WO2010142518A1 - Stromleiteranordnung mit einer stromleiterbahn - Google Patents

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WO2010142518A1
WO2010142518A1 PCT/EP2010/056805 EP2010056805W WO2010142518A1 WO 2010142518 A1 WO2010142518 A1 WO 2010142518A1 EP 2010056805 W EP2010056805 W EP 2010056805W WO 2010142518 A1 WO2010142518 A1 WO 2010142518A1
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Manfred Meinherz
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/063—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings filled with oil or gas

Definitions

  • the invention relates to a current conductor arrangement with a Stromleiterbahn, which is surrounded by a Kapselungsgeper, which encapsulates in its interior an insulating fluid, which flows around the Stromleiterbahn, wherein the Stromleiterbahn extends along an axis.
  • Such a current conductor arrangement is known for example from the published patent application DE 23 63 819 A1.
  • a tubular gas cable is described, which has designed to achieve a deformability of a conductor track intermediate pieces in the form of a helix. Due to the known spiraling a flow through the conductor track is made possible with an insulating fluid. Due to the spiraling, however, the capacitive resistance of the conductor arrangement is increased on the one hand, and on the other hand the intrinsic stability of a wound intermediate piece is disadvantageous, so that an increased effort is required to support the conductor tracks.
  • a dielectrically favorable outer contour is provided, which does not favor the emergence of partial discharges even at high voltages. Furthermore, in the interior of the nikzylin- derförmigen envelope contour is given sufficient volume for the introduction of electrically conductive materials, so that the impedance of a current conductor arrangement according to the invention is correspondingly small.
  • the use of a plurality of segment conductors makes it possible to form channel openings along the axis of the conductor track, which allows inflow of insulating fluid over large sections of the conductor track.
  • a further advantageous embodiment can provide that the segment conductors are connected to one another via at least one inner are held half of the central channel extending spacers.
  • Central channel a plurality of spacers in the axial direction to each other to space and so form a dimensionally stable torsionally rigid body for the power conductor track.
  • segment conductors are electrically conductively contacted via the spacer.
  • An electrically conductive contacting of the spacer makes it possible to apply the spacer itself to the electrical potential of the segment conductor.
  • electrically active parts in the current conductor track are subjected to one and the same electrical potential, so that no discharge phenomena can arise between them because of potential differences. Furthermore, it is possible over the
  • Spacers between the individual segmental conductors cross-connections to design, which ensures electrical contact with each other of the segment conductors. For example, it is possible to overload individual segments. To avoid cut and sub-streams, which divide on the individual segment conductors, to be transgressed in the course of the electrical conductor track between the segment parts. It is thus possible, for example, to be able to bypass a partial flow over the other segment sections at this point of discontinuity when the impedance of one of the segment conductors is increased, for example due to pointwise thermal overloading, a conductor break or the like.
  • a further advantageous embodiment may provide that the segment conductors and the spacer are discrete components.
  • An advantageous embodiment may provide that the spacer is interspersed in the axial direction of a sweeping recess.
  • spacers provided with penetrating recesses in the axial direction makes it possible for the central channel also to run through the spacers themselves. If necessary, a cross-sectional reduction of the central channel is effected by means of a spacer, but furthermore a conduit and steering of the insulating fluid through the central channel in the axial direction, even over spacers, is made possible.
  • a further advantageous embodiment may provide that the segment conductors are similar semi-finished products.
  • At least one, in particular all, segment conductor has a substantially circular segment-shaped cross section.
  • At least one, in particular all, segment conductors have a substantially circular sector-shaped cross-section.
  • At least one, in particular all, segment conductors have a section of an annular cross section in cross section.
  • Segment conductor with cross sections which provide an arcuately curved lateral surface at least in one area, which is substantially coaxial with the axis of the
  • Stromleiterbahn curves have on the one hand in an arrangement of a plurality of segment conductors around the axis around the property to form a circular cylindrical envelope contour. Furthermore, the variance of the cross sections of the segment ladder given a variable shape of the cross section of the central channel, which extends in the axial direction. Depending on the current carrying capacity to be provided, various cross sections may be selected, with a corresponding cross section of the central channel being established as a function of the selected cross section of the segment conductor. In particular, in the case of high current carrying capacities, it can be provided that the segment conductors have cross sections which on the one hand provide a large cross section of electrical conductor material, so that a large current can be distributed over a large area within the current conductor track. On the other hand, a sufficiently large central channel can be defined in the interior of the conductor track, which allows sufficient flow through the central channel with insulating fluid both in the axial direction, as well as transversely fed to the axial direction of the mouth channels.
  • the cross section of the central channel is greater than the sum of the cross sections of the mouth channels.
  • the mouth channels serve for supplying and discharging insulating fluid to the central channel or out of the central channel in the radial direction through the wall of the current conductor track. If the central channel is dimensioned correspondingly large, it has a sufficient capacity to cause a buffer effect, so that in the short term, larger amounts of insulating fluid can be introduced into the central channel, which may emerge under increased pressure from the channel mouths of the mouth channels from the conductor track.
