EP4552147A1 - Einteilige per zugdruckumformen hergestellte abschirmung - Google Patents

Einteilige per zugdruckumformen hergestellte abschirmung

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Publication number
EP4552147A1
EP4552147A1 EP23764315.0A EP23764315A EP4552147A1 EP 4552147 A1 EP4552147 A1 EP 4552147A1 EP 23764315 A EP23764315 A EP 23764315A EP 4552147 A1 EP4552147 A1 EP 4552147A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
axis
shield
curved surface
tubular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23764315.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Hartung
Martin Koletzko
Armin Grund
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.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4552147A1 publication Critical patent/EP4552147A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01B17/005—Insulators structurally associated with built-in electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66276—Details relating to the mounting of screens in vacuum switches

Definitions

  • the invention relates to a shield for an insulator in high-voltage technology.
  • an insulating section can consist of several interconnected insulators.
  • the insulators are connected to each other at the end faces using a metal layer.
  • This metal layer is electrically conductive and is shielded.
  • an insulator can be connected to a metallic part. This contact area is also shielded.
  • the shields consist of a flat cylindrical area to the top and bottom of which the faces of the insulators are attached. At the edge of the cylindrical area, the shield is extended in the axial direction. This creates a thin cylinder or A cone is formed at the end of which there is a torus or Part of a torus is located.
  • the shielding must act in both the positive and negative axial directions. It must therefore act along the axis of the first insulator as well as along the axis of the second insulator.
  • the shielding is usually manufactured using tensile compression forming. Up to now it has been made from several parts that have to be connected to each other. This can be done by brazing or welding.
  • the invention is based on the problem of providing a shield for insulators in high-voltage technology, which requires less effort than a conventional shield.
  • the problem is solved by a shield with the features of claim 1.
  • the one-piece shield according to the invention saves the necessary manufacturing process for connecting it by brazing or welding compared to a conventional multi-part shield.
  • the elimination of the connection point also eliminates the risk that the closure soldering will not be successful.
  • FIG. 1 shows a shield according to the invention between two insulators
  • Fig. 2 shows a shield according to the invention between an insulator and a metallic part
  • Fig. 3 shows a conventional two-part shield.
  • first shield S 1 which has a flat annular section FA1.
  • the shield is extended by a cone section Kl in the direction of axis A.
  • a torus TI but also part of a torus TI adjoins the end of the cone section Kl facing the axis A in such a way that the cross section of the shield S 1 approximates the shape of a question mark "?" and the torus TI does not correspond to the plane of the section FA1 cuts.
  • the first shield S 1 and an identical second shield S2 are connected to one another in opposite directions at their sections FA1 and FA2, which can be realized, for example, by brazing or welding.
  • the surfaces of the sections FA1 and FA2 facing away from the connection are tubular I insulators II or 12 connected.
  • a shield S which has a flat annular section FA.
  • the shield is extended by a cone section K in the direction of axis A.
  • the end of the cone section K facing the axis A is adjoined by a first surface GF1, curved towards the plane of the section FA, which is bent around the axis A, has a circular segment-like shape in cross section and to which a tubular section RA is formed with a substantially constant diameter.
  • a second surface GF2, curved towards the plane of the section FA, is formed on the tubular section RA, which is bent around the axis A and has a circular segment-like shape in cross section.
  • the loose end of the second curved surface GF2 faces the flat annular portion FA such that an open gap SP remains.
  • the cone section K, the first curved surface GF1, the tubular section RA and the second curved surface GF2 form a not completely closed torus with a circumferential gap SP, the torus extending above and below the plane of the section FA.
  • the axis A of the tubular section RA is intersected at right angles by the plane of the section FA.
  • the plane of the section FA intersects the tubular section RA perpendicularly.
  • the end faces of the tubular I insulators II and 12, respectively, which are arranged concentrically to the axis A, are connected to the top and bottom of the section FA.
  • a shield S is provided in a one-piece design, which is the same as the shield S from FIG. 1.
  • Connected to the top and bottom of the section FA are a tubular insulator I and a metallic part MT, which are arranged concentrically to the axis A.
  • the metallic part MT has a smaller wall thickness than the insulator I.
  • the circumferential gap SP in the torus of the shield S is arranged facing the metallic part MT.
  • the shield S according to the invention is produced from a component, for example made of thin sheet metal, by tensile pressure forming.
  • a component for example made of thin sheet metal, by tensile pressure forming.
  • the first torus GF1 but also part of a torus is produced.
  • the second torus GF2 is also produced as part of a torus.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Installation Of Bus-Bars (AREA)
  • Details Of Indoor Wiring (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

Einteilige per Zugdruckumformen hergestellte Abschirmung Die Erfindung schlägt eine einteilige per Zugdruckumformen hergestellte Abschirmung für rohrförmige Isolatoren der Hochspannungstechnik vor. Die erfindungsgemäße einteilige Abschirmung erspart gegenüber einer herkömmlich mehrteiligen Abschirmung den erforderlichen Herstellprozess für deren Verbindung durch Hartlöten oder Schweißen.

