NO334190B1 - Isolert skjøtsammenstilling for kanal med isolerte fasestrømskinner - Google Patents

Description

Tittel: Isolert skjøtsammenstilling for kanal med isolerte fasestrømskinner

Teknisk område

Denne oppfinnelse gjelder sammenstillinger av isolerte fasestrømskinner og nærmere bestemt en ny separerbar pluggskjøtsammenstilling for kopling eller sammen-plugging av seksjoner av isolerte fasestrømskinner med omsluttende kappe.

Bakgrunn

Isolerte fasestrømskinnesystemer er velkjente innenfor faget som vedrører kraftoverføring og -fordeling. Isolerte fasestrømskinnesystemer omfatter typisk flere isolerte fasestrømskinneseksjoner som er elektrisk sammenkoplet butt-i-butt. Hver seksjon har en sentral eller indre leder som under drift fører høyspenning, og en elektrisk ledende ytre metallkappe som omslutter innerlederen konsentrisk og normalt holdes ved eller nær jordpotensial. I endeseksjoner som skal sammenføyes i konvensjonelle føringer av isolerte fasestrømskinner blir normalt sammenføyd og forseglet av omsluttende kapper eller liknende som sveises til de tilstøtende kapper eller omslutninger i felten.

Selv om de fleste føringer av isolerte kanalsystemer for fasestrømskinner går i relativt åpne omgivelser hvor det er lett å utføre feltinstallasjon av kapper og koplinger er dette ikke tilfelle i lukkede omgivelser hvor det er begrenset adgang til kanalen for å kople sammen seksjoner i felten. Videre vil enhver kopling av de enkelte kanalseksjoner ved hjelp av omsluttende elementer ved kappen øke diameteren av den omsluttende struktur, hvilket gir enten et feltadkomstproblem eller fører til at omslutningen må utvides for å kunne romme føringene av strømskinnekanalen.

Som et eksempel vil bruken av slike strømskinnekanalføringer gjennom akselen i en roterende omformer måtte føre kollektorstrøm til omformende rotor. Akseldiameteren er relatert til passeringen av strømskinnekanalen i denne og ytterdiameteren av disse kanaler siden det trengs en minsteavstand mellom aksel og kanal for å hindre overslag og akseloppvarming fra de magnetiske virkningene av strøm som ledes gjennom strømskinnene. I et slikt lukket system med dårlig tilgang er det fordelaktig å opprettholde akseldiameteren ved et minimum. I dette eksempel vil trefaseskinner føres gjennom midten av akselen, og denne er delt opp i seksjoner for feltvedlikehold. Strømskinnekanalene føres også til to deler eller seksjoner og må deretter sammenkoples inne i akselseksjonene. Således vil enhver kopling som øker den totale ytterdiameter for føringene av strømskinnene også føre til begrenset adkomst til koplingen inne i en slik aksel eller en økning av akseldiameteren for å få plass til føringene av isolerte strømskinner i kanal og beregnet for 3 faser.

Selv om mange former av ledere for slike strømskinnesystemer er utviklet allerede, vil mange av sammenkoplingene eller skjøtene av slike skinnesystemer involvere plugg- eller stangforbindelser eller fingre med utvendig monterte fjærer og boltforbindelser mellom de enkelte ledere. Slike forbindelser vil da vanligvis måtte være uskjermede og innebære en større diameter enn diameteren av de indre ledere ellers. Følgelig vil ytteromslutningens koplingsdiameter måtte økes for å opprettholde nødvendige avstander mellom koplingene i innerlederen og det ytre. I omgivelser hvor det er en kappe eller en generell omslutning rundt strømskinnekanalen vil enhver økning i ytterdimensjonen av innerlederkoplingen måtte redusere den elektriske klaring mot omslutningen, og denne må gjøres større for å få tilstrekkelig avstand til innerveggen av elementene, herunder avstanden til en ytre kappes innervegg.

Patentdokumentet US 3061665 A beskriver en isolert skjøtsammenstilling for en kanal med isolerte fasestrømskinner for sammenkobling av en første og andre seksjon av en strømskinne, hvor hver seksjon omfatter en strømskinne som er omsluttet av en kappe der sammenkoblingen skjer ved hjelp av fleksible kontaktfingre anordnet rundt ytterflaten på strømskinnenes endepartier, hvor kontaktfingrene kan være boltet eller sveiset til strømskinnene.

