Title:
Elektroenergieübertragungsanordnung
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Elektroenergieübertragungsanordnung weist ein Kapselungsgehäuse (1) auf. Im Innern des Kapselungsgehäuses (1) ist ein Phasenleiter (2) angeordnet. Der Phasenleiter (2) ist beabstandet zum Kapselungsgehäuse (1) positioniert. Innerhalb des Kapselungsgehäuses (1) ist ein Rückstromleiter (7) angeordnet.




Inventors:
Milewski, Peter (12355, Berlin, DE)
Nehring, Thilo (10629, Berlin, DE)
Application Number:
DE102014203484A
Publication Date:
08/27/2015
Filing Date:
02/26/2014
Assignee:
Siemens Aktiengesellschaft, 80333 (DE)
International Classes:



Foreign References:
CH693977A52004-05-14
201100006972011-01-06
35696061971-03-09
EP07894381997-08-13
Claims:
1. Elektroenergieübertragungsanordnung aufweisend ein Kapselungsgehäuse (1) sowie einen im Inneren angeordneten Phasenleiter (2), welcher beabstandet zu dem Kapselungsgehäuse (1) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kapselungsgehäuses (1) ein Rückstromleiter angeordnet ist.

2. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsgehäuse (1) elektrisch isolierend wirkt.

3. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsgehäuse (1) ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse (1) ist.

4. Elektroenergieübertragungsanordnung einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsgehäuse (1) selbsttragend ausgeführt ist.

5. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromleiter (7) relativ zum Kapselungsgehäuse (1) beweglich, insbesondere verschiebbar, gelagert ist.

6. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromleiter (7) eine Schirmelektrode des Phasenleiters (2) ist.

7. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromleiter (7) zumindest abschnittsweise als Schirmblech, insbesondere mit das Schirmblech durchsetzenden Ausnehmungen (8) ausgeformt ist.

8. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenleiter (2) an einer Stützvorrichtung (3) abgestützt ist, an welcher der Rückstromleiter (7) beabstandet zum Kapselungsgehäuse (1) gelagert ist.

9. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsgehäuse (1), der Rückstromleiter (7) sowie der Phasenleiter (2) jeweils zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgeformt sind.

10. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderachsen von Kapselungsgehäuse (1), Rückstromleiter (7) und Phasenleiter (2) im Wesentlichen parallel, insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich, angeordnet sind.

11. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (3) gleitend am Kapselungsgehäuse (1) anliegt.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Elektroenergieübertragungsanordnung aufweisend ein Kapselungsgehäuse sowie einen im Inneren angeordneten Phasenleiter, welcher beabstandet zu dem Kapselungsgehäuse positioniert ist.

Eine derartige Elektroenergieübertragungsanordnung ist beispielsweise aus der Patentschrift CH 693 977 A5 bekannt. Die dortige Elektroenergieübertragungsanordnung weist ein Kapselungsgehäuse auf, welches in seinem Innern einen Phasenleiter aufweist. Der Phasenleiter ist beabstandet zu dem Kapselungsgehäuse positioniert. Das Kapselungsgehäuse ist als aus einem Verbundmaterial gefertigt, wobei vorgeschlagen ist, eine metallische Schicht mit einer elektrisch isolierenden Schicht zu umgeben bzw. die metallische Schicht mit einer elektrisch isolierenden Schicht zu durchdringen. Durch die elektrisch isolierende Schicht wird dem Kapselungsgehäuse eine gute Steifigkeit bei ausreichender Elastizität und niedrigem Gewicht verliehen.

Eine derartige Konstruktion ist hinsichtlich Steifigkeit, Elastizität und Gewicht als vorteilhaft einzuschätzen. Eine Fertigung hat sich als kostenintensiv herausgestellt.

Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektroenergieübertragungsanordnung anzugeben, welche ähnliche Vorteile bietet, jedoch kostengünstiger zu fertigen ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Elektroenergieübertragungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass innerhalb des Kapselungsgehäuses ein Rückstromleiter angeordnet ist.

