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Patent Searching and Data


Title:
BUSHING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/052893
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a bushing (1) for supporting electric conductors. Said bushing contains a flange section (2), a corrugated section (3), which projects above the flange section in the longitudinal direction of the electric conductor, in addition to at least one retaining section (4), which has bushing orifices (7) that are open on both sides for receiving busbars. The aim of the invention is to reduce the production costs and simplify the assembly of a bushing of this type. To achieve this, the bushing (1) is configured in one-piece, each retaining section (4) being solely supported on the flange section (2) by means of the corrugated section (3).

Inventors:
MAHN GILDO (DE)
MILBICH ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/004687
Publication Date:
June 26, 2003
Filing Date:
December 13, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
MAHN GILDO (DE)
MILBICH ACHIM (DE)
International Classes:
H02G5/02; (IPC1-7): H02G/
Foreign References:
DE1803970A11969-05-14
EP0667663A11995-08-16
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Durchführung (1) zum Stützen elektrischer Leiter mit einem Flanschabschnitt (2), einem diesen in Längsrichtung der elektrischen Leiter überragenden Faltungsabschnitt (3) sowie wenigstens einem Halteabschnitt (4), der zur Aufnahme der elektrischen Leiter vorgesehene durchgehende Durchgangsöff nungen (7) aufweist, wobei die Durchführung (1) einstückig ausgebildet und jeder Halteabschnitt (4) ausschließlich über den Faltungsabschnitt (3) an dem Flanschabschnitt (2) abge stützt ist.
2. Durchführung gemäß Anspruch 1, wobei der Halteabschnitt (4) im Bereich der Durchgangsöffnun gen (7) in der Ebene liegt, die durch die vom Faltungsab schnitt (3) abgewandte Seite des Flanschabschnittes (2) defi niert ist.
3. Durchführung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei drei Halteabschnitte (4) vorgesehen sind.
4. Durchführung gemäß Anspruch 3, wobei die Halteabschnitte (4) unter Ausbildung einer Drei ecksanordnung in einer rechtwinklig zur Längsrichtung der elektrischen Leiter verlaufenden Ebene versetzt angeordnet sind.
5. Durchführung gemäß Anspruch 4, wobei die Halteabschnitte (4) so angeordnet sind, dass der Faltungsabschnitt (3) sie in Form einer geschlossen umlaufen den Kontur umgibt.
6. Durchführung gemäß Anspruch 5, wobei in den Faltungsabschnitt (4) ein stabilisierender Über brückungsabschnitt (8) integriert ist, der an Stelle eines Halteabschnittes (4) einen Distanzierungsbereich (9) be grenzt, der keine Durchgangsöffnungen (7) aufweist.
7. Durchführung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei jeder Halteabschnitt (4) drei Durchgangsöffnungen (7) aufweist.
8. Durchführung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei diese aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.
9. Durchführung nach Anspruch 8, wobei der faserverstärkte Kunststoff ein faserverstärkter Polyester ist.
10. Durchführung nach Anspruch 9, wobei der faserverstärkte Polyester ein glasfaserverstärkter Polyester ist.
11. Durchführung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Halteabschnitt (4) abgerundete Ecken aufweist.
Description:
Beschreibung Durchführung Die Erfindung betrifft eine Durchführung zum Stützen elektri- scher Leiter und insbesondere elektrischer Sammelleiter in luftisolierten Mittelspannungsanlagen.

Durchführungen ermöglichen es, elektrische Leiter durch eine Fläche anderen Potentials zu führen und dabei diese beiden Bauteile gegeneinander zu isolieren. Insbesondere in Mittel- spannungsanlagen, die aus mehreren Schaltfeldern zusammenge- setzt sind, ist es darüber hinaus wünschenswert, Durchführun- gen zwischen den Schaltfeldern dahingehend auszugestalten, dass im Falle eines Lichtbogenfehlers dessen Auswirkungen auf ein bestimmtes Schaltfeld begrenzt bleiben. Solche Durchfüh- rungen müssen daher in der Lage sein, dem im Lichtbogenfall entstehenden Druck Stand zu halten, um ein Verbiegen der Lei- ter unter Abstandsvergrößerung oder ein Wandern des Lichtbo- gens in andere Schaltfelder zu verhindern.

