Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SWITCH CABINET HAVING A CURRENT CONVERTER HAVING A CABLE CONNECTION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/101485
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switch cabinet (4) having a current converter (3) having a cable connection element (1), wherein the cable connection element (1) has an electric contact surface (11) and a mounting surface (12), wherein the electric contact surface (11) can be contacted by a cable shoe, wherein the cable connection element (1) can be fixed to a body (20) at the mounting surface, wherein the cable connection element (1) is connected to the body (20) of the current converter (3) at the mounting surface (12). The aim of the invention is to improve the cable connection element (1) in a switch cabinet (4). This aim is achieved, according to the invention, in that the electric contact surface (11) and the mounting surface (12) be arranged on the cable connection element (1) in such a way that the plane (110) of the electric contact surface (11) and the plane (120) of the mounting surface (12) intersect at an attitude angle (α), wherein the electric component (2) has at least three cable connection elements (1).

Inventors:
MÜLLER, Volker (Innere Kobergerstraße 11, Nürnberg, 90408, DE)
Application Number:
EP2018/079832
Publication Date:
May 31, 2019
Filing Date:
October 31, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
H01R4/30; H01R31/06; H01R9/18; H01R11/12
Foreign References:
US20140192455A12014-07-10
DE102010011383A12011-09-15
US20130273771A12013-10-17
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Schaltschrank (4) mit einem Stromrichter (3) mit einem Ka belanschlusselement (1), wobei das Kabelanschlusselement (1) eine elektrische Kontaktflache (11) und eine Montagefläche (12) aufweist, wobei die elektrische Kontaktflache (11) mit einem Kabelschuh kontaktierbar ist, wobei das Kabelanschlus selement (1) an der Montagefläche an einem Körper (20) befes tigbar ist, wobei die elektrische Kontaktfläche (11) und die Montagefläche (12) derart an dem Kabelanschlusselement (1) angeordnet sind, dass die Ebene (110) der elektrischen Kon taktfläche (11) und die Ebene (120) der Montagefläche (12) sich in einem Anstellwinkel ( ) schneiden, wobei das Kabelan schlusselement (1) an der Montagefläche (12) mit dem Körper (20) des Stromrichters (3) verbunden ist, wobei die elektri sche Komponente (2) mindestens drei Kabelanschlusselemente (1) aufweist.

2. Schaltschrank (4) nach Anspruch 1, wobei der Anstellwinkel ( ) einen Wert im Bereich zwischen 5° und 45° annimmt.

3. Schaltschrank (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zumindest zwei der Kabelanschlusselemente (1) im Schalt schrank (4) übereinander angeordnet sind, wobei Kabel, die über den Kabelschuh mit dem jeweiligen Kabelanschlusselement (1) verbunden sind, über den Boden oder das Dach des Schalt schrankes aus dem Schaltschrank (4) herausgeführt werden.

4. Schaltschrank (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anstellwinkel ( ) der unterschiedlichen Kabelanschlus selemente (1) sich unterscheiden.

5. Schaltschrank (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ebene (110) der elektrischen Kontaktfläche (11) und die Ebene (130) der sich in der Umgebung der elektrischen Kon taktfläche (11) befindlichen Oberfläche (13) der elektrischen Komponente (2) sich schneiden, insbesondere sich in einem weiteren Winkel (ß) im Bereich zwischen 5° und 45° schneiden.

Description:
Beschreibung

SCHALTSCHRANK MIT STROMRICHTER MIT EINEM KABELANSCHLUSSELEMENT

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Strom richter mit einem Kabelanschlusselement, wobei das Kabelan schlusselement eine elektrische Kontaktflache und eine Monta gefläche aufweist, wobei die elektrische Kontaktflache mit einem Kabelschuh kontaktierbar ist, wobei das Kabelanschlus selement an der Montagefläche an einem Körper befestigbar ist, wobei das Kabelanschlusselement an der Montagefläche mit dem Körper des Stromrichters verbunden ist.

Elektrische Komponenten werden zum Austausch mit elektrischer Energie zumeist mit Kabeln über Anschlusselemente, auch als Kabelanschlusselement oder Anschlüsse bezeichnet, kontak tiert. Dabei kann das Kabelanschlusselement beispielsweise zur Aufnahme eines Kabelschuhs ausgebildet sein oder alterna tiv als Anschlussschiene oder Stromschiene beispielsweise zur Aufnahme mehrerer Kabelschuhe. Ein Beispiel für eine elektri sche Komponente ist ein Stromrichter. Bei größeren Komponen ten, die in einem Schaltschrank angeordnet sind, wie bei spielsweise Stromrichtern erfolgt der Kabelzugang oftmals entweder von unten (typischerweise durch den Schrankboden) oder von oben (typischerweise durch das Schrankdach) . Die Ka bel haben an ihren Enden Kabelschuhe, welche an den Anschlüs sen mittels Schrauben flach angeschraubt werden. Je größer die Leistung der elektrischen Komponente ist, desto dicker und unflexibler sind die Kabel. Gerade bei mehreren Kabeln, wie beispielsweise bei einer Energieversorgung aus einem dreiphasigen Drehstromnetz, müssen die Kabel während der Mon tage gebogen werden, was zum einen die Montage erschwert als auch aufgrund minimaler Biegeradien einen großen Platzbedarf im erfordert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabelanschlus selement in einem Schrank mit einem Stromrichter zu verbes sern .