  • a further advantageous embodiment can provide that the channel openings pass through the spacers bridging in the axial direction.
  • the channel openings should preferably be linearly stretched over preferably the entire length, at least over most of the length of the conductor track.
  • the mouth channels have slot-shaped structures which extend in the axial direction in the jacket of the cylindrical envelope contour of the current conductor track.
  • the spacers are used, which are located within the envelope contour of the conductor track. As such, these spacers are straddled by the continuous mouth channels and the channel mouths so as to permit entry of insulating fluid up to a surface of the spacer from radial directions in the region of the spacers, the insulating fluid extending axially around the spacer as it reaches a surface of the spacer must flow around in a deflected way.
  • the mouth channel in the area of the spacer is also able to collect, receive and transfer insulating fluid.
  • a further advantageous embodiment may provide that at least one segment conductor is materially connected to the spacer.
  • a cohesive bond of the spacers with the segment conductors enables permanent electrical contacting of spacers and segment conductors. Furthermore, such a cohesive bond with low contact connected to initial impedances. This allows a low-loss passage of currents flowing within the individual segment conductors via the spacers.
  • FIG 3 shows a cross section through a conductor track in a second variant.
  • FIG. 1 shows a current conductor arrangement according to the invention on the basis of a section through a gas-insulated conductor track 1.
  • the current conductor 1 has a circular cylindrical envelope 2.
  • the circular cylinder-shaped envelope contour 2 is aligned coaxially to an axis 3.
  • the axis 3 runs in the present case perpendicular to the plane of the drawing.
  • the current conductor 1 is surrounded by a capsule housing 4.
  • the encapsulating housing 4 is tubular and arranged coaxially with the axis 3.
  • the interior of the encapsulating housing 4 is filled with an insulating fluid, preferably an insulating gas such as sulfur hexafluoride or nitrogen or a suitable gas mixture.
  • the interior of the encapsulating housing 4 is subjected to an increased pressure, so that the electrically insulating properties of the insulating fluid are additionally reinforced.
  • the current conductor 1 is supported on the encapsulating housing 4 by means of isolator arrangements (not shown in FIG. 1) and spaced apart therefrom.
  • the Encapsulation housing 4 surrounds the volume limited by it in a fluid-tight manner and thus prevents the insulating fluid from escaping from the encapsulation housing 4.
  • the circular cylindrical envelope contour 2 is penetrated by channel openings 5a, 5b, 5c.
  • the dimension of the channel openings 5a, 5b, 5c is chosen such that, furthermore, a circular cylindrical envelope contour 2 can be maintained.
  • the channel openings extend in the direction of the axis 3 and form in the lateral surface of the circular cylindrical envelope contour 2 of the conductor track 1 stretched linearly extending slots, which extend over the entire length of the conductor track 1.
  • the conductor track 1 has segment conductors 6a, 6b, 6c.
  • the segmental conductors 6a, 6b, 6c each have similar cross sections and are distributed symmetrically about the axis 3 around.
  • the channel openings 5c, 5b, 5a are respectively arranged.
  • the channel openings 5a, 5b, 5c close mouth channels 7a, 7b, 7c.
  • the orifice channels 7a, 7b, 7c extend as well as the channel openings 5a, 5b, 5c in the form of a slot in the direction of the axis 3.
  • About the mouth channels 7a, 7b, 7c is a radial inflow of insulating lier in a lying within the envelope contour central channel 8 allows the conductor track 1.
  • the segment conductors 6a, 6b, 6c each seen in cross-section on a portion of a circular ring, so that on the inner lateral surfaces of the segment conductors 6a, 6b, 6c, a central channel 8 is formed with a circular cross section, wherein the orifices 7a, 7b, 7c open radially in the central channel 8.
  • Spacer 9 For positioning the segment conductors 6a, 6b, 6c with each other a plurality of spaced apart in the direction of the axis 3 Spacer 9 is arranged.
  • the spacers 9 have the shape of an annular disc or of a hollow cylinder with an annular cross-section.
  • the inner circumferential surfaces of the substantially channel-shaped segmental conductors 6a, 6b, 6c are on.
  • the segment conductors 6a, 6b, 6c may also have recesses into which the spacers 9 protrude (cf., explanations on FIG. Due to the design, the spacer 9 has a cross-recess 10, which allows passage of fluid along the axis 3 within the central channel 8.
  • the penetrating recess 10 has a reduced cross section with respect to the cross section of the central channel 8.
  • the segment conductors 6a, 6b, 6c are preferably electrically conductively connected to the spacer 9.
  • a cohesive joining of the segment conductors 6a, 6b, 6c may be provided with the spacers 9.
  • the channel openings overstretch the spacers 9.
  • a plurality of spacers 9 along the axis 3 spaced from each other can be arranged.
  • threaded bores 11 are respectively formed in the segment conductors 6a, 6b, 6c, by means of which the segment conductors 6a, 6b, 6c can be connected, for example, to armature bodies which ensure a frontal termination of the electrical conductor track.
