WO2008083638A1 - Vorrichtung zum erden von gehäusen - Google Patents

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WO2008083638A1
WO2008083638A1 PCT/DE2007/000015 DE2007000015W WO2008083638A1 WO 2008083638 A1 WO2008083638 A1 WO 2008083638A1 DE 2007000015 W DE2007000015 W DE 2007000015W WO 2008083638 A1 WO2008083638 A1 WO 2008083638A1
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electrically conductive
housing
pipe
conductive fluid
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Jörg DORN
Jörg HAFERMAAS
Johann Holweg
Thomas KÜBEL
Herbert Müller
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
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    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/12Means for earthing parts of switch not normally conductively connected to the contacts

Definitions

  • the invention relates to a device for grounding at least one electrical component with a grounding point lying at ground potential and with connecting means for electrically connecting the electrical component to the grounding point.
  • the invention further relates to a power converter with an electrical component and such a device.
  • Power converters are used in drive technology as well as in power transmission and distribution.
  • two power converters are connected to one another on the DC voltage side, with each power converter being connected to an AC voltage network.
  • Each converter has phase modules, the number of which corresponds to the number of phases of the respective connected AC system.
  • Each phase module therefore has an AC voltage connection for the connection of the respective phase of the AC voltage network and a DC voltage connection.
  • a phase module branch which consists of a series connection of submodules.
  • Each submodule has at least one power semiconductor, which is arranged in parallel connection to a freewheeling diode oriented in the opposite direction.
  • the electrical components of the converter such as the housing of the submodules
  • This usually serves a hand-operated contact rod or a movable to the outside of the respective housing of the submodule comb, wherein the contact rod or the comb each have a grounding point.
  • the grounding of the submodules by hand requires a lot of time.
  • the housing is not permanently grounded during the maintenance work, so that recharging of the housing due to a malfunction of the entire submodule can not be ruled out.
  • the object of the invention is therefore to provide a device and a power converter of the type mentioned, which allow easy, safe and continuous grounding.
  • the connecting means comprise an electrically conductive fluid which is conductively connected to the grounding point.
  • the invention solves this problem further by a power converter with such a device.
  • the electrical components are grounded via an electrically conductive fluid.
  • the electrically conductive fluid enables a fast and safe grounding of such electrical components which are at a high-voltage potential during normal operation.
  • the electrically conductive fluid can be conducted in basically any way between the grounding point and the components to be grounded.
  • it is expedient to use a pipeline which is at least partially non-conductive is.
  • the pipeline is filled with the electrically conductive fluid, including, for example, stop valves are used.
  • the electrically conductive fluid is an electrically conductive water.
  • Electrically conductive water is, for example, saline water, wherein the electrical conductivity is provided by the migration of ions dissolved in the water into which the salt dissolved in the water breaks down.
  • Water is a particularly inexpensive fluid, so that the cost of the device according to the invention are further reduced.
  • many inexpensive salts have a sufficiently high solubility in water, so that a sufficient conductivity is provided inexpensively.
  • the connecting means have a grounding pipe which can be filled with electrically conductive fluid.
  • the grounding pipe is made, for example, of an insulating material that is not electrically conductive. Deviating from this, the grounding pipe is only partially made of an insulating material, with the grounding pipe extending between a potential point electrically connected to the grounding point and a potential point electrically connected to the electrical components. Due to the non-conductivity of the grounding pipe provided at least in sections, grounding of the electrical components occurs only when it is filled with an electrically conductive fluid, such as ionized water.
  • the grounding pipe opens into a cooling circuit comprising a cooler and a deionizing device, wherein a between the grounding point and a conductively connected to the electrical components housing connection extending pipe system at least partially consists of an electrically non-conductive material.
  • a cooling circuit is used for cooling components. Cooling circuits are already present in particular in converters and serve, for example, for cooling semiconductor valves which are set up for converting electrical currents to high-voltage potential.
  • the cooling circuit usually deionized
  • a deionization which is known as such, so that need not be discussed in detail at this point on their structure and operation.
  • ion exchangers or the like may be mentioned in this context, which are available on the market, for example in the form of replacement cartridges.
  • the water in the cooling circuit is demineralized so that only the OH ⁇ and H 3 ⁇ + ions due to the internal dissociation of the water can contribute to the conductivity of the water. This ensures a sufficiently low conductivity of the water, so that the normal operation can be resumed while cooling the components without grounding.
