ELEMENT FOR COMPENSATING CHANGES IN LENGTH OF RIGID CONDUCTORS IN ELECTRICAL INSTALLATIONS, DUE TO THERMAL INFLUENCE, AND METHOD OF MANUFACTURING SAME

Abstract: 1. Element for compensation of length variations of rigid conductors in electric power installations due to thermal influences, with at least three circularly arranged individual flexible conductors (3), in particular cable or wire coils, the two ends of which are respectively rigidly connected to an end part (2) and are elastically twisted by at least 30 degrees around the longitudinal axis, characterized in that the ends of the flexible conductors (3) are arranged to lie parallel between a casing (2a) and a bolt (2b) and are rigidly connected by means of explosion welding to these parts (2a, 2b), and in that the element, at least in an intermediately lying area, through a radial deflection of the individual conductors (3), has a larger circumference than at the two ends.

Description: Element zum Ausgleichen von durch thermische Einwirkung verursachten Längenänderungen von starren Strom-Leitern in elektrischen Anlagen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein Element zum Ausgleichen von durch thermische Einwirkung verursachten Längenänderungen von starren Strom-Leitern in elektrischen Anlagen, mit mindestens drei konzentrisch angeordneten, biegsamen Leitern. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des Ausgleichselementes. Ausgleichselemente werden beispielsweise in Freiluft- oder SF6-Anlagen zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längen änderungen von starren Strom-Leitern verwendet. Die Ausgleichselemente werden z.B. so in starren Leitern eingesetzt, dass die Befestigungselemente bei Temperaturänderungen mechanisch nicht übermässig stark belastet werden. Bekannte Ausgleichselemente bestehen z.B. aus gebogengen Metallbändern, die zu Paketen zusammengelegt sind und an beiden Enden durch Schweissen oder Explosionsschweissen miteinander verbunden sind. Eine solche Ausführung ist bei spielsweise in der CH-PS 554 059 beschrieben. Ferner sind Ausgleichselemente aus hochflexiblen Flachlitzen bekannt, die an beiden Enden in Metallhülsen gepresst sind. Bestehende Ausführungen sind z.B. mit dem Nachteil behaftet, dass, wegen der scharfen Kanten, Sprühschutzarmaturen erforderlich sind. Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Ausgleichselementes für Längenänderungen infolge thermischer Einwirkung in starren Stromleitern sowie ein Verfahren zur Herstellung des Ausgleichselementes, wobei das Element und das Verfahren u.a. bezüglich des Glimmeffekts, Verbesserungen gegenüber bestehenden Ausführungen aufweisen sollen. Diese Aufgabe ist mit der Lehre gemäss dem gekennzeichneten Teil der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Ausführungsformen dieser Lehre sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen umschrieben. Die beschriebene Ausführung - hat einen sehr niedrigen Uebergangswiderstand zwischen den Leitern und den Anschlussklemmen, - ist wegen der relativ dickdrahtigen Leiter sehr rost, - hat eine sehr hohe dynamische Festigkeit bei grossen, auszugleichenden Strecken, - hat wegen der regelmässigen konstruktiven Anordnung der Seile einen sehr niedrigen Glimmeffekt, und - kann einfach und preisgünstig hergestellt werden. Nachfolgend werden Ausführungsbeispi#le des Gegenstandes der Erfindung anhand der Zeìcruno näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausgleichselementes, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ausführung jedoch mit eingebautem Führungsstab, Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ausführung, jedoch mit einer mittigen Klemme, und Fig. 6-10 verschiedene Klemmenausführungen. In Fig. 1 ist ein Ausgleichselement mit einem flexiblem Leiterteil 1 und zwei Endteilen 2 dargestellt, die jeweils aus einem in einem Becher oder einer Hülse 2a konzentrisch angeordneten Bolzen 2b bestehen können (Fig. 