Ein Kapselungsgehäuse einer Elektroenergieübertragungsanordnung ist dazu eingesetzt, einen unmittelbaren Zugang zu dem im Innern angeordneten Phasenleiter zu verhindern. Das Kapselungsgehäuse bildet somit eine Barriere aus, welche den Phasenleiter bevorzugt umgibt. Das Kapselungsgehäuse begrenzt vorteilhaft eine elektrische Isolation des Phasenleiters und schützt dieselbe vor unerwünschten Eingriffen/Beeinträchtigungen. Die elektrische Isolation kann beispielsweise als Fluid vorliegen. Bedarfsweise kann der Phasenleiter auch das Kapselungsgehäuse durchsetzen und sich außerhalb des Kapselungsgehäuses erstrecken und fortsetzen. Derartige Elektroenergieübertragungsanordnungen sind beispielsweise in Elektroenergieübertragungsnetzen eingesetzt.

Der Phasenleiter dient einem Führen eines elektrischen Stromes. Um Kurzschlüsse zu verhindern, ist der Phasenleiter elektrisch zu isolieren. Dies kann beispielsweise durch ein Fluid, insbesondere ein gasförmiges Fluid, erfolgen. Ein Rückstromleiter dient der Leitung eines Rückstromes, welcher beispielsweise durch asymmetrische Belastungen oder Störungen entsteht. Ein Rückstrom kann auch durch Induktionserscheinungen, welche vom Phasenleiter ausgehen, hervorgerufen werden. Bevorzugt sollte der Rückstromleiter mit Erdpotential beaufschlagt werden, so dass derartige Rückströme in einfacher Weise neutralisiert und abgeleitet werden können. Der Rückstromleiter kann auch als Schutzleiter oder Erdungsleiter bezeichnet werden. Durch eine Anordnung des Rückstromleiters innerhalb des Kapselungsgehäuses wird der Rückstromleiter durch das Kapselungsgehäuse geschützt. Ebenso wie ein direkter Zugang zu dem Phasenleiter durch das Kapselungsgehäuse unterbunden ist, ist auch ein unmittelbarer Zugang zu dem Rückstromleiter verhindert. Der Rückstromleiter ist unabhängig von der durch das Kapselungsgehäuse gebildeten Barriere ausgeformt. Der Rückstromleiter ist von dem Kapselungsgehäuse separiert. Der Rückstromleiter kann gegebenenfalls nur punktuell am Kapselungsgehäuse anliegen. Vorzugsweise sind der Rückstromleiter und das Kapselungsgehäuse nicht starr gekoppelt (relativ zueinander beweglich). Das Kapselungsgehäuse bleibt frei von einer elektrischen Funktion. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, sowohl den Phasenleiter als auch den Rückstromleiter sowie das Kapselungsgehäuse für sich zu optimieren. Die Teilfunktion, welche durch Phasenleiter, Rückstromleiter und Kapselungsgehäuse jeweils zu realisieren sind, sind voneinander separiert. Jedes der einzelnen Bauteile kann hinsichtlich seiner bevorzugten elektrischen oder mechanischen Eigenschaften optimiert werden. Der Rückstromleiter kann dabei von einem elektrisch isolierenden Medium, insbesondere einem Fluid, umgeben sein, welches bevorzugt auch einer elektrischen Isolation des Phasenleiters dient.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse elektrisch isolierend wirkt.

Durch die Ausbildung eines elektrisch isolierenden Kapselungsgehäuses können kostengünstige Materialien, wie beispielsweise Polyethylen, eingesetzt werden, um eine Barriere durch das Kapselungsgehäuse auszubilden. So ist es beispielsweise möglich, unter Nutzung stranggepresster Halbzeuge, z. B. Isolierstoffrohre Kapselungsgehäuse auszuformen, welche auch gegenüber aggressiven Medien eine ausreichende Widerstandskraft aufweisen. Beispielsweise kann ein Kunststoff-Kapselungsgehäuse vereinfacht im Erdreich verlegt werden, wobei ein Korrodieren der dem Erdreich ausgesetzten Oberflächen des Kapselungsgehäuses nicht zu befürchten ist. Trotz einer elektrisch isolierenden Ausbildung des Kapselungsgehäuses muss das Kapselungsgehäuse nicht als Teil einer den Phasenleiter elektrisch isolierenden Anordnung ausgebildet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Phasenleiter von einem Fluid, beispielsweise einem elektrisch isolierenden Gas wie Stickstoff, Kohlendioxid, Schwefelhexafluorid oder auch von einer Flüssigkeit umspült ist. Innerhalb des Fluides kann eine Potentialdifferenz des Phasenleiters gegenüber der Umgebung abgebaut werden. So braucht das Kapselungsgehäuse kein Teil der zur Phasenleiterisolation vorgesehenen elektrischen Isolation zu sein. Das Kapselungsgehäuse kann dabei zum einen eine mechanische Barriere darstellen. Zum anderen kann das Kapselungsgehäuse ein unerwünschtes Abströmen eines den Phasenleiter und/oder den Rückstromleiter umspülenden elektrisch isolierenden Fluides verhindern.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, das Kapselungsgehäuse ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse ist.

Ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse weist den Vorteil auf, dass die mechanische Zugänglichkeit des Phasenleiters in besonderer Weise geschützt ist. Durch eine Fluiddichtigkeit ist es möglich, den Phasenleiter vor Verunreinigungen durch beispielsweise das Kapselungsgehäuse umgebende Flüssigkeiten oder Gase zu verhindern. Des Weiteren bietet ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse die Möglichkeit, das Innere des Kapselungsgehäuses, also den Bereich, in welchem der Rückstromleiter sowie der Phasenleiter angeordnet sind, mit einem geeigneten elektrisch isolierenden Fluid zu befüllen. Dieses elektrisch isolierende Fluid kann im Innern des Kapselungsgehäuses auch unter einem Überdruck stehen, so dass das Kapselungsgehäuse beispielsweise als Druckbehälter fungiert. Durch eine Druckbeaufschlagung kann die Isolationsfestigkeit des elektrischen isolierenden Fluides verstärkt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse selbsttragend ausgeführt ist.

Eine selbsttragende Ausführung des Kapselungsgehäuses insbesondere bei elektrisch isolierenden Eigenschaften weist den Vorteil auf, dass das Kapselungsgehäuse frei von Stützkonstruktionen gehalten werden kann. Das Kapselungsgehäuse kann beispielsweise homogen, z. B. aus einem organischen Kunststoff, gefertigt sein, so dass zum einen die elektrische Isolationsfestigkeit, zum anderen eine Fluiddichtigkeit, sowie gegebenenfalls auch eine Druckfestigkeit gegeben ist. Durch ein Selbsttragen kann sichergestellt werden, dass eine vereinfachte Montage der Elektroenergieübertragungsanordnung möglich ist. So kann das Kapselungsgehäuse beispielsweise als Halbzeug vorliegen, in welches der Phasenleiter sowie der Rückstromleiter eingebracht werden können. Dies ermöglicht eine modulare Montageweise, wobei aufwändige Hilfswerkzeuge entbehrlich sind. Das Kapselungsgehäuse kann beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch, insbesondere mit kreisringförmigem Querschnitt, ausgeführt sein.

Durch eine selbsttragende Ausführung des Kapselungsgehäuses kann das Kapselungsgehäuse auch genutzt werden, um beispielsweise den Phasenleiter oder auch den Rückstromleiter relativ zum Kapselungsgehäuse zu positionieren. So kann beispielsweise über eine Stützvorrichtung, die beispielsweise zumindest abschnittsweise elektrisch isolierend wirken kann, eine Relativlage von Phasenleiter, Rückstromleiter und Kapselungsgehäuse festgelegt werden. Weiterhin weist die selbsttragende Ausgestaltung des Kapselungsgehäuses den Vorteil auf, dass auch eine unterirdische Verlegung des Kapselungsgehäuses ermöglicht ist. Insbesondere bei einem Überdruck im Innern des Kapselungsgehäuses ist eine selbsttragende Ausführung des Kapselungsgehäuses von Vorteil, um beispielsweise unabhängig von Druckschwankungen oder Druckänderungen innerhalb oder außerhalb des Kapselungsgehäuses eine formstabile Elektroenergieübertragungsanordnung vorliegen zu haben.

Eine weiterhin vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Rückstromleiter relativ zum Kapselungsgehäuse beweglich, insbesondere verschiebbar, gelagert ist.