Gemäß dem landläufigen Stand der Technik sind Durchführungen bekannt, die eine aus Metall oder Isolierstoff gefertigte Be- festigungsplatte sowie einen Gießharzabschnitt mit Durchfüh- rungsöffnungen umfassen. Der Gießharzabschnitt dient der Ab- steuerung des elektrischen Feldes und der Verlängerung des über die Oberfläche des Gießharzabschnittes führenden Kriech- weges von der Sammelschiene zum kapselnden Gehäuse der An- lage. Solchen vorbekannten Durchführungen haftet jedoch der Nachteil an, dass der Gießharzabschnitt nicht kraftschlüssig mit der Befestigungsplatte verbunden ist. Auf Grund dieses Mangels an mechanischer Stabilität können die im Kurzschluss- fall auftretenden Abstoßungs-oder Anziehungskräfte zwischen

den stromdurchflossenen Leitern nicht mehr aufgenommen wer- den. Zur verbesserten Abstützung des Gießharzabschnittes an der Befestigungsplatte sind daher gemäß dem Stand der Technik Gießharzstützer vorgesehen. Diese zusätzlichen Bauteile erhö- hen jedoch den Aufwand bei der Fertigung, Wartung und Montage der Durchführungen.

Aus offenkundiger Vorbenutzung ist eine aus einem Kunststoff- material gefertigte Durchführung bekannt, die zur Vergröße- rung des Kriechweges Erhöhungen aufweist. Zur Aufnahme der im Kurzschlussfall auftretenden Kräfte sind auch bei dieser vor- bekannten Durchführung Gießharzstützer vorgesehen, die die Herstellung, Montage und Wartung der Durchführung komplizie- ren.

Aus der DE 36 39 626 AI ist eine aus Kautschuk gefertigte Durchführung mit einem Befestigungsflansch zum Anbringen der Durchführung an einer Wandung eines Schaltfeldes in Mittel- spannungsschaltanlagen bekannt. Die hier offenbarte Durchfüh- rung umfasst einen Isolierkörper, der einen beidseitig geöff- neten axialen Hohlraum zur Aufnahme eines stabförmigen elektrischen Leiters aufweist. Zur Erhöhung des Kriechweges zwischen dem Leiter und der auf einem anderen Potential lie- genden Wandung sind ringförmige Außenrippen vorgesehen. An der von den ringförmigen Außenrippen abgewandten Seite des Flanschabschnittes ist ein kragenförmiger Ringschirm einstückig angeformt, der eine stirnseitige Ausnehmung des Flansches radial begrenzt und ebenfalls zur Erhöhung des Kriechweges dient. Diese beschriebene Durchführung weist je- doch beidseitig des Befestigungsflansches sich längs der auf- zunehmenden Leiter erstreckende Verlängerungen auf, so dass die die Wandung benachbarenden Bauteile aufgrund der Sperrig- keit der Durchführung nur mit Abstand montiert werden können.

Aus der DE 35 15 421 ist eine Durchführung bekannt, die aus einem inneren Außenkonus und einem äußeren Außenkonus zusam- mengesetzt ist. Innerhalb dieser Außenkonusse ist ein axialer Hohlraum zur Aufnahme eines elektrischen Leiters vorgesehen.

Auch diese Durchführung erstreckt sich beidseitig einer Wan- dung, durch die der elektrische Leiter geführt werden soll.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Durch- führung bereitzustellen, die eine möglichst kompakte Anord- nung von anderen Bauelementen auch in unmittelbarer Nachbar- schaft der Durchführung erlaubt, wobei die Durchführung ein- fach herstellbar und einfach zu montieren ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Durchführung zum Stützen elektrischer Leiter mit einem Flanschabschnitt, einem diesen in Längsrichtung der elektrischen Leiter überragenden Faltungsabschnitt sowie wenigstens einem Halteabschnitt, der zur Aufnahme der elektrischen Leiter vorgesehene beidseitig geöffnete Durchgangsöffnungen aufweist, wobei die Durchfüh- rung einstückig ausgebildet und jeder Halteabschnitt aus- schließlich über den Faltungsabschnitt an dem Flanschab- schnitt abgestützt ist.

Die einstückige Ausbildung der Durchführung ermöglicht nicht nur eine besonders einfache und ökonomische Herstellung der Durchführung, sondern darüber hinaus auch eine einfache Mon- tage. Dazu wird die Durchführung an ihrem Flanschabschnitt an der Gehäusewandung beispielsweise einer Mittelspannungs- schaltanlage befestigt, wobei die Sammelschienen oder Sammel- schienenzüge in die Durchgangsöffnungen eingeschoben werden.