Kort gjennomgåelse av oppfinnelsen

Denne oppfinnelse gjelder en isolert fasestrømskinnekopling hvor det fore-ligger en kanal for strømskinnen, og koplingen er egnet for bruk i lukkede omgivelser. Oppfinnelsen gjelder særlig en slik kopling eller skjøt, som er separerbar og lett betjenbar, for eksempel ved reparasjon eller vedlikehold. Likeledes gjelder oppfinnelsen isolerte slike koplinger eller skjøter som har en minimalt øket ytterdiameter ved koplingen for innerlederne.

Denne oppfinnelse gjelder således en isolert skjøtsammenstilling for en kanal med isolerte fasestrømskinner for sammenkopling av en første og en andre seksjon av strømskinnene, hvor hver seksjon omfatter en innerleder som er omsluttet av en omslutning i form av en kappe. Skjøtsammenstilling kjennetegnes av en første og en andre skjøtedel som hver strekker seg fra sitt respektive av innerlederens endepartier, idet hvert endeparti har sin respektive innerflate og ytterflate. Flere bevegelige kontaktfingre er anordnet rundt ytterflaten på det første endeparti ved hjelp av fjærspente og innstillbare fester, hvor samtlige fingre strekker seg utenfor det første endeparti i den hensikt å komme i inngrep med ytterflaten på det andre endeparti. Videre omfatter samtlige fjærspente og innstillbare fester sin respektive gjengede stang som er ført gjennom kontaktfingeren og den første indre av skjøtedelene. Stangen har et innstillbart hode for inngrep med en ytterflate på kontaktfingeren og en fjær anordnet over stangen for anlegg mot innerflaten av den første skjøtedel, idet hodet og stangen er innstilt i forhold til fjæren for å presse kontaktfingeren til låseinngrep med både den første og den andre skjøtedel.

Denne skjøtsammenstilling kan videre være kjennetegnet ved at ytterflaten på begge skjøtedeler har en ytterdimensjon som er redusert i forhold til lederytterflatene på innerlederne i skjøten, og at innerlederne i hver seksjon som skal skjøtes sammen og den første og andre skjøtedel har sylindrisk form, idet den første og andre skjøtedel begge har en diameter som er redusert i forhold til diameteren av innerlederne.

Både første og andre skjøtedel kan være anordnet inne i endepartiet av en av innerlederne og ha komplementær form i forhold til innerlederen.

Skjøtsammenstillingen kan omfatte en ikke-metallisk skjerm som er festet til en av innerlederne og strekker seg i en avstand over kontaktfingrene og den andre innerleder og skjermen kan ha redusert diameter over et slankere parti slik at det dannes en ringformet flens som passer på den ene av innerlederne. Skjermen kan videre være anordnet i en gitt avstand til den ene innerleder ved at det er avsatt en vulst av tetningsmateriale mellom flensen og denne innerlederen. Hver seksjons ytre kappe kan være sammenføyd ved tilstøtende flenser som er tilkoplet ved hjelp av fester, og en isolator som kan være anordnet mellom flensene i hver seksjon av den ytre kappe som strekker seg mot innerlederne for å omslutte og støtte skjermen.

Skjøtsammenstillings første skjøtedel kan ha en avsats som tjener som et underlag og med en innerflate med nedsenket plan, idet denne avsats har flere åpninger som stengene er ført gjennom, idet fjærene er anordnet på stengene for inngrep med innerflaten ved avsatsen. Den andre skjøtedelen kan ha en avrundet innføringsflate, og kontaktfingrene kan ha avrundede biteender for å gripe inn i ytterflaten på henholdsvis første og andre innerleder når skruenes hoder og stenger strammes til i forhold til fjærene hvorved den første og den andre skjøtedel blir låst sammen.

Det er innlysende at oppfinnelsen også vil kunne gjelde koplinger og skjøter med krum eller sfærisk form for å få utført skjøten i et hjørne i føringen av strømskin-nen i kanalen, men den foretrukne anvendelse er for to føringer av strømskinnekanalen med utstrekning langs samme akse eller nær dette, ved parallelle nærliggende akser.

Oppfinnelsens hovedtrekk er forøvrig angitt i krav 1 i vedføyd kravsett, mens fordel-aktige utførelsesformer går frem av de tilknyttede uselvstendige krav.