Eine bewegliche Lagerung des Rückstromleiters ermöglicht es, beispielsweise durch unterschiedliche Temperaturkoeffizienten bedingte Längenänderungen zwischen Kapselungsgehäuse sowie Rückstromleiter auszugleichen. Damit werden mechanische Spannungen zwischen Rückstromleiter und Kapselungsgehäuse vermieden. Beispielsweise kann der Phasenleiter über eine Stützvorrichtung im Innern des Kapselungsgehäuses abgestützt sein, wobei die Stützvorrichtung relativ zum Kapselungsgehäuse bewegbar ist. Die Stützvorrichtung kann dabei sowohl den Rückstromleiter als auch den Phasenleiter stützen, so dass auch Relativbewegung zwischen Phasenleiter und Kapselungsgehäuse ausgeglichen werden können. Beispielsweise kann der Rückstromleiter innerhalb des Kapselungsgehäuses am Kapselungsgehäuse mittelbar (z. B. über eine Stützvorrichtung) oder unmittelbar anliegen, wobei Relativbewegungen ermöglicht sind. Damit bleibt die Funktionalität des Kapselungsgehäuses sowie des Rückstromleiters auch über längere Betriebszeiträume erhalten.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Rückstromleiter eine Schirmelektrode des Phasenleiters ist.

Eine Schirmelektrode dient einer Beeinflussung eines elektrischen Feldes, welches beispielsweise bei Spannungsbeaufschlagung des Phasenleiters von dem Phasenleiter ausgeht. Die Schirmelektrode leitet elektrische Felder und kann elektrische Felder homogenisieren. Durch die Nutzung des Rückstromleiters als Schirmelektrode kann erreicht werden, dass beispielsweise das Kapselungsgehäuse weitestgehend frei von dielektrischen Belastungen durch elektrische Felder, welche vom Phasenleiter ausgehen, gehalten ist bzw. die dielektrische Belastung reduziert ist. Insbesondere elektrisch isolierende Materialien des Kapselungsgehäuses werden in geringerem Umfang gestresst und werden vor einem vorzeitigen Altern geschützt. Die Schirmelektrode kann beispielsweise den Phasenleiter umgreifen, so dass der Rückstromleiter und der Phasenleiter auch eine koaxiale Lage zueinander einnehmen können. Als Rückstromleiter können beispielsweise verschiedene Metalle Verwendung finden. Dadurch ist der Rückstromleiter zum einen mit einer mechanischen Stabilität ausgestattet, zum anderen ist eine Feldbeeinflussung mittels Metallen in einfacher Weise möglich. Zusätzlich weist ein Rückstromleiter bei Verwendung von metallischen Materialien bei geringen Querschnitten eine gute Stromtragfähigkeit auf. Somit können beispielsweise auch Fehlerströme wie beispielsweise Erdschlussströme innerhalb Rückstromleiters geführt werden, so dass eine betriebssichere Elektroenergieübertragungsanordnung gebildet ist. Weiter kann der Rückstromleiter eingesetzt werden, um Lichtbogenerscheinungen am Phasenleiter von dem Kapselungsgehäuse fernzuhalten.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Rückstromleiter zumindest abschnittsweise als Schirmblech, insbesondere mit das Schirmblech durchsetzenden Ausnehmungen ausgeformt ist.

Wird der Rückstromleiter als Schirmblech ausgebildet, so kann der Rückstromleiter großflächig dielektrisch schirmend wirken. Beispielsweise kann der Rückstromleiter ein rinnenförmiges Schirmblech aufweisen oder auch ein rohrförmiges Schirmblech, so dass die im Abschirmungsbereich des Schirmbleches liegende Zonen möglichst frei von elektrischen Feldern, die insbesondere von dem Phasenleiter ausgehen können, gehalten sind. Wählt man ein Schirmblech mit Ausnehmungen, ist die Möglichkeit gegeben, möglicherweise innerhalb des Kapselungsgehäuses befindliche Partikel durch das Schirmblech hindurch in einen Abschirmungsbereich hinein befördern zu können. Im dielektrisch geschirmten Bereich können die Partikel innerhalb von feldfreien Räumen gesammelt werden. Dadurch wird die dielektrische Stabilität des innerhalb des Kapselungsgehäuses eingesetzten Mediums zur elektrischen Isolation des Phasenleiters bzw. des Rückstromleiters erhalten. Ausnehmungen können beispielsweise bei Nutzung eines Bleches in Form eines Streckmetalls oder einer Gaze in großer Anzahl vorgesehen sein. Dadurch wird die dielektrische Festigkeit im Innern des Kapselungsgehäuses erhöht. Einem Entstehen von Teilentladungen oder Koronaentladungen innerhalb des Kapselungsgehäuses ist entgegengewirkt. Die Nutzung eines Rückstromleiters in Form eines Bleches, insbesondere in Rohrform, ermöglicht es, das Kapselungsgehäuse vor Lichtbogenerscheinungen, die gegebenenfalls am Phasenleiter auftreten, zu schützen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Phasenleiter an einer Stützvorrichtung abgestützt ist, an welcher der Rückstromleiter beabstandet zum Kapselungsgehäuse gelagert ist.

