DE1080210B - Innengekuehlte Hochstromdurchfuehrung fuer elektrische Maschinen und Transformatoren - Google Patents

Description

• Innengekühlte Hochstromdurchführung für elektrische Maschinen und Transformatoren Bekanntlich bereitet bei Generatoren, die für hohe Leistungen von beispielsweise 150 MW und darüber bemessen sind, die Ableitung des Stromes durch das in der Regel gasdicht abgeschlossene Gehäuse Schwierigkeiten, da wegen der großen Ströme eine unzulässige Erwärmung der Durchführungsleiter entsteht. Es sind gekühlte Durchführungen für Maschinen, Schalter, Transformatoren usw. bekanntgeworden, die sich dadurch auszeichnen, daß ein hohler Stromzuführungsbolzen vorhanden ist und innerhalb dieses Durchführungsbolzens mit Abstand von der Innenwand ein weiterer rohrförmiger Leitwandteil angeordnet ist, welcher ermöglicht, das in der einen Richtung zwischen dem äußeren Rohrleiter und dem inneren Rohrkanal strömende Mittel in die Durchführung einzuleiten und durch den inneren Rohrkanal wieder abzuleiten.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung derartiger gekühlter Durchführungen, insbesondere für die Anwendung eines flüssigen Kühlmittels, um bei kleinen Abmessungen, insbesondere bezüglich des Außendurchmessers eine erhöhte Belastbarkeit und gleichzeitig größere Festigkeit des Durchführungsleiters zu erhalten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Durchführungsleiter durch zwei elektrisch leitend und dicht aneinander anliegende, konzentrische, der Stromleitung dienende Rohrteile gebildet ist und wenigstens in einem Rohrteil über seine ganze Länge Nuten für die Durchführung eines Kühlmittels angeordnet sind, wobei sich beide konzentrischen Rohrteile unter Einschluß der Kühlkanäle über ihre ganze Länge aneinander abstützen.
• Im Gegensatz zu den vorerwähnten bekannten Anordnungen ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Leitwandteil, der an der Stromführung und der Entnahme mechanischer Beanspruchungen unbeteiligt ist, vermieden. Diese Anordnung macht es möglich, einerseits das Widerstandsmoment des Stromdurchführungsleiters beträchtlich zu erhöhen, andererseits in diesen, insbesondere im Bereich der den Stromanschluß ermöglichenden Kopfstücke, die Stromdichte herabzusetzen und eine verbesserte Stromzuleitung zu den Kopfstücken zu ermöglichen. Vorzugsweise können bei Anwendung eines flüssigen Kühlmittels die Kühlkanäle bildenden Nuten nach Art einer mehrgängigen Schraube ausgebildet sein, wodurch bei Begrenzung des Strömungsquerschnittes, wie sie unter Umständen bei Flüssigkeitskühlung erforderlich ist, eine außerordentliche Erhöhung der Kühlfläche erreicht werden kann. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann noch eine wesentliche Verbesserung derartiger Ausführungen dadurch erreicht werden, daß die Kanäle in dem doppelwandigen Stromzuleitungskörper an weitere Kühlmittelkanäle innerhalb der parallel nebeneinander angeordneten Anschlußlaschen der Kopfstücke angeschlossen sind. Diese Maßnahme macht es möglich, die Kontaktstellen, die zwischen den Sammelleitungen und den Durchführungen eingeschaltet sind und die unter Umständen der stärksten Erwärmung ausgesetzt sind, unmittelbar am Entstehungsort der Wärme zu kühlen.