  • armature bodies which ensure a frontal termination of the electrical conductor track.
  • an electrical conductive contacting for example, with cable lugs or the like.
  • FIG. 2 shows a first variant of a current conductor track 1 a, which likewise has a plurality of segment conductors 61 a, 61 b, 61 c.
  • the segment conductors 61a, 61b, 61c have an alternative cross-sectional configuration.
  • the segment conductors 61a, 61b, 61c are provided with a circular sector-shaped cross section. This results in an enlarged cross-sectional area of the conductor track 1a, so that higher currents can be transmitted.
  • FIG. 2 shows a first variant of a current conductor track 1 a, which likewise has a plurality of segment conductors 61 a, 61 b, 61 c.
  • the segment conductors 61a, 61b, 61c have an alternative cross-sectional configuration.
  • the segment conductors 61a, 61b, 61c are provided with a circular sector-shaped cross section. This results in an enlarged cross-sectional area of the conductor track
  • a cross-section-reduced central channel 8a is provided, which is essentially formed by overlapping of mouth channels 71a, 71b, 71c.
  • a spacer 9a is provided, which is configured, for example, in the manner of a circular disc, whereby form-complementary slits are introduced into the segment conductors 61a, 61b, 61c which are aligned transversely to the axis 3, so that the segment conductors 61a, 61b, 61c can be pushed onto the spacer 9a transversely to the axis 3. Due to the plug connection, a comparatively angularly rigid conductor track Ia is provided.
  • corresponding cohesive securing points 12 are provided in the region of the mouth channels 71a, 71b, 71c. These can be, for example, welding or soldering points. Alternatively, however, it is also possible to provide a profiling of the spacer 9a so that the segment conductors 61a, 61b, 61c lie flat against the surface.
  • FIG. 3 shows a second variant of a conductor track Ib, which in turn has a circular cylindrical envelope contour.
  • the local segment conductors 62a, 62b, 62c have a circular segment-shaped cross-section.
  • the area of the conductor track 1b which can be used for the power line varies. Due to the relatively small height of the segments of the segment conductors 62a, 62b, 62c is about the axis 3 around a comparatively large cross-sectional central channel 8b formed.
  • the central channel 8b has a substantially triangular cross-section, the mouth channels 72a, 72b, 72c opening into the central channel 8c radially to the axis 3 at the corner points of the prism.
  • a spacer 9b in turn a circular disc is used, which is inserted into correspondingly aligned grooves in the limited by the chord of the circle segment surface of the segment conductors 62a, 62b, 63c, so that the segment conductors 62a, 62b, 62c are plugged onto the spacer 9b and turn For example, by means of material connection points to each other can be secured.
  • the spacer 9b has, for example, a contour corresponding to the cross-section of the central channel 8b and that the surfaces of the segment conductors 62a, 62b, 62c delimiting the central channel 8b are flush-fitted against the spacer 9b.
  • spacer 9 which has a sweeping recess 10
  • the related in Figures 2 and 3 spacers 9a, 9b are not provided with sweeping recesses. If necessary, however, this can be provided.
  • one or more penetrating recesses may be arranged within the spacers 9a, 9b. These recesses may, for example, also extend into the respective mouth channels 7a, 7b, 7c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Installation Of Bus-Bars (AREA)

Abstract

Eine Stromleiteranordnung weist eine Stromleiterbahn (1, 1a, 1b) auf. Die Stromleiterbahn (1, 1a, 1b) ist von einem Kapselungsgehäuse (4) umgeben. Das Kapselungsgehäuse (4) ist mit einem Isolierfluid befüllt. Die Stromleiterbahn (1, 1a, 1b) weist eine im Wesentlichen kreiszylinderförmige Hüllkontur auf, die von mehreren Segmentleitern (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) begrenzt ist. Zwischen einander zugewandten Körperkanten benachbarter Segmentabschnitte (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) sind Kanalmündungen (5a, 5b, 5c) ausgeformt. Über die Kanalmündungen (5a, 5b, 5c) und anschließende Mündungskanäle (7a, 7b, 7c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c) ist ein Einströmen von Isolierfluid in einem im Innern der Stromleiterbahn (1, 1a, 1b) verlaufenden Zentralkanal (8, 8a, 8b) ermöglicht.

Description

Beschreibung
Stromleiteranordnung mit einer Stromleiterbahn
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromleiteranordnung mit einer Stromleiterbahn, welche von einem Kapselungsgehäuse umgeben ist, welches in seinem Innern ein Isolierfluid einkapselt, welches die Stromleiterbahn umspült, wobei die Stromleiterbahn sich längs einer Achse erstreckt.