Eine Stützvorrichtung dient einem Beabstanden eines Phasenleiters gegenüber dem Kapselungsgehäuse. Die Stützvorrichtung kann zumindest abschnittsweise elektrisch isolierend wirken, so dass eine Ableitstrombahn von dem Phasenleiter zu dem Kapselungsgehäuse bzw. zu dem Rückstromleiter unterbrochen ist. Bei einem elektrisch isolierenden Kapselungsgehäuse kann durch ungünstige Oberflächenverhältnisse eine Ansammlung von Ladungsträgern an dessen Oberfläche sowie eine Ausbildung von Kriechstrompfaden auftreten. Derartigen unerwünschten Entladungserscheinungen kann durch Nutzung einer elektrisch isolierend wirkenden Stützvorrichtung entgegengewirkt werden. Nutzt man nunmehr die Stützvorrichtung des Phasenleiters auch zur Positionierung des Rückstromleiters beabstandet zum Kapselungsgehäuse, so ist es die Möglichkeit gegeben, in vereinfachter Weise auch den Rückstromleiter von dem elektrisch isolierenden Fluid innerhalb des Kapselungsgehäuse umspülen zu lassen. Somit werden insbesondere undefinierte Tripelpunkte vermieden, welche gegebenenfalls auch zu dielektrischen Schwachstellen innerhalb des Kapselungsgehäuses führen könnten. Sowohl der Rückstromleiter als auch der Phasenleiter können dabei frei von einer Feststoffisolation im herkömmlichen Sinne gehalten sein. Ein Potentialabbau kann innerhalb des den Phasenleiter bzw. den Rückstromleiter umspülenden elektrisch isolierenden fluiden Mediums erfolgen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse, der Rückstromleiter sowie der Phasenleiter jeweils zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgeformt sind.

Eine zylindrische Ausformung insbesondere eine zylindrische Ausformung mit kreisfömiger Hüllkontur weist den Vorteil auf, dass eine dielektrisch günstige Formgebung der Elektroenergieübertragungsanordnung erzielbar ist. Insbesondere sollte das Kapselungsgehäuse im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei innerhalb der Hohlzylinderausnehmung eine Positionierung von Rückstromleiter und Phasenleiter vorgesehen sein kann. Vorteilhafterweise könnte der Rückstromleiter ebenfalls hohlzylindrisch ausgestaltet sein, wobei in dessen Hohlausnehmung wiederum der Phasenleiter, welcher gegebenenfalls vollzylindrisch oder auch hohlzylindrisch ausgestaltet sein kann, angeordnet sein kann. Somit ist eine Möglichkeit gegeben, eine sich in Achsrichtung erstreckende Elektroenergieübertragungsanordnung zu bilden, welche sowohl mechanisch als auch dielektrisch nachhaltig stabil ist. Es kann bei einer Nutzung der Elastizitäten von Kapselungsgehäuse, Rückstromleiter sowie Phasenleiter auch ein gekrümmter Bahnverlauf der Zylinderachse vorgesehen sein, so dass Richtungsänderungen der Elektroenergieübertragungsanordnung möglich sind, wobei die Richtungsänderungen vorteilhaft mit einem großen Radius erfolgen, so dass weiterhin die Zylinderstrukturen erhalten bleiben.

Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die Zylinderachsen von Kapselungsgehäuse, Rückstromleiter und Phasenleiter im Wesentlichen parallel, insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich, angeordnet sind.

