CN103378573A

CN103378573A - 汇流排系统

Info

Publication number: CN103378573A
Application number: CN2012101552823A
Authority: CN
Inventors: F.阿勒费尔德; F.贝特尔斯; R.哈尔
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: KR20140142751A; DE102012206076A1; US20160248237A1; US20150068784A1; CN103378573B; KR101667472B1; AU2013247095A1; CA2870420A1; WO2013152885A1; EP2823542A1; AU2013247095B2

Abstract

本发明涉及一种用于输送电能的汇流排系统，其中该汇流排系统处于竖直的结构位置中，其中该汇流排系统至少包括一个汇流排以及包围该至少一个汇流排的盖子，其中所述汇流排系统分成元件，其中每个元件在壳体的下面区域内具有入口并且在壳体的上面区域内具有出口，并且其中在每个元件的入口和出口之间所述壳体基本上是封闭的。

Description

汇流排系统

背景技术

配电系统可以构造成汇流排系统。汇流排系统用于输送并且分配电能。汇流排系统的典型的任务例如是将变压器经由主分配器连接到从分配器或者供给大消耗器。汇流排系统同样用于在风能设备中将发电机的在塔架顶部中产生的电流导向塔架底部。汇流排系统的汇流排典型地置于汇流排箱中，该汇流排箱防止汇流排与周围环境之间会发生不希望的电接触。在此，如此设计汇流排箱的尺寸，从而一方面保持为了防止不希望的电接触的间距，并且另一方面通过自然的和/或强制的对流冷却汇流排箱内部的汇流排。

至今为止的汇流排系统的壳体与汇流排形成了功能性的单元，由此在汇流排元件的尺寸以及系统的通风方面产生限制。尤其在通过长的竖直路程输送能量时、例如在高楼或者风能设备中输送能量时，由于汇流排箱内部受限的通风或者对流会在安装好的汇流排系统的上面区域内产生热阻塞。

在10 2012 202 435 DE中介绍了一种可以包括多个不同类型的汇流排的汇流排系统。10 2012 202 435 DE的汇流排系统例如可以由两种在单个类型中具有不同横截面以及不同数量汇流排的汇流排类型构成。

在常规的通风的汇流排系统中，在竖直结构位置中的缩窄部位形成了障碍并且如此产生了狭窄的横截面A_缩窄，该横截面阻碍了在自由对流中加热的竖直向上流动的气流。通过降低的吸入作用仅仅实现了空气流动的很小的速度v_L，从而只有较小的质量流

Figure 2012101552823100002DEST_PATH_IMAGE001

流过通道。通过较小的质量流只能接收并且导出空气流的很小的热量Q。存在通道过热或者热量传递到外围（例如壳体或盖子）并且在此超过对于加热所允许的边界值的危险。

Figure 2012101552823100002DEST_PATH_IMAGE003

发明内容

本发明的任务是提供一种汇流排系统，其中不会出现热阻塞。

该任务通过权利要求1得到解决。用于输送电能的汇流排系统处于竖直的结构位置中，其中汇流排系统包括至少一个汇流排和包围该至少一个汇流排的盖子，其中将汇流排系统分成元件，其中每个元件在盖子的下面的区域内具有入口并且在盖子的上面的区域内具有出口，并且其中在每个元件的入口和出口之间所述盖子基本上是封闭的。

在一种设计方案中将汇流排系统分成至少两个元件。

在另一设计方案中汇流排系统具有至少两个不同长度的元件。

在一种设计方案中，每个元件的所述入口的面积大于出口的面积。每个元件的入口的面积尤其可以比出口面积大10%。

在另一设计方案中，所述至少一个汇流排由节段组成，所述节段通过耦连部位相互连接。

在一种设计方案中，汇流排节段的耦连部位处于所述元件之外。

在另一设计方案中，所述耦连部位由基本上封闭的盖子包围。

在一种设计方案中，用于输送电能的汇流排系统至少包括一个第一节段和一个第二节段，其中所述节段分别包括至少一个带有第一横截面的第一汇流排、至少一个带有第二横截面的第二汇流排、保持件以及至少一个连接机构，其中所述节段的汇流排由相应的保持件保持并且经由所述至少一个连接机构相互电连接。

在此有利的是，所述汇流排可以灵活地匹配其尺寸，因为不会由系统壳体限制其尺寸。同样可以通过增加汇流排与潜在壳体之间的距离产生壳体中更好的热流。通过该作用改善了散热并且提高了汇流排的电流负载能力。

