EP4372767A1 - Bausatz für eine durchführungsanordnung zur elektrischen anbindung einer transformatoranlage - Google Patents

Bausatz für eine durchführungsanordnung zur elektrischen anbindung einer transformatoranlage Download PDF

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EP4372767A1
EP4372767A1 EP22207868.5A EP22207868A EP4372767A1 EP 4372767 A1 EP4372767 A1 EP 4372767A1 EP 22207868 A EP22207868 A EP 22207868A EP 4372767 A1 EP4372767 A1 EP 4372767A1
Authority
EP
European Patent Office
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insulating element
conductor
housing wall
kit
sealing ring
Prior art date
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Pending
Application number
EP22207868.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Seyfi GEZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preis GmbH
Original Assignee
Preis GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Preis GmbH filed Critical Preis GmbH
Priority to EP22207868.5A priority Critical patent/EP4372767A1/de
Publication of EP4372767A1 publication Critical patent/EP4372767A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30—Sealing
    • H01B17/303—Sealing of leads to lead-through insulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/265—Fastening of insulators to support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/04—Leading of conductors or axles through casings, e.g. for tap-changing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a kit for a bushing arrangement for the electrical connection of a transformer system through an opening in a housing wall of the transformer system, the kit comprising the following: at least one electrical conductor for the electrical connection of a power connection of a transformer system, the electrical conductor having a rod-shaped first section with a circular cross-section, hereinafter referred to as the main section, which opens into a widened, second section, hereinafter referred to as the end section, the end section preferably having a rectangular cross-section, at least one first insulating element which can be inserted into the opening of the housing wall and which has a cylindrical bushing opening for at least partially receiving the main section of the conductor, the cylindrical bushing opening of the first insulating element being designed to guide the conductor from an outside of the housing wall to an inside of the housing wall and further being designed to insulate the conductor along the guide within the bushing opening from the housing wall, the insulating element having a first stop surface by means of which an insertion movement of the insulating
  • the insulating element further comprises a second stop surface against which the end section of the conductor can be supported in a state in which the main section is guided through the cylindrical feedthrough opening and can thereby be secured against being pulled out in the direction of the main section, at least one sealing ring which can be placed on the main section of the conductor, wherein the main section of the conductor is provided at least in sections with a thread for receiving a screw nut, by means of which the sealing ring can be clamped against the insulating element in the inserted state of the conductor and the end section is thereby clamped against the second stop surface.
  • EP3731247A1 discloses a rail bushing that can be inserted and mounted from the outside into an opening in a housing wall of a transformer. Access from the inside is not required for mounting the bushing.
  • the WO 2018210637 A1 shows another concept, this time for a rod conductor with a widened end section, where the bushing can also be tightened from the outside.
  • the insulating material used is made of porcelain or, more recently, hardened epoxy material, which is characterized by good electrical insulating properties and high weather resistance.
  • An object of the invention is therefore to provide a bushing which overcomes the disadvantages of the prior art and yet allows simple assembly.
  • the insulating element has a spread in the region of the first stop surface which is penetrated by at least three mounting openings for receiving fixing bolts which can be arranged on the housing wall, wherein the longitudinal axes of the mounting openings are oriented parallel to the longitudinal axis of the feedthrough opening, wherein the insulating element consists essentially of a mixture of polyamide and glass fiber and is produced by injection molding and wherein the kit further comprises a sealing element which can be inserted between the first stop surface and the outside of the housing wall and can be clamped against the outside of the housing wall by tightening the insulating element to the fixing bolt by means of the stop surface.
  • the kit is lightweight, has high mechanical stability and excellent insulating properties.
  • such an insulating element can be installed more easily and with a better CO2 balance than an insulating element made of porcelain.
  • the increased mechanical stability in combination with the lower weight has great advantages both during transport (as the susceptibility to breakage is reduced and packaging material can be saved) and during use (e.g. in wind turbines, where the transformers are partially installed in the nacelles and are therefore exposed to mechanical vibrations that have already led to breakage of porcelain insulation, especially when mounted in a horizontal orientation).
  • the kit can be used in particular for bushing arrangements for the output side of a step-down transformer, which is used to transform a higher voltage level to a lower one, thereby isolating the output side and is e.g. 1kV, preferably at least 1kV.
  • the current strengths that are conducted via the bushing are nominal currents between typically 250A and 5kA. In principle, however, 10kA or more are also conceivable.
  • Another advantage of production by injection molding is the high manufacturing precision that can be achieved. The tolerances are, for example, in the order of +- 0.5mm (compared to porcelain insulating elements, which often have tolerances of +- 5mm).
  • the kit can also be used for feedthrough arrangements for the input side of a step-up transformer. Depending on the respective design, the kit can be suitable for use on the input and output sides of the transformers.
  • the kit comprises the screw nut, by means of which the sealing ring can be tightened against the insulating element when the conductor is inserted, the sealing ring and a cover cap which is designed to at least partially enclose the sealing ring and to evenly transfer mechanical pressure exerted by the screw nut to the sealing ring.
  • the kit is at least partially pre-assembled in that the conductor is already inserted into the feedthrough opening of the insulating element and the sealing ring sits on the insulating element, the cover cap is arranged above the sealing ring and this is pressed against the sealing ring with the screw nut, which engages the thread of the conductor, so that the latter is clamped tightly between the insulating element and the conductor in a watertight manner.
  • the polyamide of the insulating element is polyamide 6.6 and the glass fiber content is between 20% and 40%, in particular between 28% and 32%.
  • polyamide 6.6 black 30% GF i.e. 30% glass fiber content
  • This information is to be understood as a percentage by weight.