Eine deckungsgleiche Anordnung der Zylinderachsen kann so erfolgen, dass zumindest Teile von Kapselungsgehäuse, Rückstromleiter und Phasenleiter hohlzylindrisch ausgebildet sind, so dass die einzelnen Elemente einander umgreifen können. Eine derartige koaxiale Ausrichtung der Elektroenergieübertragungsanordnung weist den Vorteil auf, eine dielektrisch stabile Konstruktion zu bilden, wobei ein Phasenleiter von dem Rückstromleiter umgeben und durch diesen dielektrisch geschirmt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Stützvorrichtung gleitend am Kapselungsgehäuse anliegt.

Eine gleitende Anlage der Stützvorrichtung kann beispielsweise mittels Kufen, Füßen, Rollen oder ähnlichen Einrichtungen, vorgenommen werden. Die Stützvorrichtung stützt sich an dem Kapselungsgehäuse, insbesondere innenwändig, ab. Eine derartige Konstruktion weist den Vorteil auf, dass eine Montage derart erfolgen kann, dass die Stützvorrichtung mit daran positioniertem Phasenleiter bzw. Rückstromleiter stirnseitig in ein Kapselungsgehäuse eingeschoben werden kann und durch Nachschieben weiterer Abschnitte des Phasenleiters bzw. des Rückstromleiters ein Komplettieren der Elektroenergieübertragungsanordnung möglich ist.

Es kann vorgesehen sein, dass ein einziger Phasenleiter innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere Phasenleiter in einem und demselben Kapselungsgehäuse angeordnet sind. Bei einer Anordnung mehrerer Phasenleiter innerhalb eines Kapselungsgehäuses sollten diese gegeneinander elektrisch isoliert sein, so dass verschiedene Spannungen bzw. verschiedene Ströme in den verschiedenen Phasenleitern geführt werden können. Es kann vorgesehen sein, dass bei der Verwendung mehrerer Phasenleiter lediglich ein einzelner Rückstromleiter innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet ist. Dieser Rückstromleiter kann mehrere Phasenleiter umgreifen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere Phasenleiter gegebenenfalls innerhalb des Kapselungsgehäuses untereinander elektrisch isoliert angeordnet sind, wobei jedem der Phasenleiter ein Rückstromleiter zugeordnet sein kann. Beispielsweise kann jeder der Phasenleiter von einem zugeordneten Rückstromleiter umgeben sein.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die

1 eine Elektroenergieübertragungsanordnung in perspektivischer Ansicht teilweise freigeschnitten und

2 eine stirnseitige Ansicht der in der 1 perspektivisch gezeigten Elektroenergieübertragungsanordnung.