• Die Erfindung soll näher an Hand der Zeichnung erläutert werden. Fig. 1 der Zeichnung gibt im Schnitt eine erfindungsgemäß ausgebildete Leiterdurchführung wieder. Mit 1 -und 2 sind in dieser Figur zwei rohrförmige Leiterkörper bezeichnet, die konzentrisch ineinandergeschoben sind und an der zylindrischen Fläche 3 dicht aneinander anliegen, was beispielsweise durch Aufschrumpfen des äußeren Leitungsrohrs 1 auf dem inneren Rohrkörper 2 erzielt werden kann. Der innenliegende Rohrkörper 2 ist mit Nuten 4 'versehen; die, wie aus dem Querschnitt der Fig. 2 hervorgeht, nach Art der parallelen Gänge mehrgängiger Schrauben angeordnet sind, d. h. deren Seitenwände Schraubenflächen beschreiben. Durch den Rohrstutzen S; der unter Umständen aus Isoliermaterial bestehen kann, wird in die schraubenförmigen Kanäle 4 ein Kühlmittelstrom eingeleitet, der die schraubenförmigen Kanäle durchströmt und am unteren Ende des Durchführungsleiters neben der Abschlußplatte 6 in den inneren Hohlkanal 7 der Durchführungsleiter eintritt, aus dem das Kühlmittel mittels besonderer Kanäle oder der angeschlossenen Stromleiter in Ringleitungen sowie gegebenenfalls auch Kanäle der Wicklung weitergeleitet werden kann. Die untere Abschlußplatte 6; durch welche das Kanalsystem dicht nach außen abgeschlossen ist, weist eine Anzahl von parallel zueinander angeordneten Kontaktflächen 8 auf, die mit Abstand so nebeneinander angeordnet sind, daß entsprechende Kontaktlaschen der Sammelschienen angeschlossen werden können. Die vorgesehene Anordnung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die erfindungsgemäße Ausbildung es möglich macht, den Strom nicht nur von dem äußeren rohrförmigen Leiter 1, sondern auch von dem inneren leitend mit dem äußeren Leiterkörper verbundenen Rohrteil 2 in einem verhältnismäßig großen Übertrittsquerschnitt überzuleiten. 9 bedeutet in der Figur einen aus Hartpapier oder Kunststoff bestehenden Isolierzylinder, der die isolierte Abstützung der Leiter 1, 2 mittels des Befestigungsflansches 10 an dem Gehäuse 11 ermöglicht. 12 bedeutet geeignete Dichtungen, die eine Dichtverspannung zwischen Isolierzylinder 9 und Halteflansch 10 ermöglichen.
• Die Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäß ausgebildeten Durchführung. Bei dem in diesen Figuren wiedergegebenen Abschluß der Leiterdurchführung ist das Kopfstück 6 so mit Kanälen innerhalb der Anschlußlaschen 8 versehen, daß das Kühlmittel, welches durch die schraubenförmigen Nuten zwischen den Leiterteilen 1 und 2 strömt, in mehreren parallelen Kreisen durch die Anschlußflansche geführt wird und auf diesem Wege eine besonders intensive Kühlung der Kontaktflächen erreicht wird.- In den genannten Figuren ist das Kopfstück 6 unter entsprechender Abdichtung durch den Gewindeansatz 6a in den äußeren Rohrleiter 1 eingeschraubt. Die Stirnflächen 6 b des Kopfstückes 6 liegen an den Stirnflächen des Innenrohrleiters 2 an. 6 c, 6 d sind in dem Kopfstück 6 liegende Kanalabschnitte, die auf der oberen Seite über einen Zwischenkanal 2 a bzw. 2 b mit dem Rohrkanal 4 bzw. mit dem inneren Ableitungskanal 7 in Verbindung stehen. Die Kanalabschnitte 6 c, 6 d sind durch in den Kontaktlaschen 8 liegende Kanäle 8 a, 8 b, 8 c verbunden, so daß aus dem Kanalabschnitt 6 c über die Kanäle 8a, 8b, 8 c in den parallel zueinander angeordneten Kontaktlaschen das Kühlmittel in den Kanalabschnitt 6 d und den Ableitungskanal 7 überströmen kann. Die Kanäle 8a, 8b, 8 c können in einfacher Weise durch Bohrungen hergestellt werden. Wobei die Bohrung 8 b durch einen Stopfen 8 d nachträglich dicht verschlossen wird.
