiter. Der Hohlkörper ist aus elektrischen leitfähigen Materialien ausgebildet, wie z.B. aus Aluminium, Eisen, Stahl oder anderen Metallen. Um die Wärme innerhalb des Hohlkörpers abzuleiten ist mindestens eine Lüftungsöffnung an dem Hohlkörper angeordnet.
Bei der Verbindung der Hohlleiter wird gerne innen verschraubt. Dafür ist eine Montageöffnung benötigt. Erfindungsgemäß dient die Lüftungsöffnung ebenfalls als Montageöffnung. Durch günstige Auslegung der Radien um die Montageöffnung werden dielektrische Probleme vermieden. Ein Deckel für die Montageöffnung wird bei der Erfindung nicht benötigt. Da die Montageöffnung gleichzeitig als Lüftungsöffnung dient, soll diese Öffnung nicht verdeckt werden. Die Kombination aus der Montageöffnung und Lüftungsöffnung ermöglicht sowohl eine erleichterte Montage von Bauteilen (z.B. Hohlleiter, Kontakte usw.) an dem Hohlkörper als auch eine optimierte Gaskonvekti- on zwischen der Innenseite und der Außenseite des Hohlkörpers .
Um die thermische Konvektion zu optimieren können mindestens zwei Lüftungsöffnungen an dem Hohlkörper angeordnet werden. Bei Bedarf kann der Hohlkörper auch mehrere Lüftungsöffnungen aufweisen. An dieser Stelle sei hervorgehoben, dass die Anzahl der Öffnungen nicht beliebig zu erhöhen ist, da der elektrische Widerstand des Hohlkörpers durch zu viele Öffnungen vergrößert wird. Daher muss bei Anordnen der Lüftungsöff- nungen und Auswahl deren Anzahl beachtet werden, dass die elektrische Leitfähigkeit des Hohlkörpers nicht verhindert wird .
Es ist zweckmäßig, wenn eine der Lüftungsöffnungen als Monta- geöffnung dient. Es ist aber auch möglich, dass bei Bedarf mehrere Lüftungsöffnungen als Montageöffnungen dienen.
Bei der Verbindung der Hohlleiter mit der Verbindungsvorrichtung sind die Hohlleiter mit Verbindungselementen an den Auf- nahmeöffnungen des Hohlkörpers zu fixieren. Dabei sind die Aufnahmeöffnungen von den Hohlleitern zugedeckt. Daher sind die Verbindungselemente nicht direkt außen an der Verbindungsstelle erreichbar. Durch die Montageöffnung können die Verbindungselemente von der Außenseite des Hohlkörpers er- reicht werden. Es kann sich bei den Verbindungselementen um Schrauben handeln.
Hohlleiter sind metallische Rohre mit rundem, elliptischem oder rechteckigem Querschnitt. Um die Aufnahmeöffnung vollständig zu überdecken kann die Aufnahmeöffnung so ausgestaltet werden, dass deren Form dem Querschnitt des zu verbindenden Hohlleiters entspricht.
Ferner von Vorteil ist es, dass der Hohlkörper einteilig ge- fertigt ist. Der Hohlkörper kann beispielsweise einteilig gegossen werden.
Zum Ermöglichen einer Abzweigung an einer Hohlleiterverbindung kann der Hohlkörper im Wesentlichen T- förmig ausgestal- tet sein. Beispiele und Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veran- schaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 eine Vorderansicht einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Verbindungsvorrichtung ;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbaus von der Verbindungsvorrichtung und den Hohlleitern
Fig. 4 eine Untenansicht des Zusammenbaus von der Verbindungsvorrichtung und den Hohlleitern und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbaus von der Verbindungsvorrichtung, den Hohlleitern und ei- nem Steckkontakt.
In Fign. 1 und 2 ist eine Verbindungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Wie anhand von Fig. 1 zu erkennen ist, dass die Verbindungsvorrichtung 10 einen T-förmigen Hohlkörper 12 aufweist. Der Hohlkörper 12 verfügt über eine obere Stirnseite 14, zwei seitliche Stirnseiten 16 und eine Bodenseite 18. Wie in Fig. 2 gezeigt weist der Hohlkörper 12 eine obere Aufnahmeöffnung 20 und zwei seitliche Aufnahmeöffnungen 22 auf, wobei die obere Aufnahme- Öffnung 20 auf der oberen Stirnseite des Hohlkörpers 14 und eine seitliche Aufnahmeöffnung 22 jeweils auf einer der beiden seitlichen Stirnseiten 16 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Hohlkörper 12 drei Lüftungsöffnungen auf. Auf der Vorderseite und Hinterseite des Hohlkörpers 12 ist jeweils eine langförmige Lüftungsöffnungen 24 angeordnet. Auf der Bodenseite des Hohlkörpers 18 ist eine Öffnung 26 angeordnet, die sowohl als Lüftungsöffnung als auch als Montageöffnung dient. Es wird im Folgenden anhand von Fign. 3 und 4 näher erläutert, wie eine Montage durch die Montageöffnung 26 durchgeführt ist und wie eine Konvektion durch die Lüftungsöffnungen 24, 26 läuft. Fig. 3 verdeutlicht den Zusammenbau von der Verbindungsvorrichtung und den Hohlleitern. An der oberen Aufnahmeöffnung 20 ist ein oberer Hohlleiter 28 angeordnet. Die Befestigung des oberen Hohlleiters 28 an der oberen Aufnahmeöffnung 20 wird anhand von Fig. 4 noch näher erläutert. Wie man anhand von Fig. 3 ferner erkennen kann, ist an jeder seitlichen Auf- nahmeöffnung 22 ein seitlicher Hohlleiter 30 angeordnet. Der Hohlleiter 30 ist mit mehreren Verbindungselementen 32 an der seitlichen Aufnahmeöffnung 22 fixiert. In diesem Ausführungsbeispiel sind Schrauben 34 als die Verbindungselemente 32 verwendet. Es ist aber auch möglich, andere Elemente als Verbindungselemente 32 einzusetzen.