Die 1 zeigt eine Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem Kapselungsgehäuse 1. Das Kapselungsgehäuse 1 ist vorliegend hohlzylindrisch mit einem kreisringförmigen Querschnitt ausgebildet. Das Kapselungsgehäuse 1 ist elektrisch isolierend ausgebildet, d. h. weder in Richtung der Zylinderachse des Kapselungsgehäuses 1 noch quer durch die Hohlzylinderwandung des Kapselungsgehäuses 1 ist ein elektrischer Strompfad vorgesehen. Das Kapselungsgehäuse 1 ist beispielsweis aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder ähnlichem, gefertigt. Im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ist koaxial zur Zylinderachse des Kapselungsgehäuses 1 ein Phasenleiter 2 angeordnet. Der Phasenleiter 2 dient der Führung eines elektrischen Stromes, wozu der Phasenleiter 2 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Der Phasenleiter 2 ist vorliegend hohlzylindrisch ausgebildet, wobei auch dieser Phasenleiter 2 einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist. Der Phasenleiter 2 ist elektrisch leitend ausgeführt. Der Phasenleiter 2 kann beispielsweise metallisch ausgeführt sein. Die Zylinderachse des Kapselungsgehäuses 1 sowie des Phasenleiters 2 sind koaxial zueinander ausgerichtet. Der Phasenleiter 2 ist über eine Abstützvorrichtung 3 innenwändig am Kapselungsgehäuse 1 abgestützt. Die Stützvorrichtung 1 weist einen Tragring 4 auf, welcher eine hohlzylindrische Form mit kreisringförmigem Querschnitt aufweist. Der Tragring 4 ist koaxial zur Zylinderachse des Phasenleiters 2 angeordnet und umgreift diesen außenmantelseitig. Der Tragring 4 kann beispielsweise elektrisch leitfähig ausgeformt sein. Um den Phasenleiter 2 bevorzugt zentrisch in der Stützvorrichtung 3 zu positionieren, sind mehrere Stützisolatoren 5a, 5b, 5c zwischen einem Außenmantelbereich des Phasenleiters 2 sowie einen Innenmantelbereich des Tragringes 4 der Stützvorrichtung 3 angeordnet. Durch die Stützisolatoren 5a, 5b, 5c sind der Phasenleiter 2 sowie der Tragring 4 gegeneinander elektrisch isoliert. Die Stützisolatoren 5a, 5b, 5c sind im Wesentlichen zylindrisch ausgeformt, wobei deren Zylinderachsen radial zur Zylinderachse des Phasenleiters 2 ausgerichtet sind. Über die Stützisolatoren 5a, 5b, 5c ist der Phasenleiter 2 elektrisch isoliert in der Stützvorrichtung 3 gehalten. Neben der Verwendung dreier Stützisolatoren 5a, 5b, 5c können auch alternative Stützisolatoren verwendet werden. Beispielsweise kann ein Scheibenisolator oder auch nur ein oder zwei Stützisolatoren genutzt werden, um den Phasenleiter 2 an der Stützvorrichtung 3 elektrisch isoliert zu positionieren. Außenmantelseitig ist der Tragring 4 der Stützvorrichtung 3 mit Gleitkufen 6a, 6b, 6c versehen. Die Gleitkufen 6a, 6b, 6c können winkelstarr mit dem Tragring 4 verbunden sein. Die Gleitkufen 6a, 6b, 6c sind beispielsweise aus einem reibungsarmen Material ausgeformt, beispielsweise Polytetrafluorethylen, so dass bei einem Gleiten innenmantelseitig am Kapselungsgehäuse 1 eine reibungsarme relative Bewegbarkeit zwischen der Stützvorrichtung 3 und dem Kapselungsgehäuse 1 ermöglicht ist. Es können auch alternative Konstruktionen zu den Gleitkufen 6a, 6b, 6c zum Einsatz kommen, beispielsweise Rollen, Wälzlager oder ähnliches, um die Reibung zwischen der Stützvorrichtung 3 und dem Kapselungsgehäuse 1 weiter zu reduzieren. Die Gleitkufen 6a, 6b, 6c können auch einstückig mit dem Tragring 4 ausgeformt sein.

Neben der Positionierung des Phasenleiters 2 über die Stützvorrichtung 3 ist ein Rückstromleiter 7 an der Stützvorrichtung 3 abgestützt. Der Rückstromleiter 7 ist vorliegend im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, so dass der Phasenleiter 2 außenmantelseitig von dem Rückstromleiter 7 umgriffen ist. Der Rückstromleiter 7 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, so dass dieser selbst einen Rückstrom führen kann. Bevorzugt sollte der Rückstromleiter 7 Erdpotential führen. Der Rückstromleiter 7 schirmt zum Einen von dem Phasenleiter 2 bei einer Spannungsbeaufschlagung ausgehende elektrische Felder, so dass das Kapselungsgehäuse 1 vor einer vorzeitigen Alterung durch elektrische Felder, welche insbesondere vom Phasenleiter 2 ausgehen, geschützt ist. Weiterhin schirmt der Rückstromleiter 7 auch vor einem Einstrahlen von elektromagnetischen Feldern, die von außerhalb des Kapselungsgehäuses 1 auf den Phasenleiter 2 einwirken könnten. Zwischen dem Rückstromleiter 7 und dem Kapselungsgehäuse 1 verbleibt ein Ringsspalt, Innerhalb welchem die Anordnung der Gleitkufen 6a, 6b, 6c vorgesehen sind. Der hohlzylindrische Rückstromleiter 7 ist mit einer Stirnseite an der Stützvorrichtung 3 angeschlagen. Dazu ist ein Verbund einer endseitigen Stirnseite des rohrförmigen Rückstromleiters 7 mit dem Tragring 4 der Stützvorrichtung 3 vorgesehen. Vorteilhafterweise ist der Tragring 4 der Stützvorrichtung 3 aus elektrisch leitendem Material, so dass der Tragring 4 sowie der Rückstromleiter 7 das gleiche elektrische Potenzial führen. Über den Tragring 4 können axial benachbarte Abschnitte des Rückstromleiters 7 elektrisch kontaktiert und abgestützt werden. Der Tragring 4 dient so als Kontaktelement zwischen verschiedenen Abschnitten des Rückstromleiters 7.