Zusätzliche Bauteile zur mechanischen Stabilisierung der Durchführung sind erfindungsgemäß überflüssig geworden.

Der Faltungsabschnitt der erfindungsgemäßen Durchführung stellt für beide Seiten der Durchführung die zur Vermeidung eines ungewollten Stromflusses notwendigen Kriechwege bereit, wobei sich der Faltungsabschnitt jedoch ausgehend vom Flanschabschnitt lediglich in eine Richtung längs der auszu- nehmenden elektrischen Leiter und beispielsweise in ein ge- kapseltes luftisoliertes Schaltfeld hinein erstreckt. Weitere Bauteile können daher in unmittelbarer Nachbarschaft des Schaltfeldes angeordnet werden, wodurch erfindungsgemäß eine kompakte Bauweise ermöglicht ist.

Zweckmäßigerweise ist der Faltungsabschnitt so ausgebildet, dass der Halteabschnitt im Bereich der Durchgangsöffnung in der Ebene angeordnet ist, die durch die vom Faltungsabschnitt abgewandte Seite des Flanschabschnittes definiert ist. Auf diese Weise kommt es zur Ausbildung einer nahezu ebenen Anla- gefläche, die lediglich durch einen einseitig geschlossenen Hohlraum, der durch den Faltungsabschnitt begrenzt wird, un- terbrochen ist.

Vorteilhafterweise ist die Konfiguration der Durchführung und insbesondere die Dimensionierung des Halteabschnittes in Längsrichtung der elektrischen Leiter auf die im Kurzschluss- fall auftretenden Ströme und dadurch erzeugten Kräfte ange- passt. Bei dieser Anpassung ist zunächst die Materialauswahl entscheidend, bei der im Hinblick auf eine möglichst hohe me- chanische Stabilität der Durchführung Materialeigenschaften wie beispielsweise Biegemodule, Elastizität, Druckbelastung und dergleichen zu optimieren sind. Die Stabilität der Durch- führung wird jedoch auch durch die geometrische Anordnung und Ausgestaltung der einzelnen Abschnitte und somit Einfußgrößen wie beispielsweise stabilisierende Überbrückungen, Anzahl,

Anordnung und Ausgestaltung der Halteabschnitte, Anzahl der Durchgangsöffnungen und dergleichen bestimmt.

Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung sind drei Halteab- schnitte vorgesehen, die in einer quer zur Längsrichtung der elektrischen Leiter verlaufenden Ebene zueinander versetzt angeordnet sind, so dass eine Dreiecksanordnung entsteht. Da- bei ist es vorteilhaft, dass die Halteabschnitte nicht zu weit voneinander beabstandet sind, so dass der Faltungsab- schnitt ohne wesentliche Änderungen seines Krümmungsradius oder sonstigen Konfigurierung diese in Form einer geschlossen umlaufenden Kontur umgibt. Auf diese weise werden Teilberei- che des Faltungsabschnittes vermieden, die voneinander durch in auf die Ebene des Flanschabschnittes zurückspringende Be- reiche vollständig voneinander getrennt sind. In diesem Zu- sammenhang soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass auch solche Faltungsabschnitte mit voneinander getrennten erhabe- nen Teilbereichen Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Bei einer zweckmäßigen Weiterentwicklung ist in den Faltungs- abschnitt ein mechanisch stabilisierender Brückenabschnitt integriert, der keinen Haltebereich sondern einen ohne Durch- gangsöffnung ausgebildeten Distanzbereich begrenzt. Der Brü- ckenabschnitt verstärkt den Faltungsabschnitt unter Verkür- zung seines äußeren Umfanges.

Jeder Halteabschnitt kann der jeweiligen Stromstärke entspre- chend ein oder mehrere Durchgangsöffnungen aufweisen. Dabei sind die Durchgangsöffnungen an die Außenkontur der Sammel- schiene angepasst, so dass es zur notwendigen Abstützung und Stabilisierung kommt, gleichzeitig jedoch das Einschieben der Sammelschiene von Hand in die Durchgangsöffnung ermöglicht

ist. Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung sind drei Durch- gangsöffnungen vorgesehen.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Durchführung aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Bei einer diesbezügli- chen Weiterentwicklung ist der faserverstärkte Kunststoff ein faserverstärkter Polyester. Bei einer bevorzugten Ausgestal- tung ist die erfindungsgemäße Durchführung aus glasfaserver- stärktem Polyester hergestellt.