在一种设计方案中，所述节段的汇流排沿着电流的方向伸长地延伸。

在另一设计方案中所述节段包括多个第一汇流排和/或多个第二汇流排，所述第一汇流排和/第二汇流排在各个节段中相互平行地布置。

在一种设计方案中，所述保持件包括第一螺栓连接机构，其中各个节段的第一汇流排通过以下方式相互电连接，即第一汇流排在其端部上相互平面地抵靠并且由第一螺栓连接机构施加力，该力将第一汇流排的相互平面地抵靠的端部相互压紧。

在另一设计方案中所述保持件包括第二螺栓连接机构，其中各个节段的第二汇流排通过以下方式相互电连接，即所述第二汇流排在其端部上相互平面地抵靠并且由第二螺栓连接机构施加力，该力将第二汇流排的相互平面地抵靠的端部相互压紧。

所述节段的保持件可以用作用于固定汇流排系统的保持机构。

在一种设计方案中，所述第一汇流排的第一横截面不同于第二汇流排的第二横截面。第一汇流排的第一横截面与第二汇流排的第二横截面不同之处可以在于，第一汇流排具有不同于第二汇流排的高度。

附图说明

下面根据附图对本发明进行描述。

图1A是包括第一节段和第二节段的汇流排系统的第一投影图，

图1B是汇流排系统的具有第一汇流排和第二汇流排的节段的第二投影图，

图2A是包括第一节段和第二节段的带有盖子的汇流排系统，

图2B是具有第一和第二螺栓连接机构的保持件的细节图，

图3是包括第一和第二节段的汇流排系统的第三投影图，

图4是用于汇流排系统的适配器，

图5是具有汇流排系统的风能设备的塔架的俯视图，以及

图6是带有元件的汇流排系统。

具体实施方式

在图1A中示出了用于输送电能的汇流排系统，其以投影到汇流排系统的俯视图上的第一投影图示出。该汇流排系统包括第一节段701和第二节段702。所述节段701、702分别包括带有第一横截面的第一汇流排101、102、103、104、105、106、107以及保持件500、501，其中各个节段701、702的汇流排由相应的保持件500、501保持并且通过连接机构510、520相互电连接。根据图1A，为第一节段701分配了保持件500并且为第二节段702分配了保持件501。所述连接机构510、520连接第一和第二节段的各个第一汇流排101、102、103、104、105、106、107。

按本发明的汇流排系统的汇流排沿着电流的方向伸长地构造。根据图1A的视图，这意味着电流竖直延伸并且由此所述汇流排同样竖直延伸。各个节段701、702的单个第一汇流排101、102、103、104相互平行地布置。

图1B示出了按本发明的汇流排系统，其以第二投影图示出。相对于图1A，图1B的视图选择为垂直于电流。所述保持件500保持第一汇流排100并且此外具有固定机构590，该固定机构用作用于固定汇流排系统的保持机构。固定机构590例如可以构造成螺栓，从而借助于该螺栓590例如可以将所述节段固定在壁上或者固定在载体上。

在图1A中同样在节段701上示出了保持装置610、620，所述保持装置直接安置在汇流排上。在所述保持装置610、620上可以固定盖子650，如其在图2A中所示。所述保持装置610、620可以具有垂直于汇流排的延伸方向构造的臂621、622,并且所述臂承载着盖子650。在此，所述保持装置610、620的臂621、622可以通过盖子650中的开口穿过并且由此固定盖子。为了防止盖子650松脱，可以在将盖子650放在汇流排系统上之后借助于螺栓、铆钉或者其它固定机构固定所述盖子。

在图2B中详细示出了所述保持件500。该保持件500将第一节段701与第二节段702进行连接。该第一节段701包括第一汇流排101、102、103、104。第二节段702包括第一汇流排101’、102’、103’、104’。所述节段701、702的第一汇流排通过以下方式相互电连接，即第一汇流排在其端部上相互平面地抵靠并且由第一螺栓连接机构510施加力，该力将第一汇流排的相互平面地抵靠的端部相互压紧。各个节段701、702的第一汇流排的端部可以在一侧上构造成钩状的并且在另一侧上设有孔，保持件500、501的螺栓连接机构穿过所述孔延伸。通过如此选择第一汇流排的端部上的构造可以特别简单地装配所述节段701、702。在装配保持件500、501之后可以将钩子摆入螺栓连接机构中并且拧紧该螺栓连接机构。

所述第一节段701额外地包括带有第二横截面的第二汇流排201、202、203、204、205、206、207，该第二横截面可以与第一汇流排101、102、103、104的第一横截面不同。第一汇流排100与第二汇流排200的不同的横截面在图1B中示出。所述第二汇流排同样在各个节段701、702中相互平行地延伸。根据图1A、2A和2B，所述第一汇流排101、102、103、104与第二汇流排201、202、203、204、205、206、207相互平行地延伸。