  • the glass fiber content serves to reinforce the polyamide. This increases the rigidity, mechanical strength and hardness.
  • a groove is formed in the widening, which is designed to at least partially enclose the sealing element.
  • the insulating element is designed as a single cast body. This means that the cast body is formed in one piece and is obtained by a single casting.
  • the insulating element has reinforcement struts on its outer side which protrude in the radial direction and are evenly spaced from one another, which extend from the widening towards an upper side of the insulating element and continuously taper at least along 80% of their extension measured along the longitudinal axis of the insulating element.
  • the insulating element has at least three reinforcing struts, preferably between four and ten reinforcing struts.
  • the insulating element has exactly four mounting openings, which are arranged such that the centers of the mounting openings form the corner points of a square, wherein the center of gravity of the square coincides with the center of the cross-section of the conductor.
  • the bushing arrangement composed of a kit according to one of the preceding claims and a housing wall of a transformer, wherein fixing bolts provided with a screw thread are arranged on the outside of the housing wall, to which the insulating element is fastened by attaching a screw connection and is clamped against the outside of the housing wall by means of the first stop surface, wherein between the first stop surface and The sealing element is arranged on the outside of the housing wall and is clamped in place by tightening the screw connection.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of a kit 1 according to the invention in the assembled state.
  • the kit 1 is designed to produce a feedthrough arrangement 12 for electrically connecting a transformer system through an opening 2a in a housing wall 2 of the transformer system.
  • the kit 1 comprises at least one electrical conductor 3 for electrically connecting a power connection of a transformer system.
  • the electrical conductor 3 has a rod-shaped first section with a circular cross-section, hereinafter referred to as the main section 3', which extends into a widened, second section, hereinafter referred to as end section 3".
  • the end section 3" preferably has a rectangular cross-section.
  • the kit has at least one first insulating element 4 which can be inserted into the opening 2a of the housing wall 2 and which has a cylindrical through-opening 4a for at least partially receiving the main section 3' of the conductor 3, wherein the cylindrical through-opening 4a of the first insulating element 4 is designed to guide the conductor 3 from an outer side 2' of the housing wall 2 to an inner side 2" of the housing wall 2 and is further designed to electrically insulate the conductor 3 along the guide within the through-opening 4a from the housing wall 2.
  • the insulating element 4 has a first stop surface 4', by means of which an insertion movement of the insulating element 4 in the direction of the opening 2a of the housing wall 2 can be limited by the first stop surface 4' (see Fig.3 ) can be supported on the outside 2' of the housing wall 2, and wherein the insulating element 4 further comprises a second stop surface 4" (see Fig.3 ) against which the end section 3" of the conductor 3 can be supported in a state in which the main section 3' is guided through the cylindrical through-opening 4a and can thereby be secured against being pulled out in the direction of the main section 3'.
  • the conductor 3 is already inserted into the insulating element 4 and secured against being pulled out in the direction of the main section 3'.
  • the kit has at least one sealing ring 8 (see Fig.3 ) which can be placed on the main section 3' of the conductor 3.
  • the main section 3' of the conductor 3 is provided at least in sections with a thread 3a (not shown in detail in the figures) for receiving a screw nut 5, by means of which the sealing ring 8 can be clamped against the insulating element 4 when the conductor 3 is inserted, and the end section 3" is thereby clamped against the second stop surface 4".
  • the insulating element 4 has a spread 4b in the area of the first stop surface 4', which is surrounded by at least three mounting openings 4c (see Fig. 5b ) for receiving fixing bolts 6 that can be arranged on the housing wall 2, wherein the longitudinal axes L4c of the mounting openings 4c are oriented parallel to the longitudinal axis L4a of the feedthrough opening 4a, wherein the insulating element 4 consists essentially of a mixture of polyamide and glass fiber and is produced by injection molding.
  • the kit 1 has a sealing element 9 (see Fig.3 ) which is located between the first stop surface 4' and the outside 2' of the housing wall 2 and can be clamped against the outside 2' of the housing wall 2 by tightening the insulating element 4 to the fixing bolt 6 by means of the stop surface 4'.
  • a Fig.3 shown groove 4b' is formed, which is designed to at least partially enclose the sealing element 9.
  • the insulating element 4 is formed as a single cast body.
  • kit 1 contains the screw nut 5, by means of which the sealing ring 8 (see Fig.3 ) can be tensioned against the insulating element 4 in the inserted state of the conductor 3, comprises the sealing ring 8 and a cover cap 10 which is designed to at least partially enclose the sealing ring 8 and to transmit mechanical pressure exerted by the screw nut 5 evenly to the sealing ring 8.
  • the kit 1 can be provided to be at least partially pre-assembled, in that the conductor 3 is already inserted into the feedthrough opening 4a of the insulating element 4, and the sealing ring 8 sits on the insulating element 4, the cover cap 10 is arranged above the sealing ring 8 and this is pressed against the sealing ring 8 with the screw nut 5, which engages the thread 3a of the conductor 3, so that the latter is clamped tightly between the insulating element 4 and the conductor 3 in a watertight manner.
  • the insulating element 4 has on its outside in the radial direction protruding reinforcement struts 4d that are evenly spaced from one another and extend from the widened portion 4b to an upper side 4′′′ of the insulating element 4 and taper continuously at least along 80% of their extension measured along the longitudinal axis L4a of the insulating element 4.
  • the insulating element 4 has at least three reinforcement struts 4d, preferably between four and ten reinforcement struts 4d.
  • the insulating element 4 has exactly four mounting openings 4c, which are arranged in such a way that the centers of the mounting openings 4c form the corner points of a square, the center of gravity of the square being aligned with the center M (see Figure 1 ) of the cross-section of conductor 3.