  • valves are suitable for controlling the introduction of the electrically conductive fluid into the cooling circuit.
  • the grounding pipe extends to a connection point, which is electrically conductively connected to the one or more electrical components, wherein the grounding pipe is at least partially made of an insulating material.
  • the grounding pipe is extended up to the housings or up to an electrically conductive connection point connected to the housings.
  • the electrically conductive fluid in a cooling circuit is omitted according to this variant.
  • Deionization following grounding is omitted according to this variant.
  • To ground the grounding pipe is simply filled with electrically conductive fluid and made in this way an electrically conductive connection of the electrical components with the grounding point.
  • the grounding pipe communicates with a reservoir filled with electrically conductive fluid.
  • electrically conductive fluid for example electrically conductive
  • Water has a sufficiently high level of dissolved ions, so that a sufficient conductivity is provided.
  • the cooling circuit expediently has a circulating pump.
  • a circulation pump is also useful for the grounding pipe.
  • the electrical components can be any components.
  • the electrical components are capacitors or other components of a power converter.
  • the electrical components are housings of semiconductor modules or semiconductors.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention and the power converter according to the invention, wherein the power converter is in normal operation
  • FIG. 2 shows the device and the power converter according to Figure 1, wherein the power converter is grounded for maintenance purposes
  • FIG. 3 shows a further variant of the invention
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device 1 according to the invention, which is provided for the electrically conductive connection of electrical components 2 of a power converter with a grounding point 3.
  • the electrical components are housings 2 of submodules of the power converter.
  • the device 1 comprises a grounding pipe 4, which extends between a filled with electrically conductive water reservoir 5 and a cooling circuit 6.
  • the cooling circuit 6 comprises a deionization device 8, a cooler 9 for cooling the water during normal operation and filter means 10.
  • the cooling circuit 6 also has a piping system which has heat exchange regions 11 for exchanging heat with the housings 2.
  • shut-off valves 7 In the position of the shut-off valves 7 shown in FIG. 1, the reservoir 5 does not communicate with the cooling circuit 6. The shut-off valves 7 rather ensure that the cooler 9 and the deionization device 8 and the filter means 10 are connected to heat exchange regions 11.
  • the power converter according to the invention is shown in the figures only with the housings 2, but also has so-called semiconductor valves for switching electrical currents, which are in the field of energy transmission and distribution usually at a high voltage potential.
  • the semiconductor valves usually each comprise a series connection Submodules, which in turn consist of semiconductor modules with turn-off power semiconductors.
  • the semiconductor modules and, in particular, the housing 2 of the semiconductor modules shown in FIG. 2 are heated, so that cooling is required. This is provided by the cooling circuit 6.
  • the cooling circuit 6 In the heat exchange areas 11 there is a transfer of heat from the semiconductor modules into the cooling liquid, which in the example shown in FIG. 1 consists of non-conducting water.
  • Cooling 9 provides for a cooling of the through the housing 2 of the semiconductor modules of the heated water ,
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment according to FIG. 1 in a grounded state.
  • the shut-off valves 7 were actuated accordingly, so that the deionization device 8, the cooler 9 and the filter means 10 no longer communicate with the heat exchange sections 11. Instead, a connection of the heat exchange sections 11 to the reservoir 5 is via the Grounding pipe 4 is provided.
  • the electrically conductive water of the reservoir 5 flows due to the action of a circulating pump, not shown in Figure 2 or 1 in the extending between the shut-off valves 7 and the heat exchange sections 11 piping system. In this way, it comes through the electrically conductive water to an electrically conductive connection between the grounding point 3 and the housings 2, which of course in the heat exchange areas 11 are both thermally conductive and electrically connected to the housings 2.
  • FIG 3 shows a variant of the device 1 according to the invention, which has a grounding pipe 4, which is not connected to the cooling circuit 6. Instead, the grounding pipe 4 extends to housing connections 12, which are provided for supporting the grounding pipe 4 to the housings 2.
  • the housing connections 12 are each electrically conductively connected to a housing 2.
  • the pipeline 4 consists of an electrically nonconducting material, which moreover provides the dielectric strength necessary for the respective high voltages, in order to reliably avoid leakage currents, partial discharges or the like.