Description

Beschreibung
Einteilige per Zugdruckumformen hergestellte Abschirmung
Die Erfindung betri f ft eine Abschirmung für einen I solator der Hochspannungstechnik .
Bei Vakuumschaltröhren kann eine I solierstrecke aus mehreren miteinander verbundenen I solatoren bestehen . Die I solatoren werden mittels einer Metallschicht an den Stirnseiten miteinander verbunden . Diese Metallschicht ist elektrisch leitend und wird abgeschirmt . Außerdem kann ein I solator mit einem metallischen Teil verbunden sein . Auch dieser Berührungsbereich wird abgeschirmt .
Die Abschirmungen bestehen aus einem flachen zylindrischen Bereich an dessen Ober- und Unterseite die Stirnseiten der Isolatoren befestigt sind . Am Rand des zylindrischen Bereichs ist die Abschirmung in axialer Richtung verlängert . Damit wird ein dünner Zylinder bzw . Kegel gebildet an dessen Ende sich ein Torus bzw . Teil eines Torus befindet .
Die Abschirmung muss sowohl in die positive als auch die negative Achsrichtung wirken . Sie muss also entlang der Achse des ersten I solators als auch entlang der Achse des zweiten Isolators wirken . Die Abschirmung wird üblicherweise per Zugdruckumformen hergestellt . Sie wird bisher aus mehreren Teilen hergestellt , die miteinander verbunden werden müssen . Dies kann durch Hartlöten oder Schweißen geschehen .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde , eine Abschirmung für I solatoren der Hochspannungstechnik bereitzustellen, die gegenüber einer herkömmlichen Abschirmung einen verringerten Aufwand erfordert .
Das Problem wird durch eine Abschirmung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Die erfindungsgemäße einteilige Abschirmung erspart gegenüber einer herkömmlich mehrteiligen Abschirmung den erforderlichen Herstellprozess für deren Verbindung durch Hartlöten oder Schweißen . Durch das Entfallen der Verbindungstelle entfällt auch das Risiko , dass die Verschlusslötung nicht gelingt .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Die Erfindung wird im Folgenden als Aus führungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert . Dabei zeigen :
Fig 1 eine erfindungsgemäße Abschirmung zwischen zwei I solatoren,
Fig 2 eine erfindungsgemäße Abschirmung zwischen einem I solator und einem metallischen Teil sowie
Fig 3 eine herkömmliche zweiteilige Abschirmung .
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente .
Bei der in Fig 3 gezeigten herkömmlichen Abschirmung in zweiteiliger Aus führung ist eine erste Abschirmung S 1 gegeben, die einen flachen ringförmigen Abschnitt FA1 aufweist . Am inneren Rand des Abschnitts FA1 ist die Abschirmung um einen Kegelabschnitt Kl in Richtung der Achse A verlängert . An das zur Achse A hingewandte Ende des Kegelabschnitts Kl schließt sich ein Torus TI aber auch Teil eines Torus TI an derart , dass der Querschnitt der Abschirmung S 1 der Form eines Fragezeichens „?" angenähert ist und der Torus TI die Ebene des Abschnitts FA1 nicht schneidet . Die erste Abschirmung S 1 und eine zu ihr gleiche zweite Abschirmung S2 sind an ihren Abschnitten FA1 und FA2 gegengleich miteinander verbunden, was beispielsweise durch Hartlöten oder Schweißen realisiert sein kann . Mit den von der Verbindung abgewandten Flächen der Abschnitte FA1 und FA2 sind rohrförmige I solatoren I I beziehungsweise 12 verbunden . Bei der in Fig 1 gezeigten erfindungsgemäßen Abschirmung in einteiliger Aus führung ist eine Abschirmung S gegeben, die einen flachen ringförmigen Abschnitt FA aufweist . Am inneren Rand des Abschnitts FA ist die Abschirmung um einen Kegelabschnitt K in Richtung der Achse A verlängert . An das zur Achse A hin gewandte Ende des Kegelabschnitts K schließt sich eine erste , zur Ebene des Abschnitts FA hin gekrümmte Fläche GF1 an, die um die Achse A gebogen ist , im Querschnitt eine Kreissegment-artige Formgebung hat und an die ein rohrförmiger Abschnitt RA mit im Wesentlichen konstantem Durchmesser angeformt ist . An den rohrförmigen Abschnitt RA ist eine zweite , zur Ebene des Abschnitts FA hin gekrümmte Fläche GF2 angeformt , die um die Achse A gebogen ist und im Querschnitt eine Kreissegment-artige Formgebung hat . Das lose Ende der zweiten gekrümmten Fläche GF2 ist dem flachen ringförmigen Abschnitt FA zugewandt derart , dass ein of fener Spalt SP verbleibt . Der Kegelabschnitt K, die erste gekrümmte Fläche GF1 , der rohrförmige Abschnitt RA und die zweite gekrümmte Fläche GF2 bilden einen nicht vollständig geschlossenen Torus mit umlaufendem Spalt SP, wobei sich der Torus oberhalb und unterhalb der Ebene des Abschnitts FA erstreckt . Die Achse A des rohrförmigen Abschnitts RA wird von der Ebene des Abschnitts FA rechtwinklig geschnitten . Die Ebene des Abschnitts FA schneidet den rohrförmige Abschnitt RA senkrecht . Mit der Oberseite und der Unterseite des Abschnitts FA sind die Stirnseiten der rohrförmigen I solatoren I I beziehungsweise 12 verbunden, die konzentrisch zur Achse A angeordnet sind .
Bei der in Fig 2 gezeigten erfindungsgemäßen Abschirmung ist eine Abschirmung S in einteiliger Aus führung gegeben, die gleich ist zu der Abschirmung S aus Fig 1 . Mit der Oberseite und der Unterseite des Abschnitts FA sind ein rohrförmiger Isolator I und ein metallischer Teil MT verbunden, die konzentrisch zur Achse A angeordnet sind . Der metallische Teil MT weist eine geringere Wandstärke auf als der I solator I . Der umlaufende Spalt SP im Torus der Abschirmung S ist dem metallischen Teil MT zugewandt angeordnet .
Die erfindungsgemäße Abschirmung S wird aus einem Bauteil , beispielsweise aus Feinblech, durch Zugdruckumformen hergestellt . In einem ersten Umformschritt wird der erste Torus GF1 aber auch Teil eines Torus hergestellt . In einem weiteren Umformschritt wird der zweite Torus GF2 aber auch Teil eines Torus hergestellt .
Die vorliegende Erfindung wurde zu I llustrations zwecken anhand von konkreten Aus führungsbeispielen im Detail erläutert . Dabei können Elemente der einzelnen Aus führungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden . Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Aus führungsbeispiele beschränkt sein, sondern lediglich eine Beschränkung durch die angehängten Ansprüche erfahren .
Bezugs zeichenliste
A - zentrale Achse
AB - Abstand
FA1 - flacher Abschnitt Abschirmung S 1
FA2 - flacher Abschnitt Abschirmung S2
GF1 - erste gekrümmte Fläche
GF2 - zweite gekrümmte Fläche
Kl - erster Kegelabschnitt
K2 - zweiter Kegelabschnitt
I - I solator
I I - erster I solator
12 - zweiter I solator
MT - metallisches Teil
RA - rohrförmiger Abschnitt
S - Abschirmung, engl : shielding
51 - erste Abschirmung, engl : shielding
52 - zweite Abschirmung, engl : shielding
SP - Spalt
TI - Torus 1
T2 - Torus 2
+ - positive Richtung der Achse A
- - negative Richtung der Achse A