  • the invention further relates to a feedthrough arrangement 12 (see Fig.1 and Fig.3 ), composed of a kit 1 according to the invention and a housing wall 2 of a transformer, wherein fixing bolts 6 provided with a screw thread are arranged on the outer side 2' of the housing wall 2, to which fixing bolts the insulating element 4 is fastened by attaching a screw connection 11 and is clamped against the outer side 2' of the housing wall 2 by means of the first stop surface 4', wherein the sealing element 9 is arranged between the first stop surface 4' and the outer side 2' of the housing wall 2 and is clamped in a sealing manner by tightening the screw connection 11.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bausatz (1) für eine Durchführungsanordnung zur elektrischen Anbindung einer Transformatoranlage durch eine Öffnung (2a) in einer Gehäusewand (2) der Transformatoranlage, wobei der Bausatz (1) umfasst- zumindest einen elektrischen Leiter (3) zur elektrischen Anbindung eines Leistungsanschlusses einer Transformatoranlage,- zumindest ein in die Öffnung (2a) der Gehäusewand (2) einsetzbares erstes Isolierelement (4), das eine zylindrische Durchführungsöffnung (4a) zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Hauptabschnitts (3') des Leiters (3) aufweist,- zumindest einen Dichtring (8), der auf den Hauptabschnitt (3') des Leiters (3) aufsetzbar ist,wobei der Hauptabschnitt (3') des Leiters (3) zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde (3a) zur Aufnahme einer Schraubmutter (5) versehen ist, mittels der ein Dichtring (8) im eingesetzten Zustand des Leiters (3) gegen das Isolierelement (4) gespannt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bausatz für eine Durchführungsanordnung zur elektrischen Anbindung einer Transformatoranlage durch eine Öffnung in einer Gehäusewand der Transformatoranlage, wobei der Bausatz Folgendes umfasst: Zumindest einen elektrischen Leiter zur elektrischen Anbindung eines Leistungsanschlusses einer Transformatoranlage, wobei der elektrische Leiter einen stabförmigen ersten Abschnitt mit kreisrundem Querschnitt aufweist, nachfolgend Hauptabschnitt genannt, der in einen verbreiterten, zweiten Abschnitt mündet, nachfolgend Endabschnitt genannt, wobei der Endabschnitt vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist, zumindest ein in die Öffnung der Gehäusewand einsetzbares erstes Isolierelement, das eine zylindrische Durchführungsöffnung zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Hauptabschnitts des Leiters aufweist, wobei die zylindrische Durchführungsöffnung des ersten Isolierelements zur Führung des Leiters von einer Außenseite der Gehäusewand hin zu einer Innenseite der Gehäusewand eingerichtet ist und ferner dazu eingerichtet ist, den Leiter entlang der Führung innerhalb der Durchführungsöffnung gegenüber der Gehäusewand zu isolieren, wobei das Isolierelement eine erste Anschlagsfläche aufweist, durch die eine Einsetzbewegung des Isolierelement in Richtung der Öffnung der Gehäusewand begrenzbar ist, indem die erste Anschlagsfläche auf der Außenseite des Gehäusewand abstützbar ist, und wobei das Isolierelement weiters eine zweite Anschlagsfläche aufweist, gegen die der Endabschnitt des Leiters in einem Zustand, in dem der Hauptabschnitt durch die zylindrische Durchführungsöffnung geführt ist, abstützbar und dadurch gegen ein Herausziehen in Richtung des Hauptabschnitts sicherbar ist, zumindest einen Dichtring, der auf den Hauptabschnitt des Leiters aufsetzbar ist, wobei der Hauptabschnitt des Leiters zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Schraubmutter versehen ist, mittels der der Dichtring im eingesetzten Zustand des Leiters gegen das Isolierelement gespannt werden kann und dadurch der Endabschnitts gegen die zweite Anschlagsfläche verspannt wird.
  • Aus dem Stand der Technik wurden bereits unterschiedlichste Bausätze für Durchführungsanordnungen zur Anbindung einer Transformatoranlage bekannt. Die EP 3731247 A1 offenbart eine Schienendurchführung, die von außen in eine Öffnung einer Gehäusewand eines Transformators eingesetzt und montiert werden kann. Ein Zugang von der Innenseite ist für die Montage der Durchführung nicht erforderlich.
  • Die WO 2018210637 A1 zeigt ein weiteres Konzept, diesmal für einen Stableiter mit verbreitertem Endabschnitt, bei dem ein Verspannen der Durchführung ebenso von außen erfolgen kann.
  • Bisher zielte die Innovation bei Durchführungen für Transformatoranlagen vor allem auf eine einfache und rasche Montage. Die eingesetzten Materialien sind über Jahrzehnte erprobt und unterliegen nur geringen Veränderungen. Als Isoliermaterial werden Körper bestehend aus Porzellan oder zuletzt auch aus ausgehärtetem Epoxidmaterial eingesetzt, die sich durch gute elektrische Isoliereigenschaften und eine hohe Witterungsbeständigkeit auszeichnen.