Eine derartige Stromleiteranordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 23 63 819 Al bekannt. Dort ist ein Rohrgaskabel beschrieben, welches zur Erzielung einer Verformbarkeit einer Stromleiterbahn Zwischenstücke in Form ei- ner Wendel ausgeführt hat. Aufgrund der bekannten Wendelung ist eine Durchströmung der Stromleiterbahn mit einem Isolierfluid ermöglicht. Aufgrund der Wendelung wird jedoch zum einen der kapazitive Widerstandsbelag der Stromleiteranordnung erhöht, zum anderen ist die Eigenstabilität einer gewen- delten Zwischenstücke nachteilige, so dass ein erhöhter Aufwand zur Abstützung der Stromleiterbahnen nötig ist.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Stromleiteranordnung anzugeben, welche einerseits ein Durchströmen mit Isolierflu- id ermöglicht, andererseits eine ausreichende Verwindungs- steifigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Stromleiteranordnung mit den Merkmalen der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Stromleiterbahn eine im Wesentlichen kreiszylinder- förmige Hüllkontur aufweist, die von mehreren Segmentleitern der Stromleiterbahn begrenzt ist, wobei zwischen einander zugewandten Körperkanten benachbarter Segmentleiter in Achsrichtung verlaufend Kanalmündungen ausgeformt sind, deren sich anschließende Mündungskanäle in einem in Achsrichtung verlaufenden Zentralkanal der Stromleiterbahn münden.
Durch eine kreiszylindermantelförmige Hüllkontur wird eine dielektrisch günstige äußere Kontur zur Verfügung gestellt, die auch bei hohen Spannungen ein Entstehen von Teilentladungen nicht begünstigt. Weiterhin ist im Innern der kreiszylin- derförmigen Hüllkontur ausreichendes Volumen zur Einbringung von elektrisch leitfähigen Materialien gegeben, so dass die Impedanz einer erfindungsgemäßen Stromleiteranordnung entsprechend klein ist. Durch den Einsatz von mehreren Segmentleitern ist die Möglichkeit gegeben, Kanalmündungen längs der Achse der Stromleiterbahn auszubilden, welche ein Einströmen von Isolierfluid über große Abschnitte der Stromleiterbahn ermöglicht. Durch die Nutzung von einander zugewandten Körperkanten zur Begrenzung der Kanalmündungen sowie der sich daran anschließenden Mündungskanäle können einfach geformte, beispielsweise durch Strangpressverfahren herstellbare Segmentleiter eingesetzt werden, um die Stromleiterbahn mit ih- rer kreiszylinderförmigen Hüllkontur auszubilden. Ein im Innern der Stromleiterbahn verlaufender Zentralkanal ermöglicht, die in ihm mündenden Mündungskanäle untereinander kommunizieren zu lassen und ein verstärktes Durchströmen der Stromleiterbahn mit Isolierfluid zu gewährleisten. So ist es beispielsweise möglich, bei einem punktuellen Überlasten eines der Mündungskanäle über den Zentralkanal im Innern der Stromleiterbahn für ein rasches Kühlen dieser punktuellen Überlastung durch ein Durchströmen in axialer Richtung als auch in Querrichtungen der Stromleiterbahn mit Isolierfluid zu sorgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Segmentleiter zueinander über zumindest einen sich inner- halb des Zentralkanals erstreckenden Abstandhalter gehalten sind.
Eine Anordnung eines Abstandhalters innerhalb des Zentralka- nales ermöglicht, den Abstandhalter innerhalb der Hüllkontur der Stromleiterbahn anzuordnen. Dadurch wird die kreiszylin- derförmige Hüllkontur von zusätzlichen Vorsprüngen freigehalten. Im Innern der Stromleiterbahn befindet sich im Bereich des Zentralkanales aufgrund der dielektrischen Schirmung durch die Segmentleiter der Stromleiterbahn ein feldfreier Raum. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, nahezu beliebig geformte Abstandhalter innerhalb des Zentralkanals anzuordnen, und so die Segmentleiter zueinander zu positionieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass je nach der Dimensionierung der einzelnen Abstandhalter und je nach Querschnitt des
Zentralkanales mehrere Abstandhalter in Achsrichtung zueinander zu beabstanden und so einen formstabilen verwindungstei- fen Körper für die Stromleiterbahn auszuformen.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Segmentleiter über den Abstandhalter elektrisch leitend kontaktiert sind.
Eine elektrisch leitende Kontaktierung des Abstandhalters er- möglicht, den Abstandhalter selbst mit dem elektrischen Potential der Segmentleiter zu beaufschlagen. Damit sind elektrisch aktive Teile in der Stromleiterbahn mit ein und demselben elektrischen Potential beaufschlagt, so dass zwischen diesen mangels Potentialdifferenzen keine Entladungserschei- nungen entstehen können. Weiterhin ist es möglich über die
Abstandhalter zwischen den einzelnen Segmentleitern Querverbindungen auszugestalten, die eine elektrische Kontaktierung der Segmentleiter untereinander gewährleistet. So ist es beispielsweise möglich, eine Überlastung einzelner Segmentab- schnitt zu vermeiden und Teilströmen, welche sich auf die einzelnen Segmentleiter aufteilen, auch im Verlauf der Stromleiterbahn zwischen den Segmentteilen übertreten zu lassen. So ist es beispielsweise möglich, bei einer Erhöhung der Im- pedanz eines der Segmentleiter, beispielsweise aufgrund punk- tueller thermischer Überlastung, eines Leiterbruchs oder ähnlichem, einen Teilstrom über die anderen Segmentabschnitte an dieser Unstetigkeitsstelle vorbeileiten zu können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Segmentleiter und der Abstandhalter diskrete Bauteile sind.