  • To ground the housing 2 is electrically conductive
  • the electrically conductive water is removed from the grounding pipe 4 by a circulating pump (not shown in FIG. 3) or else by another suction device.

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Abstract

Um eine Vorrichtung (1) zum Erden wenigstens eines Gehäuses (2) mit einem auf Erdpotenzial liegenden Erdungspunkt (3) und mit Verbindungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Gehäuse mit dem Erdungspunkt bereitzustellen, die für eine einfache gefahrenlose und fortwährende Erdung sorgt, wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsmittel ein elektrisch leitendes Fluid umfassen, das leitend mit dem Erdungspunkt (3) verbunden ist.

Description

Vorrichtung zum Erden von Gehäusen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erden wenigstens eines elektrischen Bauteils mit einem auf Erdpotenzial liegenden Erdungspunkt und mit Verbindungsmitteln zum elektrischen Verbinden der elektrischen Bauteils mit dem Erdungspunkt .
Die Erfindung betrifft ferner einen Stromrichter mit einem elektrischen Bauteil und einer solchen Vorrichtung.
Eine solche Vorrichtung und ein solcher Stromrichter sind aus dem landläufigen Stand der Technik bereits bekannt. Stromrichter werden sowohl in der Antriebstechnik als auch in der Energieübertragung und -Verteilung eingesetzt. Bei der Hochspannungsgleichstromübertragung sind beispielsweise zwei Stromrichter gleichspannungsseitig miteinander verbunden, wobei jeder Stromrichter an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist. Dabei verfügt jeder Stromrichter über Phasenmodule, deren Anzahl der Anzahl der Phasen des jeweils angeschlossenen Wechselspannungsnetzes entspricht. Jedes Phasenmodul weist daher einen Wechselspannungsanschluss zum An- schluss der jeweiligen Phase des Wechselspannungsnetzes sowie einen Gleichspannungsanschluss auf. Zwischen dem Wechselspannungsanschluss und dem Wechselspannungsanschluss erstreckt sich ein Phasenmodulzweig, der aus einer Reihenschaltung von Submodulen besteht. Jedes Submodul verfügt über wenigstens einen Leistungshalbleiter, der in Parallelschaltung zu einer gegensinnig ausgerichteten Freilaufdiode angeordnet ist.
Im Wartungsfall müssen die elektrischen Bauteile des Stromrichters, beispielsweise die Gehäuse der Submodule, geerdet werden. Hierzu dient üblicherweise ein handbedienbarer Kontaktstab oder ein an die Außenseite des jeweiligen Gehäuses des Submoduls verfahrbarer Kamm, wobei der Kontaktstab oder der Kamm jeweils einen Erdungspunkt aufweisen. Die Erdung der Submodule von Hand erfordert jedoch einen hohen Zeitaufwand. Darüber hinaus besteht ein beträchtliches Gefahrenpotenzial für das Wartungspersonal, das die Erdung durchführt. Ferner ist das Gehäuse während der Wartungsarbeiten nicht fortwährend geerdet, so dass ein Wiederaufladen des Gehäuses auf- grund einer Fehlfunktion des gesamten Submoduls nicht ausgeschlossen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und einen Stromrichter der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine einfache, gefahrlose und fortwährende Erdung ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung dadurch, dass die Verbindungsmittel ein elektrisch leitendes Fluid umfassen, das leitend mit dem Erdungspunkt verbunden ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe ferner durch einen Stromrichter mit einer solchen Vorrichtung.
Erfindungsgemäß werden die elektrischen Bauteile über ein e- lektrisch leitendes Fluid geerdet. Das elektrisch leitende Fluid ermöglicht ein schnelles und sicheres Erden solcher e- lektrischen Bauteile, die sich im Normalbetrieb auf einem Hochspannungspotenzial befinden. Dabei kann das elektrisch leitenden Fluid auf grundsätzlich beliebige Art und Weise zwischen dem Erdungspunkt und den zu erdenden Bauteilen geführt werden. Hierzu dient zweckmäßigerweise eine Rohrleitung, die zumindest abschnittsweise nicht leitend ausgebildet ist. Zum Erden wird die Rohrleitung mit dem elektrisch leitenden Fluid befüllt, wozu beispielsweise Sperrventile zum Einsatz gelangen.