Kort gjennomgåelse av tegningene

For å bedre forstå hvordan oppfinnelsen er, vises til detaljbeskrivelsen nedenfor, idet denne støtter seg til tegningene, hvor

fig. 1 viser et oppriss av en del av en isolert skjøt for strømskinner ifølge oppfinnelsen, hvorved en første og en andre seksjon blir sammenkoplet i en særskilt

utførelse,

fig. 2 viser et enderiss av samme skjøt,

fig. 3 viser et utsnitt i oppriss av detaljer i skjøten på fig. 1, og

fig. 4 viser et utsnitt i samsvar med IV-IV på fig. 3, av en del av den isolerte skjøt i utførelsen på fig. 1.

Detaljbeskrivene av oppfinnelsen

Det vises først til fig. 1 hvor det illustreres to seksjoner av en strømskinnekanal, nemlig seksjonene 10 og 12. Hver slik seksjon 10, 12 av strøm-skinnekanalen omfatter en ytre strømskinnekanal eller en elektrisk ledende metallisk ytre omslutning i form av en kappe 14 med rørformet fasong og gjerne av aluminium. Kappen 14 kan også kalles omslutning, slik det er gjort i originalteksten. Seksjonene 10, 12 utgjør deler av strømskinnekanalføringer som videre omfatter en indre eller sentral strømskinneleder 16, her kalt innerleder, med rørfasong og av aluminium. Det er innlysende at formen av denne innerleder 16 også kan være annerledes, for eksempel kvadratisk eller rektangulær. Hver eneste av innerlederne 16, to i tallet, er omsluttet av et tynt isolasjonslag 17. Det er likevel innlysende at bruken av et slikt isolasjonslag 17 ikke er strengt nødvendig, men laget tjener til å redusere den elektriske romklaring som må foreligge mellom innerlederne 16 og den elektrisk ledende metallomslutning i form av kappen 14. Den ene innerleder 16 i hver av skinnekanalene 10 og 12 er montert konsentrisk i forhold til den ytre kappe 14 ved hjelp av isolatorer 18 som danner avstandselementer og kan ha form av skiver eller ringer og er avsatt med passende avstand langs føringene av strømskinneutstrekningen og fullstendig kan lukke mellomrommet mellom innerlederen 16 og kappen 14.

Med fortsatt henvisning til fig. 1 vises hvordan en koplingssammenstilling som her er kalt en skjøt 20 omfatter de to innerledere 16 som skal skjøtes sammen, idet disse har sitt respektive endeparti 22 med påmontert en første henholdsvis andre skjøte-del 24, 26 som også kan kalles "lederkoplingsdel" eller "forlengelseskopling". Skjøte-delene er rørformete og strekker seg i en gitt avstand inn i det indre av sin respektive rørformede innerleder 16. Skjøtedelene 24, 26 har sin respektive ytterflate 28 med en diameter som ikke er større enn at delene passer inn innenfor innerflaten 30 på sin respektive hule innerleder 16. Skjøtedelene er holdt på plass ved hjelp av sveisesømmer 32, og deres ytterflate 28 er fortrinnsvis pålagt sølv som gir en god elektrisk overflateledning.

Det vises nå til fig. 1 og 3 hvor det illustreres hvordan den første skjøtedel 24 har en utsparing som danner en flens 34 slik at innerflaten 36 på denne skjøtedel 24 kommer til å få en tilbaketrukket avsats 38. Flensen 34 har flere åpninger 40 (fig. 3) rundt sin utstrekning. Fra fig. 4 fremgår best hvordan hver slik åpning 40 (imidlertid ikke vist med dette henvisningstall) har en tilbaketrukket flate som kan kalles en punkt-flate 42 på avsatsen 38. Den andre skjøtedel 26 har i motsetning til dette en krum inn-føringsflate 44.

Skjøten 20, i tillegg til skjøtedelene 24 og 26, omfatter flere elektrisk ledende kontaktfingre 50 som er anordnet på ytterflaten 22 av flensen 34 på den første skjøtedel 24. Fingrene 50 er fortrinnsvis belagt med sølv for å bedre den elektriske ledningsevne. Det vises nå til fig. 3 hvor det fremgår at hver kontaktfinger 50 har sitt eget sentrale hull 52 i flukt med den tilsvarende åpning 40 i flensen 34, gjennom hvilken åpen en rundhodeskrue 54 kan føres radialt inn og monteres på en underlagsskive 56.