Eine Nutzung von diskreten Bauteilen ermöglicht es Stromlei- terbahnen modular aufzubauen. Je nach Bedarf können verschiedenartig geformte Segmentabschnitte und auch verschiedenartig geformte Abstandhalter zusammengesetzt werden. Insbesondere hinsichtlich einer Zusammenfügung stehen dabei verschiedenartigste Verfahren zur Verfügung. So können beispielsweise re- versible Fügeverfahren oder irreversible Verbindungen zwischen Segmentleiter und Abstandhalter eingesetzt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass der Abstandhalter in Achsrichtung von einer durchgreifenden Aus- nehmung durchsetzt ist.
Der Einsatz von in Achsrichtung mit durchgreifenden Ausnehmungen versehenen Abstandhaltern ermöglicht, den Zentralkanal auch durch die Abstandhalter selbst verlaufen zu lassen. Ge- gebenenfalls ist durch einen Abstandhalter zwar eine Querschnittsreduzierung des Zentralkanales bewirkt, jedoch ist weiterhin eine Leitung und Lenkung des Isolierfluides durch den Zentralkanal in Achsrichtung auch über Abstandshalter hinweg ermöglicht. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Segmentleiter gleichartige Halbzeuge sind.
Der Einsatz von gleichartigen Halbzeugen für die Segmentleiter bietet in der Herstellung einer Stromleiteranordnung dahingehend Vorteile, dass von ein und demselben Halbzeug die einzelnen Segmentleiter abgelängt werden können. Damit ist eine günstige Lagerhaltung ermöglicht. Lediglich hinsichtlich der verschiedenen Querschnittsgestaltungen der Segmentleiter sind nunmehr Halbzeuge vorzuhalten, wobei gleichartige Halbzeuge jeweils mehrfach an ein und derselben Stromleiterbahn eingesetzt werden können.
Zur Erzeugung einer Stromleiterbahn mit einer kreiszylinder- förmigen äußeren Hüllkontur ist es vorteilhaft, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter einen im Wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter einen im Wesentlichen kreissektorförmigen Querschnitt aufweist.
Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter im Querschnitt einen Abschnitt eines kreisringförmigen Querschnitts aufweist.
Segmentleiter mit Querschnitten, die zumindest in einem Bereich eine bogenförmig gekrümmte Mantelfläche zur Verfügung stellen, die sich im Wesentlichen koaxial zur Achse der
Stromleiterbahn krümmt, weisen zum einen bei einer Anordnung von mehreren Segmentleitern um die Achse herum die Eigenschaft auf, eine kreiszylinderförmige Hüllkontur auszubilden. Weiterhin ist durch die Varianz der Querschnitte der Segment- leiter eine variable Formgebung des Querschnittes des Zentralkanales, welcher in Achsrichtung verläuft, gegeben. Je nach zu erbringender Stromtragfähigkeit können verschiedenartige Querschnitte ausgewählt werden, wobei sich in Abhängig- keit des gewählten Querschnittes der Segmentleiter ein entsprechender Querschnitt des Zentralkanales einstellt. Insbesondere bei hohen Stromtragfähigkeiten kann vorgesehen sein, dass die Segmentleiter Querschnitte aufweisen, die zum einen einen großen Querschnitt an elektrischem Leitermaterial zur Verfügung geben, so dass sich ein großer Strom auf einer großen Fläche innerhalb der Stromleiterbahn verteilen kann. Zum anderen kann im Innern der Stromleiterbahn ein ausreichend großer Zentralkanal begrenzt werden, der ein ausreichendes Durchströmen des Zentralkanales mit Isolierfluid sowohl in Achsrichtung, als auch quer zur Achsrichtung gespeist von den Mündungskanälen ermöglicht.
Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Zentralkanals größer ist als die Summe der Quer- schnitte der Mündungskanäle.
Die Mündungskanäle dienen einem Zuführen und Abführen von Isolierfluid zu dem Zentralkanal beziehungsweise aus dem Zentralkanal heraus in radialer Richtung durch die Wandung der Stromleiterbahn. Ist der Zentralkanal nunmehr entsprechend groß dimensioniert, hat dieser eine ausreichende Aufnahmefähigkeit um eine Pufferwirkung hervorzurufen, so dass kurzfristig auch größere Mengen von Isolierfluid in den Zentralkanal eingebracht werden können, welche gegebenenfalls un- ter erhöhtem Druck aus den Kanalmündungen der Mündungskanäle aus der Stromleiterbahn heraustreten. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kanalmündungen die Abstandhalter in Achsrichtung überbrückend durchlaufen.