• Einzelheiten der beschriebenen Durchführungsform könen selbstverständlich abgeändert werden. Wie schon angedeutet war, können die die Kühlkanäle bildenden Nuten 4 unter Umständen auch achsparallel oder mit sehr großer Steigung angeordnet werden. Auch die Führung und Schaltung der Kühlkanäle innerhalb des Leiters kann geändert werden; beispielsweise derart, daß das Kühlmittel in einem Teil der schraubenartig angeordneten Kanäle in der einen Richtung und einem anderen Teil der Schraubenkanäle in der anderen Richtung durch die Durchführungsleiter hindurchgeführt wird. Auch die Ausbildung der mit Kühlkanälen versehenen Kontaktlaschen kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel abgeändert werden, wie in Fig. 5 a der Zeichnung angedeutet ist. Die Kontaktlasche 8 wird in diesem Fall durch einen massiven Innenteil 8 x sowie eine Anzahl von den Teil 8 x umgebenden, Kühlkanäle 8 z frei lassenden Bändern 8y gebildet, die an ihren Stirnseiten durch verlötete oder verschweißte, mit dem massiven Kontaktteil 8x verbundenen Kontaktseitenflächen 8n verlötet oder verschweißt sind. Auch bei einer derartigen Kontaktausbildung sind die Kanäle 8z zwischen den einzelnen Kontaktlaschen 8y an die Kanalabschnitte 6 c, 6 d angeschlossen, um ein Durchführen des Kühlmittels durch die Kontaktlaschen möglich zu machen. Eine andere Ausführungsform für gekühlte Kontaktlaschen ist in Fig. 5 b angedeutet. Hierbei bestehen die Kontaktlaschen aus einem massiven Mittelstück 8 x sowie konzentrisch um dieses herumgelegten Hohlleitern 8p.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Innengekühlte Hochstromdurchführung für elektrische Maschinen und Transformatoren mit einem unter Zwischenschaltung von Isolierkörper und Befestigungsflanschen abgestützten rohrförmigen Durchführungsleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsleiter durch zwei elektrisch leitend und dicht aneinander anliegende, konzentrische, der Stromleitung dienende Rohrteile gebildet ist und wenigstens in einem Rohrt ei 11 über seine ganze Länge Nuten für die Durchführung eines Kühlmittels angeordnet-sind, wobei sich beide konzentrischen Rohrteile unter Einschluß der Kühlkanäle über ihre ganze Länge aneinander abstützen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicht miteinander verbundenen Rohrteile durch Schrumpfen fest miteinander vereinigt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten mehrgängige Schraubenkanäle bilden.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet; daß wenigstens an dem äußeren Ende der Durchführungsleiter abgedichtet ein Kopfstück angesetzt ist, welches mit den beiden Rohrteilen in elektrischer Kontaktberührung steht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innenliegende Rohrteil wenigstens einen Innenkanal zur Abführung des Kühlmittels aufweist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das abgedichtet an die Rohrteile angesetzte Kopfstück mit Innenkanälen zur Führung des Kühlmittelstromes durch die parallel angeordneten Kontaktlaschen versehen ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. das Kopfstück zwei mit den Zu-bzw. Ableitungskanälen innerhalb der Rohrteile verbundene Kanalabschnitte aufweist, welche ihrerseits durch Rohrkanäle innerhalb der Kontaktlaschen miteinander in Verbindung stehen. B. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Kontaktlaschen aus einem mittleren massiven Kontaktstück und mehreren Abständen gegenüber letzterem und gegeneinander aufweisenden Kontaktlaschen besteht, die zur Bildung geschlossener Kühlkanäle durch seitliche aufgelötete oder aufgeschweißte Kontaktflächen miteinander und mit dem mittleren Kontaktstück dicht verbunden sind. 9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Kontaktlaschen aus massiven Wandteilen sowie Hohlleitern zusammengesetzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 278 020; französische Patentschrift Nr. 1146 189; britische Patentschrift Nr. 775 109; USA.-Patentschrift Nr. 1706 810; deutsche Auslegeschriften Nr. 1003 344, 1020724; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1765 060.