Vorteilhafterweise ist das elektrisch leitende Fluid ein elektrisch leitendes Wasser. Elektrisch leitendes Wasser ist beispielsweise salzhaltiges Wasser, wobei die elektrische Leitfähigkeit durch die Wanderung von in dem Wasser gelösten Ionen bereitgestellt ist, in die das im Wasser gelöste Salz zerfällt. Wasser ist ein besonders kostengünstiges Fluid, so dass die Kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch weiter herabgesetzt sind. Darüber hinaus weisen viele kostengünstige Salze eine ausreichend hohe Löslichkeit in Wasser auf, so dass eine ausreichende Leitfähigkeit kostengünstig bereitge- stellt ist.
Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, ist es vorteilhaft, dass die Verbindungsmittel eine mit elektrisch leitendem Fluid befüllbare Erdungsrohrleitung aufweisen. Die Erdungsrohr- leitung ist beispielsweise aus einem Isoliermaterial gefertigt, das elektrisch nicht leitend ist. Abweichend davon ist die Erdungsrohrleitung nur teilweise aus einem Isoliermaterial gefertigt, wobei sich die Erdungsrohrleitung zwischen einem elektrisch mit dem Erdungspunkt verbundenen Potenzial- punkt und einem elektrisch mit den elektrischen Bauteilen verbundenen Potenzialpunkt erstreckt. Aufgrund der zumindest abschnittsweise bereitgestellten Nichtleitfähigkeit der Erdungsrohrleitung kommt es nur dann zu einer Erdung der elektrischen Bauteile, wenn diese mit einem elektrisch leitenden Fluid, wie beispielsweise ionisiertem Wasser, befüllt ist.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung mündet die Erdungsrohrleitung in einen Kühlkreislauf, der einen Kühler und eine Entionisierungsvorrichtung umfasst, wobei ein sich zwischen dem Erdungspunkt und einer mit den elektrischen Bauteilen leitend verbundenen Gehäuseanbindung erstreckendes Rohrleitungssystem zumindest abschnittsweise aus einem elektrisch nicht leitendem Material besteht. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung wird ein Kühlkreislauf zur Kühlung von Komponenten eingesetzt. Kühlkreisläufe sind insbesondere bei Stromrichtern ohnehin vorhanden und dienen beispielsweise zum Kühlen von Halbleiterventilen, die zum Umrichten von elektrischen Strömen auf Hochspannungspotenzial eingerichtet sind. Dabei führt der Kühlkreislauf üblicherweise deionisiertes
Wasser, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den Gehäusen und den Wärmetauschern des Kühlkreislaufs vermieden ist. Zum Bereitstellen des deionisierten Wassers dient eine Entionisierungsvorrichtung, die als solche bekannt ist, so dass an dieser Stelle auf deren Aufbau und Funktionsweise nicht näher eingegangen zu werden braucht. Nur beispielhaft seien in diesem Zusammenhang Ionenaustauscher oder dergleichen genannt, die beispielsweise in Gestalt von Austauschpatronen auf dem Markt erhältlich sind.
Vor dem Erden der elektrischen Bauteile werden diese oder die mit ihnen verbundenen Komponenten zunächst von einem Hochspannungspotenzial getrennt. Hierzu dienen zweckmäßige Halbleiterschalter oder mechanische Schalter. Zum anschließenden Erden wird elektrisch leitendes Fluid und insbesondere elektrisch leitendes Wasser in den Kühlkreislauf gegeben. Dies erfolgt mittels der Erdungsrohrleitung, die ebenfalls mit dem elektrisch leitenden Fluid befüllt ist. Die Erdungsrohrleitung ist elektrisch mit dem Erdungspunkt verbunden, so dass über das elektrisch leitende Fluid im Kühlkreislauf und in der Erdungsrohrleitung eine Erdung der Gehäuse bereitgestellt ist. Zur Wiederaufnahme des Normalbetriebs wird die Verbindung zwischen Kühlkreislauf und Erdungsrohrleitung, beispielsweise durch zweckmäßige Ventile, unterbrochen. An- schließend erfolgt mittels der Entionisierungsvorrichtung die Entionisierung des elektrischen Fluids und insbesondere des elektrisch leitenden Wassers. Das Wasser des Kühlkreislaufs wird entmineralisiert, so dass lediglich die aufgrund der Ei- gendissoziation des Wassers vorliegenden OH~- und H3θ+-Ionen zur Leitfähigkeit des Wassers beitragen können. Dies sorgt für eine ausreichend geringe Leitfähigkeit des Wassers, so dass der Normalbetrieb unter Kühlung der Komponenten ohne Erdung wieder aufgenommen werden kann.
Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, sind zur Regelung der Einleitung des elektrisch leitenden Fluids in den Kühlkreislauf Ventile zweckmäßig.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung erstreckt sich die Erdungsrohrleitung bis zu einem Verbindungspunkt, der elektrisch leitend mit dem oder den elektrischen Bauteilen verbunden ist, wobei die Erdungsrohrleitung zumindest abschnittsweise aus einem isolierenden Material besteht. Gemäß dieser Variante der Erfindung wird die Erdungsrohrleitung bis zu den Gehäusen oder aber bis zu einem elektrisch leitenden mit den Gehäusen verbundenen Verbindungspunkt erweitert. Auf das Einleiten des elektrisch leitenden Fluids in einen Kühlkreislauf wird gemäß dieser Variante verzichtet. Ein Entionisieren im Anschluss an das Erden entfällt gemäß dieser Variante. Zur Erdung wird die Erdungsrohrleitung einfach mit elektrisch leitendem Fluid befüllt und auf diese Art und Weise eine elektrisch leitende Verbindung der elektrischen Bauteile mit dem Erdungspunkt hergestellt. Ein einfaches Ablassen des e- lektrisch leitenden Fluids aus der Erdungsrohrleitung ist ausreichend, um die Verbindung zwischen Erdungspunkt und den elektrischen Bauteilen wieder zu unterbrechen. Auf diese Weise kann der Normalbetrieb bereits schnell nach Beendigung der Wartungsarbeiten wieder aufgenommen werden. Zweckmäßigerweise kommuniziert die Erdungsrohrleitung mit einem Vorratsbehälter, der mit elektrisch leitendem Fluid befüllt ist. Auf diese Weise kann ein geeignetes, elektrisch leitendes Fluid zur Erdung bereitgehalten werden. Das elekt- risch leitende Fluid, beispielsweise elektrisch leitendes
Wasser, weist einen ausreichend hohen Grad an gelösten Ionen auf, so dass eine ausreichende Leitfähigkeit bereitgestellt ist.
Zweckmäßigerweise weist der Kühlkreislauf eine Umwälzpumpe auf. Eine Umwälzpumpe ist auch für die Erdungsrohrleitung zweckmäßig.
Die elektrischen Bauteile können beliebige Bauteile sein. So sind die elektrischen Bauteile beispielsweise Kondensatoren oder sonstige Komponenten eines Stromrichters. Vorteilhafterweise sind die elektrischen Bauteile Gehäuse von Halbleitermodulen oder Halbleitern.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen, und wobei
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Stromrichters, wobei sich der Stromrichter im Normalbetrieb befindet,
Figur 2 die Vorrichtung und den Stromrichter gemäß Figur 1, wobei der Stromrichter zu Wartungszwecken geerdet ist, und Figur 3 eine weitere Variante der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigen, wobei zwei Detailansichten die Verbindung einer Erdungsrohrleitung mit den elektrischen Bauteilen verdeutlicht.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die zur elektrisch leitenden Verbindung von elektrischen Bauteilen 2 eines Stromrichters mit einem Erdungspunkt 3 vorgesehen ist. Die elektrischen Bauteile sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Gehäuse 2 von Sub- modulen des Stromrichters. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Erdungsrohrleitung 4, die sich zwischen einem mit elektrisch leitendem Wasser befüllten Vorratsbehälter 5 sowie einem Kühlkreislauf 6 erstreckt. Zum Verbinden des Kühlkreislaufs 6 mit der Erdungsrohrleitung 4 sind zweckmäßige Absperrventile 7 vorgesehen. Der Kühlkreislauf 6 umfasst eine Entionisie- rungsvorrichtung 8, einen Kühler 9 zum Abkühlen des Wassers im Normalbetrieb sowie Filtermittel 10. Der Kühlkreislauf 6 verfügt ferner über ein Rohrleitungssystem, das über Wärme- austauschbereiche 11 zum Austausch von Wärme mit den Gehäusen 2 verfügt.