3). Aus Fig. 1 und 2 geht hervor, dass der Leiterteil 1 aus einer Anzahl von konzentrisch angeordneten Leitern 3, wie Seilen oder Drahtbündel besteht, die etwa schraubenlinienförmig zwischen den beiden Endteilen 2 verlaufen. In der Mitte hat der Leiterteil 1 einen grösseren Umfang als an den beiden Enden, wobei die Drahtbündel 3 an den Enden parallel zusammengepresst verlaufen, während sie in der Mitte auseinanderliegen und einen etwa ellipsoidförmigen Raum 4 begrenzen. Bei zunehmenden Stromleiter-Temperaturen erweitert sich der Durchmesser dieses Raumes 4 und bei sinkenden Tem- peraturen wird er kleiner. In dieser Weise ist eine Kompensation von thermischen Einflüssen möglich, ohne dass die Verbindungsstellen zwischen den Klemmen bzw. den Endteilen 2 und den Anschlussklernmen z.B. an einem Schalter nennenswert mechanisch stärker belastet werden. Als Drahtbündel 3 wird zweckinässigerweise übliche Handelsware aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen für Stromleitungen verwendet. Diese Drahtbündel sind aus einer Vielzahl von Drähten zusammengesetzt. Dabei ist eine Anzahl von parallelen Kerndrähten von weiteren Drähten schraubenlinienförmig umwickelt, die alle aus dem gleichen Material bestehen. Diese Drähte bilden zusammen ein Seil oder Drahtbündel. Es besteht ferner die Möglichkeit, statt Seile, einzelne Drähte zu verwenden, wobei aber diese relativ dünn sein müssen, damit eine ausreichende Flexibilität des Ausgleichselementes gewährleistet ist. In Fig. 3 ist eine Ausführung des endteils 2 gezeigt, der in der Mitte einen Bolzen 2b aufweist, wobei die einzelnen Leiter 3 zwischen dem Bolzen 2b und der Hülsenwandung des Endteils 2 angeordnet sind. Der Bolzen ist z.B. mit einem mittigen, axialen Loch versehen, wenn ein Führungsstab 5 verwendet wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Dieser F rungsstab 5 dient zur Erhöhung der Festigkeit des Elementes in bezug auf Biege- und/oder Torsionsbeanspruchung. Der Führungsstab 5 ist gleitbar im Bolzen 2b angeordnet, wobei genügend Spiel in der Längsrichtung des Bolzens 2b vorgesehen ist, um Längsverschiebungen des Führungsstabes 5 aufnehmen zu können, der normalerweise in einem Endteil 2 befestigt und im anderen Endteil 2 gleitbar angeordnet ist. In Fig. 5 ist eine Variante zu Fig. 1 dargestellt, wobei der Führungsstab 5 in den beiden Endteilen 2 gleitbar angeordnet ist. Anstelle von einer sind zwei Ausbuchtungen 6 vorgesehen, zwischen welchen sfg Snemmsorrichtung 7 mit Trägerflansch 8 angeordnet ist. Diese Vorrichtung 7 dient als Stütze für das Ausgleichselement, damit es sich bei bestimmten, z.B. durch angeschlossene Leitungen oder Sammelschienen verursachte Lasten von der Längsachse weg nicht verformt. Der Trägerflansch 8 wird normalerweise an einem Isolator montiert. In den Fig. 6 bis 10 sind verschiedene Anschlussmöglichkeiten dargestellt. Dabei wird in Fig. 6 ein Al-Anschweissbolzen für Rohre und in Fig. 7 ein Al-Klemmrundbolzen verwendet. Ferner kann ein Cu-plattierter Al-Klemmrundbolzen (Fig. 8) oder ein Al-Flachschraubenanschluss (Fig. 9) verwendet werden, der auch kupferplattiert sein kann. Schliesslich ist auch ein Al-Rohranschluss verwendbar (Fig. 10). Die verschiedenen Anschlüsse können auch durch Explosions- schweissen mit den Endteilen verbunden werden oder Teile derselben bilden. Zur Herstellung des Ausgleichselementes wird die erforderliche Anzahl von Seilen bzw. Leitern auf die gewünschte Länge abgeschnitten. Dann werden die Enden in die becherförmigen Endteile oder Hülse derart eingelegt, dass sie zwischen der Hülsenwand und dem Bolzen oder Rohr zu liegen kommen. Danach werden die Seile durch Explosionsschweissen mit den Endteilen verbunden. Danach wird ein elastischer Körper, z.B. ein Spielball, zwischen den Drahtbündeln eingepresst, wobei in Fig. 4 zwei Körper eingesetzt werden. Eine gute Elastizität des Elementes zu erreichen, wird es unter Ausübung einer Zugkraft in deren Längsrichtung in eine Vorrichtung eingespannt und anschliessend um mindestens 300 gedreht. Die Zugkraft ist dabei so bemessen, dass die infolge der Verdrehung verursachte Kürzung des Elementes ermöglicht wird. Durch diese Verdrehung wird ein elastisches Element geschaffen, das bei thermischen Einwirkungen seine Länge ohne grossen Widerstand ändern kann. Die Anschlüsse bzw. Anschlussstücke an den beiden Enden des Elementes können unterschiedlich ausgebildet sein. Ausgleichselemente der gezeigten Art sind für Stromstärken bis 6000 A und mehr herstellbar.