Wie in Fig. 3 gezeigt die Hohlleiter 30 sind an dem Hohlkörper 12 von innen angeschraubt. Daher wären die Schrauben 34 von der Außenseite des Hohlkörpers 12 nicht erreichbar, wenn die Montageöffnung 26 nicht vorhanden wäre. Die Montageöffnung 26 ermöglicht es, dass man durch sie die Schrauben 34 leicht erreichen kann. Angesichts des dielektrischen Problems soll die Montageöffnung 26 auch nicht zu groß sein. Die Mon- tageöffnung 26 soll so groß sein, dass ein Monteur durch diese Montageöffnung 26 die Schrauben 34 leicht montieren kann. Jedoch soll die Leitfähigkeit des Hohlkörpers 12 durch die Montageöffnung 26 möglichst wenig beeinträchtigt werden. Als Lüftungsöffnung ermöglicht die große Öffnung 26 gleichzeitig eine wirkungsvolle Konvektion. In Fig. 3 ist ferner eine
Luftströmung 36 gezeigt, die durch die Lüftungs- und Montageöffnung 26 und die langförmige Lüftungsöffnung 24 läuft. Mittels dieser Luftströmung 36 wird eine Wärmeübertragung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Hohlkörpers 12 ausgeführt.
Fig. 4 zeigt eine Untenansicht des Zusammenbaus von der Verbindungsvorrichtung und den Hohlleitern. Man kann anhand von Fig. 4 gut erkennen, dass die Montageöffnung 26 ebenfalls für die Montage des oberen Hohlleiters 28 geeignet ist. Da der obere Hohlleiter 28 ebenfalls an dem Hohlkörper 12 von innen festgeschraubt ist, muss der Monteur das Festschrauben durch die Montageöffnung 26 durchführen.
Fig. 5 verdeutlicht einen Zusammenbau von der Verbindungsvorrichtung, den Hohlleitern und einem Steckkontakt. In diesem Ausführungsbeispiel ist an einer der beiden seitlichen Auf- nahmeöffnungen 22 ein Steckkontakt 38 statt des Hohlleiters 30 angeordnet.
Bezugszeichen
10 Verbindungs orrichtung
12 Hohlkörper
14 die obere Stirnseite des Hohlkörpers
16 die seitliche Stirnseite des Hohlkörpers
18 Bodenseite des Hohlkörpers
20 die obere Aufnahmeöffnung
22 die seitliche Aufnahmeöffnung
24 die langförmige Lüftungsöffnung
26 Lüftungs- und Montageöffnung
28 oberer Hohlleiter
30 seitlicher Hohlleiter
32 Verbindungseiement
34 Schraube
36 Luftströmung
38 Steckkontakt

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsvorrichtung für Hohlleiter, mit
einem Hohlkörper (12), der aus elektrischen leitfähigen Materialien ausgebildet ist,
mehreren an dem Hohlkörper angeordneten Aufnahmeöffnun- gen (20, 22) zur Aufnahme der zu verbindenden Hohlleiter (28, 30) und
mindestens einer an dem Hohlkörper (12) angeordneten Lüftungsöffnung (26) zur Ableitung der Wärme innerhalb des Hohlkörpers,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Lüftungsöffnung (26) als Montageöffnung (26) ausgebildet ist.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens zwei Lüftungsöffnungen (24, 26) an dem Hohlkörper (12) angeordnet sind.
3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens eine der Lüftungsöffnungen (24, 26) als Montageöffnung (26) ausgebildet ist.
4. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Hohlleiter (28, 30) an dem Hohlkörper (12) mit mehreren Verbindungselementen (32) befestigbar sind, die durch die Montageöffnung (26) von der Außenseite des Hohlkörpers (12) erreichbar sind.
5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Verbindungselemente (32) als Schrauben (34) ausgebildet sind.
6. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Form der Auf- nahmeöffnung (20, 22) dem Querschnitt des Hohlleiters (28, 30) entspricht.
7. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadu rch gekenn z e i c hne t , dass der Hohlkörper (12) einteilig gefertigt ist.
8. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadu rch gekenn z e i c hne t , dass der Hohlkörper (12) im Wesentlichen T-förmig ausgestaltet ist.
EP15705791.0A 2014-03-04 2015-02-12 Verbindungsvorrichtung für hohlleiter Active EP3090465B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014203901.0A DE102014203901A1 (de) 2014-03-04 2014-03-04 Verbindungsvorrichtung für Hohlleiter
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DE (1) DE102014203901A1 (de)
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WO (1) WO2015132059A1 (de)

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