所述第一汇流排101、102、103、104的第一横截面与第二汇流排201、202、203、204、205、206、207的第二横截面的不同之处在于，第一汇流排101、102、103、104具有不同于第二汇流排201、202、203、204、205、206、207的高度。

根据图2B，所述保持件500包括第二螺栓连接机构520。通过所述第二螺栓连接机构520通过以下方式将第一节段701的第二汇流排201、202、203、204、205、206、207与第二节段702的第二汇流排201’、202’、203’、204’、205’、206’、207’相互电连接，即将第二汇流排在其端部上相互平面地抵靠并且由第二螺栓连接机构520施加力，该力将第二汇流排的相互平面地抵靠的端部相互压紧。

根据在此示出的实施例，所述保持件500、501包括连接机构510、520。然而同样可以考虑使得将所述节段701、702的各个汇流排相互电连接的连接机构510、520与保持件500、501分开地进行构造。由此例如能够将保持件500、501在空间上布置在汇流排的中间，而所述连接机构510、520位于汇流排的端部上。

在图3中以第三投影图示出了按本发明的汇流排系统。根据图1A，以90°透视旋转的视图是汇流排系统的侧视图。该汇流排系统包括第一节段701和第二节段702。所述节段的汇流排通过保持件500的连接机构510、520相互电连接。所述保持件500包括用于固定汇流排系统的保持机构590。例如可以通过保持机构590将汇流排系统拧紧在壁800上。所述汇流排系统包括带有臂611、621的保持装置610、620，盖子650可以推到并且固定到所述臂上。

可以如此构造所述盖子650，使得其仅仅安置在所述节段701、702的背离固定汇流排系统的一侧上。根据图3，这意味着所述盖子不是位于下面的面对所述壁800的侧面上，而是仅仅在汇流排的侧面并且在汇流排的上面平行于所述壁800延伸。根据图1B，这意味着所述盖子650由三个节段组成，即大致平行于汇流排100、200延伸的节段653和651以及大致平行于所述壁800延伸的节段652。

各个节段701、702的第一汇流排100和第二汇流排200同样能够通过唯一的螺栓连接机构相互连接。

在图4中示出了将按本发明的汇流排系统与常规的汇流排系统进行连接的适配器900。按本发明的汇流排系统包括第一汇流排100与第二汇流排200，这两者与适配器900进行电连接。作为连接机构可以再使用螺栓连接机构。所述适配器900同样包括用于外部的第一汇流排系统910的接口。外部的第一汇流排系统910具有与按本发明的汇流排系统的第一汇流排数量相同的汇流排数量且具有相同横截面。该适配器900同样将按本发明的汇流排系统的第二汇流排与外部的第二汇流排系统920连接。该外部的第二汇流排系统920涉及与按本发明的汇流排系统的第二汇流排数量具有相同数量的汇流排的汇流排系统。同样，按本发明的汇流排系统的第二汇流排的横截面和外部的第二汇流排系统的汇流排的横截面一样。

可以如此构造所述适配器900，使得其在按本发明的汇流排系统与外部的第一和第二汇流排系统之间实现直角的连接。

图5示出了具有汇流排系统的风能设备的塔架的俯视图。在该塔壁800上安置了具有盖子650的汇流排系统。

在图6中以竖直的构造位置示出了风能设备的塔架800。在该塔架800的内部装配了汇流排系统。该汇流排系统由三个元件1300、1301和1302构成。每个元件1300、1301、1302在元件1300、1301、1302的盖子650的下面区域内设有入口1100，并且在元件1300、1301、1302的盖子650的上面区域内设有出口1200。在所述入口1100和出口1200之间，盖子650基本上是封闭的。

所述元件1300、1301、1302可以具有不同的长度。所述元件1300、1301、1302可以由汇流排系统的节段701、702形成。于是耦连部位，例如第一螺栓连接机构510或第二螺栓连接机构520，就位于相应元件之外。同样可以考虑在元件以内存在汇流排系统的多个节段。

如此设计汇流排通道的尺寸，使得其在耦连的区域内不会产生热阻塞。所述汇流排通道由所述元件分成流动段，所述流动段分别在始端（下面）设有入口1100并且在终端（上面）设有出口1200。入口1100的面积比出口1200的面积大10%，由此增强了烟囱效应。

通过对汇流排的废热的热接收以及由此造成的空气体积的变化，产生了竖直向上的流动，该流动通过如此增加的质量流能够接收并且由此导出更多的热能，而由此不会超过允许的壳体温度。

所述盖子650的横截面应该比汇流排的横截面构造得大很多。

可以如此设计所述入口1100和出口1200，从而遵守整个系统的各种保护形式。在流动技术方面如此设计所述入口1100和出口1200，从而尽可能好地确保空气流入或者说流出。