Nå vises det til fig. 3 og 4 sammen, og det fremgår av disse at rundehodeskruen 54 og underlagsskiven 56 som i dette tilfelle er flat utgjør en del av de allerede nevnte fjærspente og innstillbare strammefester 51 som samvirker med flensen 34 og hver av kontaktfingrene 50 for å få montert disse fingre på ytterflaten 28 av flensen 34. Strammefestene 51 omfatter på sin side stenger 58, fjærer 60 og muttere 62. Den gjengede rundehodeskrue 54 har gjengene på stangen 58 nevnt ovenfor, på hvilken det på punktflaten 52 er montert en skruefjær 60 og en mutter 62. Rundhodeskruen 54 kan dreies for å bringe mutteren 62 til inngrep med fjæren 60 for å presse sammen denne fjær og tvinge kontaktfingeren 50 ned mot ytterflatene 28 på henholdsvis den første og andre skjøtedel 24,26.

Som det best fremgår av fig. 3 omfatter videre kontaktfingrene 50 et gods i form av fingerflenser 64 og 66. Disse fingerflenser 64 og 66 er forskjøvet i forhold til hverandre for å gi en viss kanting av stangen 58 og rundhodeskruens 54 hode slik at fjærene 60 blir presset sammen, hvorved fingerflensene 64 og 66 kommer til å bite inn i ytterflatene 28 på sin respektive skjøtedel 24, 26. Det må forstås at fingerflensene gjør dette slik at det blir god elektrisk kontakt mellom skjøtene og kontaktfingrene 50. Videre er det slik at sølvoksid på de sølvbelagte kontaktfingre 50 og de sølvbelagte ytterflater 28 på skjøtedelene 24 og 26 ikke blir opprevet under inngrepet, siden sølvet er et materiale som kommer til å flyte, hvorved det opprettholdes en god elektrisk kontakt. Den ene fingerflens 66 er avrundet på kontaktfingeren 50, og den tilsvarende buede innføringsflate 44 på skjøtedelen 26 muliggjør at kontaktfingrene 50 kan skyves inn til inngrep med denne skjøtedel 26 før tilstrammingen av rundhodeskruene 54 for å låse kontaktfingrene 50 på plass og holde de to innerledere 16 hovedsakelig i flukt med hverandre. Det må forstås at formen av kontaktfingrene 50 vist her er langstrakt, slik at de spenner over et gap mellom skjøtedelene 24 og 26. Dersom imidlertid formen av kontaktfingrene 50 er krum ville dette muliggjøre etableringen av en skjøt 20 som passer til et hjørne.

Det fremgår best av fig. 1 at skjøten 20 videre omfatter en skjerm 70 med sylindrisk form og innrettet for å kunne gli over selve skjøten. Denne sylindriske skjerm 70 har redusert ytterdiameteren ved at den har et slankere parti 72 som er tilpasset inngrep med ytterflaten på endepartiet 22 på en av innerlederne 16. Skjermen 70 strekker seg i en viss avstand fra, over skjøten 20 og passerer over den andre innerleder 16 i en viss avstand. Skjermen er holdt fast i forhold til den første innerleder 16 med en allerede nevnt vulst 74 av isolasjonsmateriale, for eksempel RTV-silikon.

Den ytre omslutning i form av kappen 14 har flenser 76 med åpninger (ikke vist) gjennom hvilke isolerte styrestifter eller festeelementer 78 er ført for å feste kappen sammen. Mellom hver av flensene er det anordnet en isolasjonsring 80 som holdes på plass av disse festeelementer 78.

I den sammenstilling som danner skjøten 20 er kontaktfingrene 50 vist med utstrekning hovedsakelig i radial retning fra midten av innerlederen 16, ved en radial for-skyvning som tilnærmet er lik ytterflaten av endepartiet 22 på innerlederen 16. Bare rundhodeskruenes 54 hoder er vist å strekke seg noe radialt ut over endepartiet 22, og følgelig blir avstanden mellom kontaktfingrene 50 og kappen 14 ikke noen sikkerhet mot behovet for å øke diameteren av kappen 14 for elektriske avstandsformål. Dette utføres primært ved det faktum at fjærene 60 er anordnet inne i innerflaten 36 i den første skjøtedel 24.

Videre vil man med bruk av en skjerm 70 av umetallisk materiale og som strekker seg over kontaktfingrene kunne skjerme skjøten 20 fra kappen 14, og som følge av dette vil avstanden mellom kappen 14 og kontaktfingrene 50 opprettholdes ved en relativ minste elektrisk klaringsavstand.

Det er videre innlysende at de skinnekanalseksjoner 10, 12 som er vist på tegningene gjelder en enkelt fase i et treledersystem, tilhørende en isolert føring av en fasestrømskinnekanal, mens man i de fleste tilfeller vil utnytte alle tre faser i et strøm-føringssystem, hvor faselederne strekkes parallelt i forhold til hverandre.