Claims

Patentansprüche
1. Abschirmung für einen Isolator der Hochspannungstechnik aufweisend,
- einen flachen ringförmigen Abschnitt (FA) konzentrisch zu einer Achse (A) ,
- an dem inneren Rand des Abschnitts (FA) ein Kegelabschnitt (K) angeformt ist, der in positiver Richtung (+) der Achse (A) und zur Achse (A) hin geneigt ist,
- an das Ende des Kegelabschnitts (K) eine erste, in negativer Richtung der Achse (A) und zur Achse (A) hin gekrümmte Fläche (GF1) angeformt ist, die konzentrisch um die Achse (A) gebogen ist und im Querschnitt eine Kreissegment-artige Formgebung hat,
- an das zur Achse (A) hin weisende Ende der ersten gekrümmten Fläche (GF1) ein zur Ache (A) konzentrischer, rohrförmiger Abschnitt (RA) mit im Wesentlichen konstantem Radius zur Achse (A) angeformt ist,
- an dem in negativer Richtung (-) der Achse (A) ausgerichteten Ende des rohrförmigen Abschnitts (RA) eine zweite, in positiver Richtung (+) der Achse (A) und zum inneren Rand des Abschnitts (FA) hin gekrümmte Fläche (GF2) angeformt ist, die konzentrisch um die Achse (A) gebogen ist und im Querschnitt eine Kreissegment-artige Formgebung hat,
- von der Achse (A) aus der Radius des freien Endes der gekrümmten Fläche (GF2) kleiner ist als der Radius des inneren Randes des Abschnitts (FA) ,
- das freie Ende der gekrümmten Fläche (GF2) in negativer Richtung (-) der Achse (A) von der Ebene des Abschnitts (FA) einen Abstand (AB) aufweist und
- die Ebene des Abschnitts (FA) schneidet den rohrförmigen Abschnitt (RA) rechtwinklig.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s der flache ringförmige Abschnitt (FA) mit der Stirnfläche eines Isolators (I) zusammenwirkt.
3. Abschirmung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s der flache ringförmige Abschnitt (FA) mit der Stirnfläche ei- nes rohrförmigen metallischen Teils (MT) zusammenwirkt.
4. Abschirmung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s sie aus Feinblech mittels Zugdruckumformen hergestellt ist.
5. Abschirmung nach Anspruch 1, dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s die erste gekrümmte Fläche (GF1) in einem ersten Umformschritt und die zweite gekrümmte Fläche (GF2) in einem zwei- ten Umformschritt hergestellt sind.
EP23764315.0A 2022-09-13 2023-08-31 Einteilige per zugdruckumformen hergestellte abschirmung Pending EP4552147A1 (de)

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