  • Allerdings ist die Herstellung von Porzellan für Isolierzwecke äußerst aufwendig und derzeit auf wenige Anbieter beschränkt, die wiederum zu großen Teilen außerhalb Europas, insbesondere im asiatischen Raum, angesiedelt sind. Logistische Probleme wie z.B. Lieferverzögerungen können daher große Probleme bei der Errichtung neuer Anlagen oder bei der Wartung bestehender Anlagen nach sich ziehen.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Durchführung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet und dennoch eine einfache Montage ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Durchführung der eingangs genannten Art geschaffen, bei der erfindungsgemäß das Isolierelement im Bereich der ersten Anschlagsfläche eine Verbreitung aufweist, die von zumindest drei Montageöffnungen zur Aufnahme von an der Gehäusewand anordbaren Fixierungsbolzen durchsetzt ist, wobei die Längsachsen der Montageöffnungen parallel zur Längsachse der Durchführungsöffnung orientiert sind, wobei das Isolierelement im Wesentlichen aus einem Gemisch aus Polyamid und Glasfaser besteht und durch Spritzguss hergestellt ist und wobei der Bausatz weiters ein Dichtungselement aufweist, das zwischen der ersten Anschlagsfläche und der Außenseite der Gehäusewand einsetzbar ist und durch Festspannen des Isolierelement an den Fixierungsbolzen mittels der Anschlagsfläche gegen die Außenseite der Gehäusewand verklemmbar ist.
  • Durch Verwendung eines besagten Isolierelements aus Polyamid und Glasfaser wird erreicht, dass der Bausatz ein geringes Gewicht bei hoher mechanischer Stabilität und ausgezeichneten Isoliereigenschaften aufweist. Außerdem lässt sich ein solches Isolierelement einfacher und mit besserer CO2-Bilanz herstellen als ein Isolierelement aus Porzellan. Die erhöhte mechanische Stabilität in Verbindung mit dem geringeren Gewicht hat sowohl beim Transport (da die Bruchanfälligkeit reduziert ist und Verpackungsmaterial eingespart werden kann) als auch beim Einsatz große Vorteile (z.B. in Windkraftanlagen, bei deinen die Trafos teilweise in den Gondeln verbaut sind und dadurch mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, die bereits zu Bruch von Isolierungen aus Porzellan geführt haben, vor allem, wenn diese in horizontaler Ausrichtung montiert sind). Der Bausatz kann insbesondere für Durchführungsanordnungen für die Ausgangsseite eines Stepdown-Transformators eingesetzt werden, mit dem also eine höhere Spannungsebene auf niedrigere Transformiert wird, wobei damit die Ausgangsseite isoliert wird und z.B. 1kV, vorzugsweise zumindest 1kV beträgt. Bei den Stromstärken, die über die Durchführung geleitet wird, handelt es sich um Nennströme zwischen typischerweise 250A bis 5kA. Grundsätzlich sind aber ebenso 10kA oder mehr denkbar. Ein weiterer Vorteil der Fertigung durch Spritzguss liegt in der hohen Fertigungsgenauigkeit, die sich dadurch erzielen lässt. Die Toleranzen liegen z.B. in der Größenordnung von +- 0,5mm (im Vergleich zu Isolierelementen aus Porzellan, die oft Toleranzen von +- 5mm aufweisen). Zudem kann z.B. bei einer zweiteiligen Fertigung eine Hälfte der Gussform auch bei Verwendung für unterschiedliche Längen und/oder Öffnungsgrößen wiederverwendet werden. Weiters kann der Bausatz auch für für Durchführungsanordnungen für die Eingangsseite eines Step-up-Transformators eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung kann der Bausatz für den Einsatz an Eingangs- und Ausgangsseiten der Transformatoren geeignet sein.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Bausatz die Schraubmutter, mittels der der Dichtring im eingesetzten Zustand des Leiters gegen das Isolierelement gespannt werden kann, den Dichtring sowie eine Abdeckkappe umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Dichtring zumindest teilweise zu umschließen und durch die Schraubmutter ausübbaren mechanischen Druck gleichmäßig auf den Dichtring zu übertragen.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass der Bausatz zumindest teilweise vormontiert ist, indem der Leiter bereits in die Durchführungsöffnung des Isolierelements eingesetzt ist, und der Dichtring auf dem Isolierelement aufsitzt, oberhalb des Dichtrings die Abdeckkappe angeordnet ist und diese mit der Schraubmutter, die an dem Gewinde des Leiters angreift, gegen den Dichtring gepresst ist, sodass dieser zwischen dem Isolierelement und dem Leiter wasserdicht festgespannt ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Polyamid des Isolierelements Polyamid 6.6 ist und der Glasfaseranteil zwischen 20% und 40%, insbesondere zwischen 28% und 32% beträgt. Insbesondere kann Polyamid 6.6 schwarz 30% GF (also 30% Glasfaseranteil) verwendet werden. Diese Angaben sind als Gewichtsprozente zu verstehen. Der Glasfaseranteil dient dabei zur Verstärkung des Polyamids. Die Steifigkeit, mechanische Festigkeit und die Härte werden dadurch erhöht.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass in der Verbreiterung eine Nut ausgebildet ist, die dazu eingerichtet ist, das Dichtungselement zumindest teilweise zu umschließen.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement als ein einziger Gusskörper ausgebildet ist. Darunter wird verstanden, dass der Gusskörper einstückig ausgebildet ist und durch einen einzigen Guss gewonnen wird.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement an seiner Außenseite in Radialrichtung abstehende voneinander gleichmäßig beabstandete Verstärkungsstreben aufweist, die sich ausgehend von der Verbreiterung hin zu einer Oberseite des Isolierelements erstrecken und dabei zumindest entlang von 80% ihrer Erstreckung gemessen entlang der Längsachse des Isolierelements kontinuierlich verjüngen.