Die Kanalmündungen sollten vorzugsweise linear gestreckt über vorzugsweise die gesamte Länge, zumindest über den größten Teil der Länge der Stromleiterbahn durchlaufen. Die Mündungskanäle haben dabei schlitzförmige Strukturen, welche sich in Achsrichtung im Mantel der zylinderförmigen Hüllkontur der Stromleiterbahn erstrecken. Um ein Zusammenpressen der Segmentleiter der Stromleiterbahn zu verhindern, kommen die Abstandhalter zum Einsatz, welche sich innerhalb der Hüllkontur der Stromleiterbahn befinden. Als solches werden diese Abstandhalter von den durchlaufenden Mündungskanälen und den Kanalmündungen überspannt, so dass aus radialen Richtungen im Bereich der Abstandhalter ein Eintreten von Isolierfluid bis zu einer Oberfläche des Abstandhalters ermöglicht ist, wobei das Isolierfluid mit Erreichen einer Oberfläche des Abstandhalters in Achsrichtung um den Abstandhalter herum in umge- lenkt strömen muss.
Durch ein Überbrücken der Abstandhalter mittels der Kanalmündungen ist auch im Bereich des Abstandhalters der Mündungskanal in der Lage, Isolierfluid einzusammeln, aufzunehmen und fortzuleiten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest ein Segmentleiter stoffschlüssig mit dem Abstandhalter verbunden ist.
Ein stoffschlüssiger Verbund der Abstandhalter mit den Segmentleitern ermöglicht eine dauerhafte elektrische Kontaktie- rung von Abstandhaltern und Segmentleitern. Weiterhin ist ein derartiger stoffschlüssiger Verbund mit geringen Kontaktüber- gangsimpedanzen verbunden. Damit ist über die Abstandhalter ein verlustarmer Übertritt von innerhalb der einzelnen Segmentleiter fließenden Strömen ermöglicht.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt die Figur 1 einen Querschnitt durch eine Stromleiteranordnung, die
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Stromleiterbahn in einer ersten Variante sowie die
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Stromleiterbahn in ei- ner zweiten Variante.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäßen Stromleiteranordnung anhand eines Schnittes durch eine gasisolierte Stromleiterbahn 1 dargestellt. Die Stromleiterbahn 1 weist eine kreiszylinderförmige Hüllkontur 2 auf. Die kreiszylinderför- mige Hüllkontur 2 ist dabei koaxial zu einer Achse 3 ausgerichtet. Die Achse 3 verläuft im vorliegenden Falle lotrecht zu der Zeichenebene. Weiterhin ist die Stromleiterbahn 1 von einem Kapselungsgehäuse 4 umgeben. Das Kapselungsgehäuse 4 ist rohrförmige ausgebildet und koaxial zu der Achse 3 angeordnet. Das Innere des Kapselungsgehäuses 4 ist mit einem Isolierfluid, vorzugsweise einem Isoliergas wie Schwefelhe- xaflorid oder Stickstoff oder einem geeigneten Gasgemisch, befüllt. Das Innere des Kapselungsgehäuses 4 ist mit einem erhöhten Druck beaufschlagt, so dass die elektrisch isolierenden Eigenschaften des Isolierfluides zusätzlich verstärkt werden. Die Stromleiterbahn 1 ist mittels in der Figur 1 nicht dargestellten Isolatoranordnungen an dem Kapselungsgehäuse 4 abgestützt und beabstandet zu diesem abgeordnet. Das Kapselungsgehäuse 4 umschließt das von ihm begrenzte Volumen fluiddicht und verhindert so ein Entweichen des Isolierflui- des aus dem Kapselungsgehäuse 4.
Die kreiszylinderförmige Hüllkontur 2 ist von Kanalmündungen 5a, 5b, 5c durchdrungen. Dabei ist die Dimension der Kanalmündungen 5a, 5b, 5c derart gewählt, dass weiterhin eine kreiszylinderförmige Hüllkontur 2 aufrechterhalten werden kann. Im vorliegenden Falle erstrecken sich die Kanalmündun- gen in Richtung der Achse 3 und bilden in der Mantelfläche der kreiszylinderförmigen Hüllkontur 2 der Stromleiterbahn 1 gestreckte linear verlaufende Schlitze aus, welche über die gesamte Länge der Stromleiterbahn 1 verlaufen. Die Stromleiterbahn 1 weist Segmentleiter 6a, 6b, 6c, auf. Die Segment- leiter 6a, 6b, 6c weisen jeweils gleichartige Querschnitte auf und sind symmetrisch um die Achse 3 herum verteilt angeordnet. Zwischen den untermittelbar zueinander benachbarten Segmentleitern 6a, 6c; 6c, 6b; 6a, 6b sind jeweils die Kanalmündungen 5c, 5b, 5a angeordnet. Die Kanalmündungen 5a, 5b, 5c schließen Mündungskanäle 7a, 7b, 7c ab. Die Mündungskanäle 7a, 7b, 7c erstrecken sich ebenso wie die Kanalmündungen 5a, 5b, 5c schlitzförmig in Richtung der Achse 3. Über die Mündungskanäle 7a, 7b, 7c ist ein radiales Einströmen von Iso- lierfluid in einen innerhalb der Hüllkontur liegenden Zent- ralkanal 8 der Stromleiterbahn 1 ermöglicht. Im vorliegenden Beispiel weisen die Segmentleiter 6a, 6b, 6c jeweils im Querschnitt gesehen einen Ausschnitt eines Kreisringes auf, so dass an den Innenmantelflächen der Segmentleiter 6a, 6b, 6c ein Zentralkanal 8 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist, wobei die Mündungskanäle 7a, 7b, 7c radial in dem Zentralkanal 8 münden.