Die Seitenwandungen des Faltungsabschnittes müssen nicht pa- rallel zueinander verlaufen. Im Rahmen der Erfindung ist es durchaus möglich, dass sie einen Winkel zwischen 1° und 10° aufspannen. Der Radius der Biegerundung an der geschlossenen Seite des Faltungsabschnittes liegt beispielsweise zwischen 6 und 14 Millimeter.

Zweckmäßigerweise weisen die Halteanschnitte abgerundete Eck- bereiche auf, da es auf Grund dieser rundlichen Ausgestaltung zu einer weiteren Stabilisierung des Halteabschnittes kommt.

Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich auch möglich, die Halteabschnitt kreisförmig auszubilden.

Bei einer Weiterentwicklung der Erfindung liegt die Schicht- dicke der Durchführung zwischen 5 und 10 mm.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von weiteren Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung be- schrieben, wobei für entsprechende Bauteile die gleichen Be- zugszeichen verwendet werden. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Durchführung in perspektivischer Darstellung,

Figur 2 die Durchführung gemäß Figur 1 in einer Draufsicht, Figur 3 eine entlang der in Figur 2 gezeigten Linie A-A ge- schnittene Ansicht der Durchführung und Figur 4 eine entlang der in Figur 2 gezeigten Linie B-B ge- schnitten Ansicht der Durchführung.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Durchführung 1 in perspektivischer Darstellung. Die Durchfüh- rung 1 umfasst einen plattenförmig ausgebildeten Flanschab- schnitt 2 mit zwei parallel zueinander verlaufenden Oberflä- chen, einen Faltungsabschnitt 3 sowie einen Halteabschnitt 4.

Der Faltungsabschnitt 3 ist an den Flanschabschnitt 2 ange- formt und erstreckt sich von diesem in axialer Richtung zu einer Biegerundung 5. Von dieser aus geht der Faltungsab- schnitt 3 axial zurückspringend in den Halteabschnitt 4 über, der im Wesentlichen auf der gleichen axialen Höhe wie der Flanschabschnitt 2 angeordnet ist.

Der Flanschabschnitt 2 weist Einkerbungen 6 auf, die ein be- sonders einfaches Anbringen der Durchführung 1 an die nicht dargestellte Wandung eines Schaltfeldes ermöglichen. Zweck- mäßigerweise weist die Wandung eine Ausnehmung auf, deren Verlauf der Außenkontur des Faltungsabschnittes entspricht, so dass sich der Faltungsabschnitt 3 nach der Befestigung der Durchführung an der Wandung in das Gehäuse des Spannungsfel- des hinein erstreckt.

Figur 2 zeigt die Durchführung gemäß Figur 1 in einer Drauf- sicht. Es wird erkennbar, dass der Halteabschnitt 4 eine Durchgangsöffnung 7 aufweist, die zur Aufnahme einer Sammel-

schiene vorgesehen ist. Neben der mit durchgehenden Strichen gezeigten Durchführungsöffnung 7 sind zwei weitere gestri- chelt dargestellte Durchgangsöffnungen 7 erkennbar. Durch diese Darstellung soll angedeutet werden, dass die erfin- dungsgemäße Durchführung auch zur Aufnahme von Sammelschie- nenzügen, die beispielsweise aus drei parallel zueinander verlaufenden Sammelschienen bestehen, eingerichtet werden kann. In diesem Fall wären-wie angedeutet-drei parallel zueinander verlaufende Durchgangsöffnungen 7 in dem Halteab- schnitt 4 vorgesehen.

Die Durchgangsöffnungen 7 sind schlitzförmig ausgestaltet und weisen zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwandungen auf, die über abgerundete Schmalseiten miteinander verbunden sind. Der Abstand der parallelen Seitenwandungen, der Abstand und der Radius der Rundung der Schmalseiten ist an die Aus- gestaltung und Dimensionierung der Sammelschiene so ange- passt, dass ein Einführen der Sammelschiene in die Durch- gangsöffnung 7 ermöglicht ist, gleichzeitig aber ein zur me- chanischen Stabilisierung notwendiger Haltekontakt bereitge- stellt ist.