如此设计所述入口1100，从而能够吸入来自下面的空气（冷空气）。如此设计所述出口1200，使得向上的空气（热空气）能够畅通无阻地流出并且散布在周围环境中。

通过在按本发明的汇流排系统中所述盖子650与汇流排不再视作单元，而是作为分开的元件，还可获得以下优点。所述汇流排可以灵活地匹配尺寸，因为其不再由系统壳体限制尺寸。汇流排的数量以及汇流排的横截面同样可以变化并且可以根据各个应用情况进行协调。例如可以在一个壳体中安置具有四个第一汇流排和七个第二汇流排的汇流排系统。通过增加汇流排到盖子的距离，可以在盖子中产生更好的热流（烟囱效应）。通过这种效应改善了散热并且提高了汇流排的电流负载能力。通过在一个盖子下集成多个具有不同横截面的汇流排产生了额外的成本优势。

Claims

1.用于输送电能的汇流排系统，其中该汇流排系统处于竖直的结构位置中，其中该汇流排系统包括至少一个汇流排以及包围该至少一个汇流排的盖子（650），其特征在于，

所述汇流排系统分成元件（1300、1301、1302），其中每个元件（1300、1301、1302）在盖子的下面区域内具有入口（1100）并且在盖子的上面区域内具有出口（1200），并且其中在每个元件的入口（1100）和出口（1200）之间所述盖子（650）基本上是封闭的。

2.按权利要求1所述的汇流排系统，其中，该汇流排系统分成至少两个元件（1300、1301、1302）。

3.按权利要求2所述的汇流排系统，其中，所述至少两个元件（1300、1301、1302）具有不同的长度。

4.按上述权利要求中任一项所述的汇流排系统，其中，每个元件（1300、1301、1302）的所述入口（1100）的面积大于出口（1200）的面积，尤其每个元件（1300、1301、1302）的入口（1100）的面积比出口（1200）的面积大10%。

5.按上述权利要求中任一项所述的汇流排系统，其中，所述至少一个汇流排由节段（701、702）组成，所述节段经由耦连部位相互连接。

6.按权利要求5所述的汇流排系统，其中，所述汇流排节段（701、702）的耦连部位位于所述元件（1300、1301、1302）之外。

7.按权利要求5或6所述的汇流排系统，其中，所述耦连部位由基本上封闭的盖子（650）包围。

8.按上述权利要求中任一项所述的汇流排系统，其中，所述汇流排系统至少包括一个第一节段（701）和一个第二节段（702），其中所述节段（701；702）分别包括至少一个带有第一横截面的第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）、至少一个带有第二横截面的第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）、保持件（500；501）和至少一个连接机构（510；520），其中所述节段（701；702）的汇流排由相应的保持件（500；501）保持并且通过所述至少一个连接机构（510；520）相互电连接。

9.按权利要求8所述的汇流排系统，其中，所述节段（701；702）的汇流排沿着电流的方向伸长地延伸。

10.按权利要求8或9所述的汇流排系统，其中，所述节段（701；702）包括多个第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）和/或多个第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’），所述第一汇流排和/或第二汇流排在各个节段（701；702）中相互平行地布置。

11.按权利要求8到10中任一项所述的汇流排系统，其中，所述保持件（500；501）包括第一螺栓连接机构（510），并且其中各个节段（701；702）的第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）通过以下方式相互电连接，即第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）在其端部上相互平面地抵靠并且由第一螺栓连接机构（510）施加力，该力将第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）的相互平面地抵靠的端部相互压紧。

12.按权利要求8到11中任一项所述的汇流排系统，其中，所述保持件（500；501）包括第二螺栓连接机构（520），并且其中各个节段（701；702）的第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）通过以下方式相互电连接，即第二汇流排（201；202；203；204；205；206；207）在其端部上相互平面地抵靠并且由第二螺栓连接机构（520）施加力，该力将第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）的相互平面地抵靠的端部相互压紧。

13.按权利要求8到12中任一项所述的汇流排系统，其中，所述节段（701；702）的保持件（500；501）用作用于固定汇流排系统的保持机构（590）。

14.按权利要求8到13中任一项所述的汇流排系统，其中，第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）的第一横截面不同于第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）的第二横截面。

15.按权利要求14所述的汇流排系统，其中，第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）的第一横截面与第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）的第二横截面的不同之处在于，该第一汇流排（101、101’;102、102’；103、103’；104、104’）具有不同于第二汇流排（201、201’;202、202’；203、203’；204、204’；205、205’；206、206’；207、207’）的高度。