Zur Positionierung der Segmentleiter 6a, 6b, 6c untereinander sind mehrere in Richtung der Achse 3 zueinander beabstandete Abstandhalter 9 angeordnet. Die Abstandhalter 9 weisen vorliegend die Form einer Ringscheibe beziehungsweise eines Hohlzylinders mit kreisringförmigem Querschnitt auf. Auf der äußeren Mantelfläche des Abstandhalters 9 liegen die inneren Mantelflächen der im Wesentlichen rinnenförmig ausgeformten Segmentleiter 6a, 6b, 6c auf. Die Segmentleiter 6a, 6b, 6c können jedoch auch Ausnehmungen aufweisen, in welche die Abstandhalter 9 hineinragen (vgl. Ausführungen zu Fig 2 du 3) . Bauartbedingt weist der Abstandhalter 9 eine durchgreifende Ausnehmung 10 auf, welche ein Hindurchtreten von Fluid längs der Achse 3 innerhalb des Zentralkanales 8 ermöglicht. Die durchgreifende Ausnehmung 10 weist einen gegenüber dem Querschnitt des Zentralkanales 8 reduzierten Querschnitt auf. Die Segmentleiter 6a, 6b, 6c sind vorzugsweise elektrisch leitend mit dem Abstandhalter 9 verbunden. Dazu kann beispielsweise ein stoffschlüssiges Zusammenfügen der Segmentleiter 6a, 6b, 6c mit den Abstandhaltern 9 vorgesehen sein.
Aufgrund des Durchlaufens der Kanalmündungen 5a, 5b, 5c über- spannen die Kanalmündungen die Abstandhalter 9. Innerhalb einer Stromleiterbahn 1 können mehrere Abstandhalter 9 längs der Achse 3 beabstandet zueinander angeordnet sein.
In der in der Figur 1 gezeigten Schnittfläche sind in den Segmentleitern 6a, 6b, 6c jeweils Gewindebohrungen 11 eingebracht, mittels welcher die Segmentleiter 6a, 6b, 6c beispielsweise mit Armaturkörpern verbunden werden können, welche einen stirnseitigen Abschluss der Stromleiterbahn gewährleisten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass über die Gewindebohrungen 11 eine elektrische leitende Kontaktierung beispielsweise mit Kabelschuhen oder ähnlichem erfolgt.
In den Figuren 2 und 3 sind Querschnitte von alternativen Ausgestaltungen von Stromleiterbahnen Ia, Ib dargestellt. Die Figur 2 zeigt eine erste Variante einer Stromleiterbahn Ia, welche ebenfalls mehrere Segmentleiter 61a, 61b, 61c aufweist. Die Segmentleiter 61a, 61b, 61c weisen jedoch eine alternative Querschnittsgestaltung auf. Vorliegend sind die Segmentleiter 61a, 61b, 61c mit einem kreissektorförmigen Querschnitt ausgestattet. Damit ist eine vergrößerte Querschnittsfläche der Stromleiterbahn Ia gegeben, so dass höhere Ströme übertragen werden können. Im Innern der Stromleiterbahn Ia gemäß Figur 2 ist ein querschnittsreduzierter Zent- ralkanal 8a vorgesehen, welcher im Wesentlichen durch Überschneidungen von Mündungskanälen 71a, 71b, 71c gebildet ist. Bei der nach Figur 2 vorgesehen Variante einer Stromleiterbahn Ia ist ein Abstandhalter 9a vorgesehen, welcher beispielsweise nach Art einer Kreisscheibe ausgestaltet ist, wo- bei in die Segmentleiter 61a, 61b, 61c entsprechend formkomplementäre Schlitzungen eingebracht sind, welche quer zur Achse 3 ausgerichtet sind, so dass die Segmentleiter 61a, 61b, 61c auf den Abstandhalter 9a quer zur Achse 3 aufgeschoben werden können. Durch den Steckverbund ist eine ver- gleichsweise winkelsteife Stromleiterbahn Ia gegeben. Um die Steckverbindung zu sichern, sind im Bereich der Mündungskanäle 71a, 71b, 71c entsprechende Stoffschlüssige Sicherungspunkte 12 angebracht. Dies können beispielsweise Schweißoder Lötpunkte sein. Alternativ kann jedoch auch eine Profi- lierung des Abstandhalters 9a vorgesehen sein, so dass die Segmentleiter 61a, 61b, 61c flächig stumpf aufliegen.