Endelig er det innlysende at alternative utførelser av denne oppfinnelse lett kan tenkes av fagfolk, ut fra beskrivelsen ovenfor av de foretrukne utførelser. Imidlertid vil oppfinnelsens ramme være slik at den også omfatter andre enn de foretrukne utførelser, men rammen er likevel begrenset av de patentkrav som er satt opp nedenfor.

Claims (13)

1 Isolert skjøtsammenstilling for en kanal med isolerte fasestrømskinner for sammenkopling av en første og en andre seksjon av strømskinnene, idet hver seksjon (14,18) omfatter en innerleder (16) som er omsluttet av en omslutning i form av en kappe (14), hvilken skjøtsammenstilling erkarakterisert ved: en første og en andre skjøtedel (24,26) som hver strekker seg fra sitt respektive av innerlederens (16) endepartier (22), idet hvert endeparti har sin respektive innerflate og ytterflate, flere bevegelige kontaktfingre (50) anordnet rundt ytterflaten på det første endeparti (22) ved hjelp av fjærspente og innstillbare fester, idet samtlige fingre strekker seg utenfor det første endeparti i den hensikt å komme i inngrep med ytterflaten på det andre endeparti, og hvor samtlige fjærspente og innstillbare fester omfatter sin respektive gjengede stang som er ført gjennom kontaktfingeren (50) og den første indre av skjøtedelene (24,26), hvilken stang har et innstillbart hode for inngrep med en ytterflate på kontaktfingeren og en fjær anordnet over stangen for anlegg mot innerflaten av den første skjøtedel (24), idet hodet og stangen er innstilt i forhold til fjæren for å presse kontaktfingeren til låseinngrep med både den første og den andre skjøtedel (26).

2 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat ytterflaten på begge skjøtedeler (24,26) har en ytterdimensjon som er redusert i forhold til lederytterflatene på innerlederne (16) i skjøten.

3 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat innerlederne (16) i hver seksjon som skal skjøtes sammen og den første og andre skjøtedel (24,26) er sylindriske i formen, idet den første og andre skjøtedel begge har en diameter som er redusert i forhold til diameteren av innerlederne (16).

4 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat både den første og andre skjøtedel (24,26) er anordnet inne i endepartiet (22) av en av innerlederne (16) og har komplementær form i forhold til denne innerleder.

5 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedvidere å omfatte en ikke metallisk skjerm (70) som er festet til en av innerlederne (16) og strekker seg i en avstand over kontaktfingrene (50) og den andre innerleder (16).

6 Skjøtsammenstilling ifølge krav 5, karakterisert vedat skjermen (70) har redusert diameter over et slankere parti (72), slik at det dannes en ringformet flens (76) som passer på den ene av innerlederne (16).

7 Skjøtsammenstilling ifølge krav 6, karakterisert vedat skjermen er anordnet i en gitt avstand til den ene innerleder (16) ved at det er avsatt en vulst (74) av tetningsmateriale mellom flensen (76) og denne innerleder (16).

8 Skjøtsammenstilling ifølge krav 5, karakterisert vedat hver seksjons (10, 12) ytre kappe (14) er sammenføyd ved tilstøtende flenser som er tilkoplet ved hjelp av fester.

9 Skjøtsammenstilling ifølge krav 8, karakterisert veden isolator (18) anordnet mellom flensene i hver seksjon (10, 12) av den ytre kappe (14), hvilken isolator (18) strekker seg mot innerlederne (16) for å omslutte og støtte skjermen (70).

10 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat: den første skjøtedel (24) har en avsats (38) som tjener som et underlag og med en innerflate (36) med nedsenket plan, idet denne avsats (38) har flere åpninger (40) som stengene (58) er ført gjennom, idet fjærene (60) er anordnet på stengene (58) for inngrep med innerflaten (36) ved avsatsen (38), at den andre skjøtedel (26) har en avrundet innføringsflate (44), og at kontaktfingrene (50) har avrundede biteender for å gripe inn i ytterflaten (28) på henholdsvis den første og andre innerleder (16) når skruenes (54) hoder og stenger (58) strammes til i forhold til fjærene (60), hvorved den første og den andre skjøtedel (24, 26) blir låst sammen.

11 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat fjæren (60) er en trykkfjær.

12 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat innerlederen (16) er omsluttet av et isolasjonslag (17).

13 Skjøtsammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat ytterflaten (28) av skjøtedelene (24 og 26) og kontraktfingrene (50) er sølvbelagt.