In der in Figur 1 gezeigten Stellung der Absperrventile 7 kommuniziert der Vorratsbehälter 5 nicht mit dem Kühlkreis- lauf 6. Die Absperrventile 7 sorgen vielmehr dafür, dass der Kühler 9 sowie die Entionisierungsvorrichtung 8 und die Filtermittel 10 mit Wärmeaustauschbereichen 11 verbunden sind.
Der erfindungsgemäße Stromrichter ist in den Figuren nur mit den Gehäusen 2 dargestellt, weist jedoch ferner so genannte Halbleiterventile zum Schalten elektrischer Ströme auf, die sich im Bereich der Energieübertragung und -Verteilung in der Regel auf einem Hochspannungspotenzial befinden. Die Halbleiterventile umfassen in der Regel jeweils eine Reihenschaltung aus Submodulen, die wiederum aus Halbleitermodulen mit abschaltbaren Leistungshalbleitern bestehen. Im Normalbetrieb kommt es zur Erwärmung der Halbleitermodule und insbesondere der figürlich dargestellten Gehäuse 2 der Halbleitermodule, so dass eine Kühlung erforderlich ist. Diese wird durch den Kühlkreislauf 6 bereitgestellt. In den Wärmeaustauschbereichen 11 kommt es zu einem Wärmeübertrag von den Halbleitermodulen in die Kühlflüssigkeit, die in dem in der Figur 1 gezeigten Beispiel aus nicht leitendem Wasser besteht. Die feh- lende Leitfähigkeit des Wassers wird durch die Entionisie- rungsvorrichtung 8 bereitgestellt, mit der im Kühlwasser gelöste Ionen von Mineralsalzen aus dem Wasser entfernt werden. Es verbleiben im Wesentlichen lediglich die durch Eigendissoziation bereitgestellten OH"- und H3θ+-Ionen, so das eine zur Isolierung ausreichend geringe Leitfähigkeit des Wassers bereitgestellt ist. Die Kühlung 9 sorgt für eine Abkühlung des durch die Gehäuse 2 der Halbleitermodule des aufgeheizten Wassers .
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem geerdeten Zustand. Zur Erdung der Gehäuse 2 wurden die Absperrventile 7 entsprechend betätigt, so dass die Entionisie- rungsvorrichtung 8, der Kühler 9 und die Filtermittel 10 nicht mehr mit den Wärmeaustauschabschnitten 11 kommunizie- ren. Stattdessen ist eine Verbindung der Wärmeaustauschabschnitte 11 mit dem Vorratsbehälter 5 über die Erdungsrohrleitung 4 bereitgestellt. Das elektrisch leitende Wasser des Vorratsbehälters 5 fließt aufgrund der Wirkung einer nicht in Figur 2 oder 1 gezeigten Umwälzpumpe in das sich zwischen den Absperrventilen 7 und den Wärmeaustauschabschnitten 11 erstreckende Rohrleitungssystem. Auf diese Weise kommt es durch das elektrisch leitende Wasser zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Erdungspunkt 3 und den Gehäusen 2, die selbstverständlich in den Wärmeaustauschbereichen 11 sowohl wärmeleitend als auch elektrisch leitend mit den Gehäusen 2 verbunden sind.
Figur 3 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die eine Erdungsrohrleitung 4 aufweist, die nicht mit dem Kühlkreislauf 6 verbunden ist. Stattdessen erstreckt sich die Erdungsrohrleitung 4 bis hin zu Gehäuseanbindungen 12, die zur Halterung der Erdungsrohrleitung 4 an den Gehäusen 2 vorgesehen sind. Dabei sind die Gehäuseanbindungen 12 jeweils elektrisch leitend mit einem Gehäuse 2 verbunden. Die Rohrleitung 4 besteht hingegen aus einem elektrisch nicht leitendem Material, das darüber hinaus die für die jeweiligen Hochspannungen notwendige Spannungsfestigkeit bereitstellt, um Kriechströme, Teilentladungen oder dergleichen sicher zu ver- meiden. Zur Erdung der Gehäuse 2 wird elektrisch leitendes
Wasser in die Erdungsrohrleitung 4 eingeleitet, wozu in Figur 3 figürlich nicht dargestellte Sperrventile geöffnet werden. Sobald das elektrisch leitende Wasser in Kontakt mit den Gehäuseanbindungen 12 geraten ist, sind die Gehäuse 2 leitend mit dem Erdungspunkt 3 verbunden und liegen somit auf Erdpotenzial. Bei geerdeten Gehäusen 2 können gefahrlos Wartungsarbeiten durchgeführt werden, wobei die Erdung über den gesamten Zeitraum hinweg bei allen Gehäusen 2 gleichzeitig aufrechterhalten wird.