Die Figur 3 zeigt eine zweite Variante einer Stromleiterbahn Ib, welche wiederum eine kreiszylinderförmige Hüllkontur auf- weist. Die dortigen Segmentleiter 62a, 62b, 62c weisen einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf. Je nach Höhe des Kreissegmentes variiert die zur Stromleitung einsetzbare Fläche der Stromleiterbahn Ib. Aufgrund der relativ geringen Höhe der Segmente der Segmentleiter 62a, 62b, 62c ist um die Achse 3 herum ein vergleichsweise querschnittsgroßer Zentralkanal 8b gebildet. Der Zentralkanal 8b weist dabei einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf, wobei an den Eckpunkten des Prismas die Mündungskanäle 72a, 72b, 72c in den Zentral- kanal 8c radial zur Achse 3 münden. Als Abstandhalter 9b ist wiederum eine Kreisscheibe eingesetzt, welcher in entsprechend ausgerichtete Nuten in die durch die Kreissehne des Kreissegmentes begrenzten Fläche der Segmentleiter 62a, 62b, 63c eingesetzt ist, so dass die Segmentleiter 62a, 62b, 62c auf den Abstandhalter 9b aufsteckbar sind und wiederum beispielsweise mittels Stoffschlüssigen Verbindungspunkten zueinander gesichert werden können. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Abstandhalter 9b beispielsweise eine den Querschnitt des Zentralkanales 8b entsprechende Kontur auf- weist und ein stumpfes Aufliegen der den Zentralkanal 8b begrenzenden Flächen der Segmentleiter 62a, 62b, 62c an den Abstandhalter 9b erfolgt.
Abweichend von dem aus der Figur 1 bekannten Abstandhalter 9, welcher eine durchgreifende Ausnehmung 10 aufweist, sind die in den Figuren 2 und 3 verwandten Abstandhalter 9a, 9b nicht mit durchgreifenden Ausnehmungen versehen. Bedarfsweise kann dies jedoch vorgesehen sein. Dabei können eine oder mehrere durchgreifende Ausnehmungen innerhalb der Abstandhalter 9a, 9b angeordnet sein. Diese Ausnehmungen können sich beispielsweise auch bis in die jeweiligen Mündungskanäle 7a, 7b, 7c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c hinein erstrecken.

Claims

Patentansprüche
1. Stromleiteranordnung mit einer Stromleiterbahn (1, Ia, Ib), welche von einem Kapselungsgehäuse (4) umgeben ist, wel- ches in seinem Innern ein Isolierfluid einkapselt, welches die Stromleiterbahn (1, Ia, Ib) umspült, wobei die Stromleiterbahn (1, Ia, Ib) sich längs einer Achse (3) erstreckt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stromleiterbahn (1, Ia, Ib) eine im Wesentlichen kreiszy- linderförmige Hüllkontur (2) aufweist, die von mehreren Segmentleitern (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c)der Stromleiterbahn (1, Ia, Ib) begrenzt ist, wobei zwischen einander zugewandten Körperkanten benachbarter Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) in Achsrichtung verlaufend Kanalmündungen (5a, 5b, 5c) ausgeformt sind, deren sich anschließende Mündungskanäle (7a, 7b, 7c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c) in einem in Achsrichtung verlaufenden Zentralkanal (8, 8a, 8b) der Stromleiterbahn (1, Ia, Ib) münden.
2. Stromleiteranordnung 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 die Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) zueinander über zumindest einen sich innerhalb des Zentralkanals (8, 8a, 8b) erstreckenden Abstandhalter (9, 9a, 9b) gehalten sind.
3. Stromleiteranordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) über den Abstandhalter (9, 9a, 9b) elektrisch leitend kontaktiert sind.
4. Stromleiteranordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) und der Abstandhalter (9, 9a, 9b) diskrete Bauteile sind.
5. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstandhalter (9, 9a, 9b) in Achsrichtung von einer durchgreifenden Ausnehmung (10) durchsetzt ist.
6. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) gleichartige Halbzeuge sind.
7. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) einen im Wesentlichen kreisseg- mentförmigen Querschnitt aufweist.
8. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) einen im Wesentlichen kreissek- torförmigen Querschnitt aufweist.
9. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein, insbesondere alle Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) im Querschnitt einen Abschnitt eines kreisringförmigen Querschnitts aufweist.
10. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Querschnitt des Zentralkanals (8, 8a, 8b) größer ist als die Summe der Querschnitte der Mündungskanäle (7a, 7b, 7c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c) .
11. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kanalmündungen (5a, 5b, 5c) die Abstandhalter (9, 9a, 9b) in Achsrichtung überbrückend durchlaufen.
12. Stromleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein Segmentleiter (6a, 6b, 6c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c) stoffschlüssig mit dem Abstandhalter (9, 9a, 9b) verbunden ist.
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