Der Rückstromleiter 7 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch schirmend ausgeformt, wobei in einer Hohlzylinderwandung des Rückstromleiters 7 den Rückstromleiter 7 in radialer Richtung durchsetzende Ausnehmungen 8 eingebracht sind. Über die Ausnehmungen 8 ist es möglich, innerhalb des rohrförmigen Rückstromleiters 7 befindliche Partikel in den Ringspalt zwischen Außenmantelfläche des Rückstromleiters 7 sowie Innenmantelfläche des Kapselungsgehäuses 1 eintreten zu lassen. Dieser Bereich ist durch den Rückstromleiter 7 dielektrisch geschirmt. Dadurch ist die Gefahr von Teilentladungen innerhalb des Kapselungsgehäuses 1, die durch derartige Partikel initiiert werden könnten, reduziert.

Im Verlauf der Zylinderachse des Kapselungsgehäuses 1 bzw. des Phasenleiters 2 können mehrere Stützvorrichtungen 3 in axialer Richtung aufeinander folgend angeordnet sein, so dass ein Durchhang des Phasenleiters 2 bzw. des Rückstromleiters 7 begrenzt ist. Die Elektroenergieübertragungsanordnung ihrerseits kann modulartig aufgebaut werden, so dass mehrere der in der 1 gezeigten Abschnitte axial hintereinander angeordnet werden, wobei jeweils stirnseitig eine Kontaktierung verschiedener Abschnitte des Phasenleiters 2 bzw. verschiedener Abschnitte des Rückstromleiters 7 z. B. über sich anschließende Tragringe 4 erfolgt. Somit ist es beispielsweise möglich, mehrere derartige Module miteinander zu verbinden und diese in das Kapselungsgehäuse 1 in Achsrichtung einzuschieben.

Die 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht der in der 1 perspektivisch gezeigten Vorrichtung. Zu erkennen ist die koaxiale Anordnung des Kapselungsgehäuses 1 mit kreisringförmigem Querschnitt, der Tragring 4, die Stützvorrichtung 3 sowie der sich auf der vom Betrachter abgewandten Seite durch den Tragring 4 der Stützvorrichtung 3 verdeckt ebenfalls koaxial erstreckende hohlzylindrische Rückstromleiter 7. Die Stützvorrichtung 3 verfügt über Gleitkufen 6a, 6b, 6c, welche am Umfang der Stützvorrichtung 3 verteilt im Ringspalt zwischen dem Tragring 4 und dem Kapselungsgehäuse 1 angeordnet sind. Der Phasenleiter 2 ist koaxial zum Kapselungsgehäuse 1 sowie zum Rückstromleiter 7 ausgerichtet, wobei der Phasenleiter 2 elektrisch isoliert über Stützisolatoren 5a, 5b, 5c in der Stützvorrichtung 3 zentriert ist.

Das Innere des Kapselungsgehäuses 1 ist mit einem elektrisch isolierenden Fluid, bevorzugt mit elektrisch isolierendem Gas wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Schwefelhexafluorid oder entsprechenden Gasgemischen, befüllt. Das Kapselungsgehäuse 1 stellt einen Druckbehälter dar, so dass das im Innern befindliche elektrisch isolierende Fluid unter einen Überdruck gesetzt werden kann. In den Figuren nicht dargestellt sind die stirnseitigen Abschlüsse der Elektroenergieübertragungsanordnung, die ebenfalls entsprechend fluiddicht auszuführen sind, um das Kapselungsgehäuse 1 als Druckbehälter auszugestalten und ein Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluides zu verhindern.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • CH 693977 A5 [0002]