Um die Erdung der Gehäuse 2 aufzuheben, wird das elektrisch leitenden Wasser durch eine in Figur 3 figürlich nicht dargestellte Umwälzpumpe oder aber durch eine sonstige Absaugvorrichtung aus der Erdungsrohrleitung 4 entfernt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Erden wenigstens eines Gehäuses (2) mit einem auf Erdpotenzial liegenden Erdungspunkt (3) und mit
5 Verbindungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Gehäuse mit dem Erdungspunkt,
• d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verbindungsmittel ein elektrisch leitendes Fluid umfassen, das leitend mit dem Erdungspunkt (3) verbunden ist. 0
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das elektrische Fluid elektrisch leitendes Wasser ist. 5 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verbindungsmittel eine mit elektrisch leitendem Fluid be- füllbare Erdungsrohrleitung (4) aufweisen. 0 4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erdungsrohrleitung (4) in einen Kühlkreislauf (6) mündet, der einen Kühler (9) und eine Entionisierungsvorrichtung (8) umfasst, wobei ein sich zwischen dem Erdungspunkt (3) und ei- 5 ner mit dem Gehäuse (2) leitenden verbundenen Gehäuseanbin- dung (12) erstreckendes Rohrleitungssystem zumindest abschnittsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht . 0 5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Ventile (7) zum Regeln der Einleitung des elektrisch leitenden Fluids in den Kühlkreislauf (6) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die Erdungsrohrleitung (4) bis zu einer Gehäuseanbindung (12) erstreckt, der elektrisch leitend mit dem Gehäuse ver- bunden ist, wobei die Erdungsrohrleitung (4) zumindest abschnittsweise aus einem isolierenden Material besteht.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erdungsrohrleitung (4) mit einem Vorratsbehälter (5) kommuniziert, der mit elektrisch leitendem Fluid befüllt ist.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kühlkreislauf (6) eine Umwälzpumpe aufweist.
9. Stromrichter mit einer Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103402345A (zh) * 2013-08-14 2013-11-20 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种电子器件多级水冷装置
EP3474424B1 (de) 2017-10-23 2020-09-09 Audi Ag Elektrische maschine und kraftfahrzeug
US11031198B2 (en) 2019-01-07 2021-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for connecting contact points to a reference potential
EP4410435A1 (de) * 2023-02-03 2024-08-07 Iveco S.P.A. Wartungssystem zur elektrischen isolierung einer konditionierflüssigkeit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015106919U1 (de) 2015-12-18 2016-05-02 Abb Technology Oy Umrichterkühlsystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1063698B (de) * 1956-09-26 1959-08-20 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zur zeitweisen UEberbrueckung elektrischer Stromkreise
GB988540A (en) * 1962-01-12 1965-04-07 Josef Richtr Liquid-operated short-circuiting device for high and extra-high voltage

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2839003C3 (de) * 1978-09-07 1981-11-26 Karl Pfisterer Elektrotechnische Spezialartikel Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart Erdungsvorrichtung
SE500728C2 (sv) * 1992-02-28 1994-08-15 Asea Brown Boveri Effekthalvledarventilanordning för utomhus placering

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1063698B (de) * 1956-09-26 1959-08-20 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zur zeitweisen UEberbrueckung elektrischer Stromkreise
GB988540A (en) * 1962-01-12 1965-04-07 Josef Richtr Liquid-operated short-circuiting device for high and extra-high voltage

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103402345A (zh) * 2013-08-14 2013-11-20 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种电子器件多级水冷装置
CN103402345B (zh) * 2013-08-14 2016-05-25 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种电子器件多级水冷装置
EP3474424B1 (de) 2017-10-23 2020-09-09 Audi Ag Elektrische maschine und kraftfahrzeug
US11031198B2 (en) 2019-01-07 2021-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for connecting contact points to a reference potential
EP4410435A1 (de) * 2023-02-03 2024-08-07 Iveco S.P.A. Wartungssystem zur elektrischen isolierung einer konditionierflüssigkeit

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