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement zumindest drei Verstärkungsstreben, vorzugsweise zwischen vier und zehn Verstärkungsstreben, aufweist.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement genau vier Montageöffnungen aufweist, die so angeordnet sind, dass die Mittelpunkte der Montageöffnungen die Eckpunkte eines Quadrates bilden, wobei der Schwerpunkt des Quadrates mit dem Mittelpunkt des Querschnitts des Leiters zusammenfällt.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Durchführungsanordnung, zusammengesetzt aus einem Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einer Gehäusewand eines Transformators, wobei an der Außenseite der Gehäusewand mit einem Schraubgewinde versehene Fixierungsbolzen angeordnet sind, an denen das Isolierelement durch Anbringen einer Schraubverbindung befestigt und mittels der ersten Anschlagsfläche gegen die Außenseite der Gehäusewand verklemmt ist, wobei zwischen der ersten Anschlagsfläche und der Außenseite der Gehäusewand das Dichtungselement angeordnet ist, das durch Festspannen der Schraubverbindung dichtend festgeklemmt ist.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass Verfahren zur Herstellung einer Durchführungsanordnung nach Anspruch 10, umfassend die folgenden Schritte:
    1. a) Bereitstellen einer metallischen Gehäusewand eines Transformators,
    2. b) Anbringen von Fixierungsbolzen an der Außenseite der Gehäusewand, vorzugsweise durch Verschweißen, besonders bevorzugt unter Anwendung einer Schweißschablone,
    3. c) Anbringen des Dichtungselements und Festspannen des Isolierelements durch Festschrauben an den Fixierungsbolzen, wobei dabei das Dichtungselement zwischen der ersten Anschlagfläche des Isolierelements und der Außenseite der Gehäusewand festgeklemmt wird,
    4. d) Fixieren des Leiters in dem Isolierelement, in dem dieser in die Durchführungsöffnung des Isolierelements eingesetzt wird, wobei der Dichtring auf dem Isolierelement aufsitzt, oberhalb des Dichtrings die Abdeckkappe angeordnet ist und diese durch Festziehen der Schraubmutter, die an dem Gewinde des Leiters angreift, gegen den Dichtring gepresst wird, sodass dieser zwischen dem Isolierelement und dem Leiter wasserdicht festgespannt wird, wobei die Schritte c) und d) in ihrer zeitlichen Reihenfolge vertauschbar sind.
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht ist. Darin zeigt
    • Figur 1 eine schematische perspektive Darstellung eines erfindungsgemäßen Bausatzes im Montierten Zustand,
    • Figur 2 eine weitere schematische perspektive Darstellung des Bausatzes gemäß Fig. 1,
    • Figur 3 eine teilweise Schnittdarstellung des montierten Bausatzes nach Fig. 1 und 2 bzw. einer dadurch erhaltenen Durchführungsanordnung,
    • Figur 4a eine Darstellung einer Gehäusewand eines Transformators mit daran angeordneten Fixierungsbolzen,
    • Figur 4b die Darstellung gemäß Fig. 4a, wobei zusätzlich ein Dichtungselement an der Gehäusewand angeordnet ist,
    • Figur 4c eine Durchführungsanordnung im montierten Zustand aus einer Perspektive von schräg oben,
    • Figur 4d die Durchführungsanordnung gemäß Fig. 4c aus einer Perspektive von schräg unten,
    • Figur 5a einen Leiter eines erfindungsgemäßen Bausatzes,
    • Figur 5b den Leiter gemäß Figur 5a in einem in dem Isolierelement eingesetzten Zustand,
    • Figur 5c die Anordnung gemäß Fig. 5b mit daran aufgesetztem Dichtungsring,
    • Figur 5d die Anordnung gemäß Fig. 5c mit daran aufgesetzter Abdeckkappe, und
    • Figur 5e die Anordnung gemäß Fig. 5d mit festgespannter Schraubmutter.
  • In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
  • Figur 1 zeigt eine schematische perspektive Darstellung eines erfindungsgemäßen Bausatzes 1 im Montierten Zustand. Der Bausatz 1 ist zur Herstellung einer Durchführungsanordnung 12 zur elektrischen Anbindung einer Transformatoranlage durch eine Öffnung 2a in einer Gehäusewand 2 der Transformatoranlage eingerichtet. Hierzu umfasst der Bausatz 1 zumindest einen elektrischen Leiter 3 zur elektrischen Anbindung eines Leistungsanschlusses einer Transformatoranlage. Der elektrische Leiter 3 weist einen stabförmigen ersten Abschnitt mit kreisrundem Querschnitt auf, nachfolgend Hauptabschnitt 3' genannt, der in einen verbreiterten, zweiten Abschnitt mündet, nachfolgend Endabschnitt 3" genannt. Der Endabschnitt 3" weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf.
  • Weiters weist der Bausatz zumindest ein in die Öffnung 2a der Gehäusewand 2 einsetzbares erstes Isolierelement 4 auf, das eine zylindrische Durchführungsöffnung 4a zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Hauptabschnitts 3' des Leiters 3 aufweist, wobei die zylindrische Durchführungsöffnung 4a des ersten Isolierelements 4 zur Führung des Leiters 3 von einer Außenseite 2' der Gehäusewand 2 hin zu einer Innenseite 2" der Gehäusewand 2 eingerichtet ist und ferner dazu eingerichtet ist, den Leiter 3 entlang der Führung innerhalb der Durchführungsöffnung 4a gegenüber der Gehäusewand 2 elektrisch zu isolieren. Das Isolierelement 4 weist eine erste Anschlagsfläche 4' auf, durch die eine Einsetzbewegung des Isolierelement 4 in Richtung der Öffnung 2a der Gehäusewand 2 begrenzbar ist, indem die erste Anschlagsfläche 4' (siehe Fig. 3) auf der Außenseite 2' des Gehäusewand 2 abstützbar ist, und wobei das Isolierelement 4 weiters eine zweite Anschlagsfläche 4" (siehe Fig. 3) aufweist, gegen die der Endabschnitt 3" des Leiters 3 in einem Zustand, in dem der Hauptabschnitt 3' durch die zylindrische Durchführungsöffnung 4a geführt ist, abstützbar und dadurch gegen ein Herausziehen in Richtung des Hauptabschnitts 3' sicherbar ist. In den Abbildungen gemäß Fig. 1, 3, 4c, 4d sowie 5b bis 5e ist der Leiter 3 bereits in das Isolierelement 4 eingesetzt und gegen ein Herausziehen in Richtung des Hauptabschnitts 3' gesichert.