In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Halteabschnitte 4 zum Stützen von drei einzelnen Sammelschie- nen mit unterschiedlichen Spannungsphasen vorgesehen. Zur Einhaltung eines möglichst großen Abstandes zwischen den Sam- melschienen wurde für diese Durchführung 1 eine sogenannte Dreiecksanordnung gewählt, bei der der mittlere Halteab- schnitt 4 gegenüber seinen benachbarten Halteabschnitten 4 seitlich oder mit andern Worten in einer rechtwinklig zur Längsrichtung der Leiter ausgerichteten Ebene versetzt ist.

Um für einen möglichst hohen Kriechweg von den Durchgangsöff- nungen 7 zu einerseits benachbarten Sammelschienen und ande-

rerseits der Wandung des Schaltfeldes zu sorgen, sind die Halteabschnitte 4 vollständig von dem sich in axialer Rich- tung erstreckenden Faltungsabschnitt 3 umgeben. In dem ge- zeigten Ausführungsbeispiel sind die Halteabschnitte jedoch so nah zueinander angeordnet, dass in den Eckbereichen eine Biegerundung zwei Halteabschnitte 4 benachbart.

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Durchführung 1, wurde der Faltungsabschnitt 3 zwischen den unteren, auf einer Höhe angeordneten Halteabschnitten 4 nicht unterbrochen, son- dern unter Ausbildung einer Überbrückung 8 durchgängig ausge- bildet. Auf diese Weise kommt es zur Ausbildung eines Distan- zierungsbereichs 9, der ebenfalls von dem Faltungsabschnitt 3 umgeben ist, der jedoch keine Durchgangsöffnung 7 zum Halten spannungsbehafteter Sammelschienen aufweist.

Zur Vermeidung von die Stabilität der Durchführung verrin- gernden Kanten weisen die Halteabschnitte 4 und somit die Faltungsabschnitte 3 abgerundete Ecken auf.

Figur 3 ist eine entlang der Linie A-A in Figur 2 geschnit- tene Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Durchführung 1. Insbesondere in dieser Darstellung ist er- kennbar, dass der Halteabschnitt 4 ausschließlich über den Faltungsabschnitt 3 mit dem Flanschabschnitt 2 verbunden ist.

Durch die Faltung des Faltungsabschnittes 3 werden zwischen Leitern unterschiedlichen Potentials auf beiden Seiten der Durchführung 1 ausreichend große Kriechwege bereitgestellt, um einen ungewollten Stromfluss über die Durchführung 1 zu verhindern. An ihrer vom Faltungsabschnitt 3 abgewandten Seite sind der Flanschabschnitt 2 und der Halteabschnitt 4 auf einer Ebene angeordnet. Diese Ausgestaltung befriedigt zwei Zielvorgaben. Zum einen werden möglichst große Kriech-

wege bereitgestellt. Zum anderen ist auf diese Weise eine kompakte Bauweise der Durchführung 1 mit einer möglichst gro- ßen und ebenen Anlagefläche erreicht.

Die in den Figuren als Ausführungsbeispiel der Erfindung ge- zeigte Durchführung 1 konnte auf einfache Weise im Pressver- fahren gefertigt werden. Als Herstellungsmaterial diente ein glasfaserverstärkter Polyester, der bei dem US-amerikanischen Unternehmen Haysite beziehbar ist.

Figur 4 zeigt eine entlang der Linie B-B der Figur 2 gezeigte Schnittansicht der Durchführung 1. Es ist erkennbar, dass die Dicke des Flanschabschnittes 2 und des Halteabschnittes 4 unterschiedlich ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Flanschabschnitt 2 eine Dicke von 7 mm auf. Der Halteabschnitt 4 ist stabiler ausgebildet. Seine Dicke be- trägt 12 mm.

Mit dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der er- findungsgemäßen Durchführung konnten Lichtbogenfehler selbst bei Stoßkurzschlussströmen von 135 kV erfolgreich auf einen bestimmten Bereich der Sammelschiene begrenzt werden.

Bezugszeichenliste 1 Durchführung 2 Flanschabschnitt 3 Faltungsabschnitt 4 Halteabschnitt 5 Biegerundung 6 Einkerbungen 7 Durchgangsöffnung 8 Überbrückung 9 Distanzierungsbereich