Claims: Patentansprüche 1. Element zum Ausgleichen von durch thermische Einwirkung verursachten Längenänderungen von starren Stromleitern in elektrischen Anlagen, mit mindestens drei konzentrisch angeordneten, biegsamen Leitern, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (3) an den beiden Enden jeweils zwischen einem Bolzen (2b) und einer Hülse (2a) mit diesen explo sionsverschweisst sind, und dass die beiden Enden elas tisch gegeneinander um mindestens 300 um die Längsachse verdreht sind. 2. Verfahren zur Herstellung des Elementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Explosionsver schweissung mindestens ein kugelförmiger elastischer Kör per zwischen den Leitern, eingesetzt wird, der sich beim Verdrehen des Elementes unter Zug etwa ellipsoidförmig verformt. 3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leiter (3) aus einem Drahtseil bzw. Drahtbündel be steht. 4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leiter (3) aus einem einzigen Draht besteht. 5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (3) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie rung bestehen. 6. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (3) aus Kupfer bestehen. 7. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endteile mit Anschlüssen für die Strornverbindung versehen sind. 8. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse aus Rundbolzen oder Flachanschlüssen be stehen. 9. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss jeweils für direktes Einschweissen in einen rohrförmigen elektrischen Leiter ausgebildet ist. 10. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück aus einer Aluminiumlegierung besteht. 11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück mit Kupfer explosionsplattiert ist. 12. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2a) und der Bolzen (2b) einstückig sind. 13. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittige Durchmesser grösser ist als an den Enden 14. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2b) in der Achsrichtung ein kreisförmiges Loch zur Aufnahme eines Stabes (5) für die Führung in der Längsrichtung enthält. 15. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2b) ein nicht kreisförmiges Loch zur Auf nahme eines Stabes (5) zur Verhinderung einer V xre- hung des Elementes enthält. 16. Element nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich net, dass der Stab (5) mit new der Bolzen (2b) fest verbunden ist und im anderen Bolzen (2b) gleitbar ange ordnet ist. 17. Element nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich net, dass der Stab (5) in beiden Bolzen (2b) gleitbar angeordnet ist. 18. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein luftgefüllter Spielball ist, den man nach dem Verdrehen dadurch entfernt, dass man ihn durchschnei det und ihn dann in zusammengeschrumpftem Zustand zwischen den Leitern herauszieht. 19 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein aufblasbarer Balg ist, den man luftleer in das Element einsetzt und dann aufbläst, wobei er nach dem Verdrehen entleert und ausgezogen wird. 20. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Körper zwischen einer mittigen Klemmvorrichtung und der Hülse eingesetzt wird.

Inventors: HOFER, PETER
Applicants: GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: H01R35
IPC codes: H01B13, H01R35, H01R4