  • Weiters weist der Bausatz zumindest einen Dichtring 8 (siehe Fig. 3) auf, der auf den Hauptabschnitt 3' des Leiters 3 aufsetzbar ist. Der Hauptabschnitt 3' des Leiters 3 ist zumindest abschnittsweise mit einem in den Figuren nicht näher dargestellten Gewinde 3a zur Aufnahme einer Schraubmutter 5 versehen, mittels der der Dichtring 8 im eingesetzten Zustand des Leiters 3 gegen das Isolierelement 4 gespannt werden kann und dadurch der Endabschnitts 3" gegen die zweite Anschlagsfläche 4" verspannt wird.
  • Das Isolierelement 4 weist im Bereich der ersten Anschlagsfläche 4' eine Verbreitung 4b auf, die von zumindest drei Montageöffnungen 4c (siehe Fig. 5b) zur Aufnahme von an der Gehäusewand 2 anordbaren Fixierungsbolzen 6 durchsetzt ist, wobei die Längsachsen L4c der Montageöffnungen 4c parallel zur Längsachse L4a der Durchführungsöffnung 4a orientiert sind, wobei das Isolierelement 4 im Wesentlichen aus einem Gemisch aus Polyamid und Glasfaser besteht und durch Spritzguss hergestellt ist. Weiters weist der Bausatz 1 ein Dichtungselement 9 (siehe Fig. 3) auf, das zwischen der ersten Anschlagsfläche 4' und der Außenseite 2' der Gehäusewand 2 einsetzbar ist und durch Festspannen des Isolierelement 4 an den Fixierungsbolzen 6 mittels der Anschlagsfläche 4' gegen die Außenseite 2' der Gehäusewand 2 verklemmbar ist. In der Verbreiterung 4b ist vorzugsweise eine Fig. 3 gezeigte Nut 4b' ausgebildet, die dazu eingerichtet ist, das Dichtungselement 9 zumindest teilweise zu umschließen. Vorzugsweise ist das Isolierelement 4 als ein einziger Gusskörper ausgebildet.
  • In Fig. 1 ist zudem erkennbar, dass der Bausatz 1 die Schraubmutter 5, mittels der der Dichtring 8 (siehe Fig. 3) im eingesetzten Zustand des Leiters 3 gegen das Isolierelement 4 gespannt werden kann, den Dichtring 8 sowie eine Abdeckkappe 10 umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Dichtring 8 zumindest teilweise zu umschließen und durch die Schraubmutter 5 ausübbaren mechanischen Druck gleichmäßig auf den Dichtring 8 zu übertragen.
  • In Fig. 5e ist erkennbar, dass vorgesehen sein kann, dass der Bausatz 1 zumindest teilweise vormontiert ist, indem der Leiter 3 bereits in die Durchführungsöffnung 4a des Isolierelements 4 eingesetzt ist, und der Dichtring 8 auf dem Isolierelement 4 aufsitzt, oberhalb des Dichtrings 8 die Abdeckkappe 10 angeordnet ist und diese mit der Schraubmutter 5, die an dem Gewinde 3a des Leiters 3 angreift, gegen den Dichtring 8 gepresst ist, sodass dieser zwischen dem Isolierelement 4 und dem Leiter 3 wasserdicht festgespannt ist.
  • In Fig. 1 ist erkennbar, dass das Isolierelement 4 an seiner Außenseite in Radialrichtung abstehende voneinander gleichmäßig beabstandete Verstärkungsstreben 4d aufweist, die sich ausgehend von der Verbreiterung 4b hin zu einer Oberseite 4‴ des Isolierelements 4 erstrecken und dabei zumindest entlang von 80% ihrer Erstreckung gemessen entlang der Längsachse L4a des Isolierelements 4 kontinuierlich verjüngen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement 4 zumindest drei Verstärkungsstreben 4d, vorzugsweise zwischen vier und zehn Verstärkungsstreben 4d, aufweist.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement 4 genau vier Montageöffnungen 4c aufweist, die so angeordnet sind, dass die Mittelpunkte der Montageöffnungen 4c die Eckpunkte eines Quadrates bilden, wobei der Schwerpunkt des Quadrates mit dem Mittelpunkt M (siehe Figur 1) des Querschnitts des Leiters 3 zusammenfällt.
  • Die Erfindung betrifft weiters eine Durchführungsanordnung 12 (siehe Fig. 1 und Fig. 3), zusammengesetzt aus einem erfindungsgemäßen Bausatz 1 sowie einer Gehäusewand 2 eines Transformators, wobei an der Außenseite 2' der Gehäusewand 2 mit einem Schraubgewinde versehene Fixierungsbolzen 6 angeordnet sind, an denen das Isolierelement 4 durch Anbringen einer Schraubverbindung 11 befestigt und mittels der ersten Anschlagsfläche 4' gegen die Außenseite 2' der Gehäusewand 2 verklemmt ist, wobei zwischen der ersten Anschlagsfläche 4' und der Außenseite 2' der Gehäusewand 2 das Dichtungselement 9 angeordnet ist, das durch Festspannen der Schraubverbindung 11 dichtend festgeklemmt ist.
  • Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Durchführungsanordnung 12, das mit Blick auf Figuren 4a bis 5e verdeutlicht wird und die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Bereitstellen einer metallischen Gehäusewand 2 eines Transformators,
    2. b) Anbringen von Fixierungsbolzen 6 an der Außenseite 2' der Gehäusewand 2 (siehe Fig. 4a), vorzugsweise durch Verschweißen, besonders bevorzugt unter Anwendung einer Schweißschablone,
    3. c) Anbringen des Dichtungselements 9 und Festspannen des Isolierelements 4 durch Festschrauben an den Fixierungsbolzen 6, wobei dabei das Dichtungselement 9 zwischen der ersten Anschlagfläche 4' des Isolierelements 4 und der Außenseite 2' der Gehäusewand 2 festgeklemmt wird (siehe Fig. 4b),
    4. d) Fixieren des Leiters 3 in dem Isolierelement 4 (siehe Fig. 4c und 4d), in dem dieser in die Durchführungsöffnung 4a des Isolierelements 4 eingesetzt wird, wobei der Dichtring 8 auf dem Isolierelement 4 aufsitzt, oberhalb des Dichtrings 8 die Abdeckkappe 10 angeordnet ist und diese durch Festziehen der Schraubmutter 5, die an dem Gewinde 3a des Leiters 3 angreift, gegen den Dichtring 8 gepresst wird, sodass dieser zwischen dem Isolierelement 4 und dem Leiter 3 wasserdicht festgespannt wird (siehe Fig. 5a bis 5e), wobei die Schritte c) und d) in ihrer zeitlichen Reihenfolge vertauschbar sind.
  • Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern durch den gesamten Schutzumfang der Ansprüche definiert. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsformen aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind beispielhaft und dienen nur der einfacheren Lesbarkeit der Ansprüche, ohne diese einzuschränken.

Claims (11)

  1. Bausatz (1) für eine Durchführungsanordnung (12) zur elektrischen Anbindung einer Transformatoranlage durch eine Öffnung (2a) in einer Gehäusewand (2) der Transformatoranlage, wobei der Bausatz (1) umfasst
    - zumindest einen elektrischen Leiter (3) zur elektrischen Anbindung eines Leistungsanschlusses einer Transformatoranlage, wobei der elektrische Leiter (3) einen stabförmigen ersten Abschnitt mit kreisrundem Querschnitt aufweist, nachfolgend Hauptabschnitt (3') genannt, der in einen verbreiterten, zweiten Abschnitt mündet, nachfolgend Endabschnitt (3") genannt, wobei der Endabschnitt (3") vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist,
    - zumindest ein in die Öffnung (2a) der Gehäusewand (2) einsetzbares erstes Isolierelement (4), das eine zylindrische Durchführungsöffnung (4a) zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Hauptabschnitts (3') des Leiters (3) aufweist, wobei die zylindrische Durchführungsöffnung (4a) des ersten Isolierelements (4) zur Führung des Leiters (3) von einer Außenseite (2') der Gehäusewand (2) hin zu einer Innenseite (2") der Gehäusewand (2) eingerichtet ist und ferner dazu eingerichtet ist, den Leiter (3) entlang der Führung innerhalb der Durchführungsöffnung (4a) gegenüber der Gehäusewand (2) zu isolieren, wobei das Isolierelement (4) eine erste Anschlagsfläche (4') aufweist, durch die eine Einsetzbewegung des Isolierelement (4) in Richtung der Öffnung (2a) der Gehäusewand (2) begrenzbar ist, indem die erste Anschlagsfläche (4') auf der Außenseite (2') des Gehäusewand (2) abstützbar ist, und wobei das Isolierelement (4) weiters eine zweite Anschlagsfläche (4") aufweist, gegen die der Endabschnitt (3") des Leiters (3) in einem Zustand, in dem der Hauptabschnitt (3') durch die zylindrische Durchführungsöffnung (4a) geführt ist, abstützbar und dadurch gegen ein Herausziehen in Richtung des Hauptabschnitts (3') sicherbar ist,
    - zumindest einen Dichtring (8), der auf den Hauptabschnitt (3') des Leiters (3) aufsetzbar ist,
    wobei der Hauptabschnitt (3') des Leiters (3) zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde (3a) zur Aufnahme einer Schraubmutter (5) versehen ist, mittels der der Dichtring (8) im eingesetzten Zustand des Leiters (3) gegen das Isolierelement (4) gespannt werden kann und dadurch der Endabschnitts (3") gegen die zweite Anschlagsfläche (4") verspannt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Isolierelement (4) im Bereich der ersten Anschlagsfläche (4') eine Verbreitung (4b) aufweist, die von zumindest drei Montageöffnungen (4c) zur Aufnahme von an der Gehäusewand (2) anordbaren Fixierungsbolzen (6) durchsetzt ist, wobei die Längsachsen (L4c) der Montageöffnungen (4c) parallel zur Längsachse (L4a) der Durchführungsöffnung (4a) orientiert sind, wobei das Isolierelement (4) im Wesentlichen aus einem Gemisch aus Polyamid und Glasfaser besteht und durch Spritzguss hergestellt ist und wobei der Bausatz (1) weiters ein Dichtungselement (9) aufweist, das zwischen der ersten Anschlagsfläche (4') und der Außenseite (2') der Gehäusewand (2) einsetzbar ist und durch Festspannen des Isolierelement (4) an den Fixierungsbolzen (6) mittels der Anschlagsfläche (4') gegen die Außenseite (2') der Gehäusewand (2) verklemmbar ist.
  2. Bausatz (1) nach Anspruch 1, wobei der Bausatz (1) die Schraubmutter (5), mittels der der Dichtring (8) im eingesetzten Zustand des Leiters (3) gegen das Isolierelement (4) gespannt werden kann, den Dichtring (8) sowie eine Abdeckkappe (10) umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Dichtring (8) zumindest teilweise zu umschließen und durch die Schraubmutter (5) ausübbaren mechanischen Druck gleichmäßig auf den Dichtring (8) zu übertragen.
  3. Bausatz (1) nach Anspruch 2, wobei der Bausatz (1) zumindest teilweise vormontiert ist, indem der Leiter (3) bereits in die Durchführungsöffnung (4a) des Isolierelements (4) eingesetzt ist, und der Dichtring (8) auf dem Isolierelement (4) aufsitzt, oberhalb des Dichtrings (8) die Abdeckkappe (10) angeordnet ist und diese mit der Schraubmutter (5), die an dem Gewinde (3a) des Leiters (3) angreift, gegen den Dichtring (8) gepresst ist, sodass dieser zwischen dem Isolierelement (4) und dem Leiter (3) wasserdicht festgespannt ist.
  4. Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyamid des Isolierelements (4) Polyamid 6.6 ist und der Glasfaseranteil zwischen 20% und 40%, insbesondere zwischen 28% und 32% beträgt.
  5. Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Verbreiterung (4b) eine Nut (4b') ausgebildet ist, die dazu eingerichtet ist, das Dichtungselement (9) zumindest teilweise zu umschließen.
  6. Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolierelement (4) als ein einziger Gusskörper ausgebildet ist.
  7. Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolierelement (4) an seiner Außenseite in Radialrichtung abstehende voneinander gleichmäßig beabstandete Verstärkungsstreben (4d) aufweist, die sich ausgehend von der Verbreiterung (4b) hin zu einer Oberseite (4‴) des Isolierelements (4) erstrecken und dabei zumindest entlang von 80% ihrer Erstreckung gemessen entlang der Längsachse (L4a) des Isolierelements (4) kontinuierlich verjüngen.
  8. Bausatz (1) nach Anspruch 7, wobei das Isolierelement (4) zumindest drei Verstärkungsstreben (4d), vorzugsweise zwischen vier und zehn Verstärkungsstreben (4d), aufweist.
  9. Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolierelement (4) genau vier Montageöffnungen (4c) aufweist, die so angeordnet sind, dass die Mittelpunkte der Montageöffnungen (4c) die Eckpunkte eines Quadrates bilden, wobei der Schwerpunkt des Quadrates mit dem Mittelpunkt (M) des Querschnitts des Leiters (3) zusammenfällt.
  10. Durchführungsanordnung (12), zusammengesetzt aus einem Bausatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einer Gehäusewand (2) eines Transformators, wobei an der Außenseite (2') der Gehäusewand (2) mit einem Schraubgewinde versehene Fixierungsbolzen (6) angeordnet sind, an denen das Isolierelement (4) durch Anbringen einer Schraubverbindung (11) befestigt und mittels der ersten Anschlagsfläche (4') gegen die Außenseite (2') der Gehäusewand (2) verklemmt ist, wobei zwischen der ersten Anschlagsfläche (4') und der Außenseite (2') der Gehäusewand (2) das Dichtungselement (9) angeordnet ist, das durch Festspannen der Schraubverbindung (11) dichtend festgeklemmt ist.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Durchführungsanordnung (12) nach Anspruch 10, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Bereitstellen einer metallischen Gehäusewand (2) eines Transformators,
    b) Anbringen von Fixierungsbolzen (6) an der Außenseite (2') der Gehäusewand (2), vorzugsweise durch Verschweißen, besonders bevorzugt unter Anwendung einer Schweißschablone,
    c) Anbringen des Dichtungselements (9) und Festspannen des Isolierelements (4) durch Festschrauben an den Fixierungsbolzen (6), wobei dabei das Dichtungselement (9) zwischen der ersten Anschlagfläche (4') des Isolierelements (4) und der Außenseite (2') der Gehäusewand (2) festgeklemmt wird,
    d) Fixieren des Leiters (3) in dem Isolierelement (4), in dem dieser in die Durchführungsöffnung (4a) des Isolierelements (4) eingesetzt wird, wobei der Dichtring (8) auf dem Isolierelement (4) aufsitzt, oberhalb des Dichtrings (8) die Abdeckkappe (10) angeordnet ist und diese durch Festziehen der Schraubmutter (5), die an dem Gewinde (3a) des Leiters (3) angreift, gegen den Dichtring (8) gepresst wird, sodass dieser zwischen dem Isolierelement (4) und dem Leiter (3) wasserdicht festgespannt wird, wobei die Schritte c) und d) in ihrer zeitlichen Reihenfolge vertauschbar sind.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3159901A1 (de) * 2015-10-20 2017-04-26 Pioch Stromschienenvorrichtung, eine solche vorrichtung umfassende stromschienenanordnung und entsprechende elektrische anordnung
WO2018210637A1 (de) 2017-05-15 2018-11-22 Spax International Gmbh & Co. Kg Schraubelement
EP3410448A1 (de) * 2017-06-01 2018-12-05 Preis & Co Ges.m.b.H. Bausatz für eine durchführungsanordnung
EP3731247A1 (de) 2019-04-24 2020-10-28 Preis & Co Ges.m.b.H. Bausatz für eine durchführungsanordnung zur elektrischen anbindung einer transformatoranlage

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