Diese Aufgabe wird durch einen Schaltschrank mit den Merkma len des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhän gigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die geneigte Lage der elektrischen Kontaktflache gegenüber der Montagefläche deutlich weniger Raum für die Biegung des oder der Kabel benötigt wird und/oder die Biegung des oder der Ka bel deutlich geringer ausfallen kann. Dabei kann die elektri sche Kontaktfläche zur Verbindung mit einem Kabelschuh oder, beispielsweise als Anschlussschiene, zur Aufnahme von einer Vielzahl von Kabelschuhen ausgebildet sein. Während bei den standardmäßig vorkommenden geraden Kabelanschlusselementen ohne Neigung mehrfache Biegungen, beispielsweise in einem S- förmiger Verlauf, des Kabels entstehen, passt sich durch die geneigte Lage der elektrischen Kontaktfläche der Kabelverlauf in einem stärkeren Maß an den natürlichen Verlauf des Kabels an. Dadurch werden Biegungen in Anzahl und Ausmaß im Kabel reduziert. Durch die reduzierte Anzahl der Biegungen im Kabel werden darüber hinaus die mechanischen Spannungen im Kabel reduziert. Dies senkt die auf das Kabelanschlusselement über tragenen Kräfte, so dass der Anschluss einfacher, insbesonde re kleiner und kostengünstiger, ausgeführt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, mit geraden Stan dardkabelschuhen einen deutlich kompakteren Kabelanschluss raum zu realisieren und dabei gleichzeitig die am Kabelan schluss auftretenden Kräfte zu reduzieren. Auch kann durch Variation des Anstellwinkels der für die Anwendung optimale Anstellwinkel genutzt werden. Gegenüber einer am Markt befindlichen alternativen Lösung mit der Verwendung von Kabelschuhen mit schräger Anschlusslasche ist es bei dem erfindungsgemäßen Anschlusselement möglich, Standardkabelschuhe zu verwenden. Gerade bei unterschiedli chen Anstellwinkeln bei verschiedenen Kabelanschlusselementen an einer elektrischen Komponente ist die Verwendung gleichar tiger Kabelschuhe gerade im Hinblick auf die Verwendung von Gleichteilen besonders vorteilhaft. Dies ermöglicht es, die gleichen Vorteile zu erreichen. Ebenso können auf einfache Weise auch spezielle Kabelendverschlüssen verwendet werden, die nur in geringen Ausprägungen am Markt verfügbar sind.

Die elektrische Komponente dient dabei als Körper, an dem das Kabelanschlusselement befestigt wird. Die Befestigung kann beispielsweise an der Oberfläche der elektrischen Komponente geschehen. Bei der elektrischen Komponente kann es sich bei spielsweise um einen Stromrichter handeln. Dieser kann in ei nem Schaltschrank angeordnet sein. Möglich ist auch, dass sich die elektrische Komponente außerhalb eines Schaltschran- kes befindet. Gerade in einem Schaltschrank sind die Platz verhältnisse zumeist sehr beschränkt, so dass nur wenig Raum für die Führung der Kabel verbleibt, der mit dem Kabelan schlusselement bestmöglich ausgenutzt wird.

Mittels des Kabelanschlusselementes wird elektrische Energie zwischen einem Kabel und Komponenten im Innern der elektri schen Komponente übertragen. Bei den Komponenten im Innern der elektrischen Komponente kann es sich beim Beispiel des Stromrichters um Halbleiterbauelemente handeln, mit denen ei ne elektrische Verbindung hergestellt wird.

Das Kabelanschlusselement kann einteilig ausgeführt sein und dabei zwischen der Ebene der elektrischen Kontaktfläche und der Ebene der Montagefläche einen Winkel aufweisen. Alter nativ ist es auch möglich, dass das Kabelanschlusselement mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgeführt ist. Dabei dient ein erster leitender Teil zur Verbindung mit dem Kabel während ein zweiter Teil, beispielsweise als Adapter, zur Be- festigung am Körper dient. Bei dem Körper kann es sich bei spielsweise um ein Gehäuse oder einer weiteren Montagefläche eines Stromrichters handeln. Dabei kann der Adapter derart ausgebildet sein, dass nach dem Zusammenfügen der beiden Tei le des Kabelanschlusselements die Ebene der elektrischen Kon taktfläche und die Ebene der Montagefläche sich schneiden.

Dabei weist die elektrische Komponente mindestens drei Kabel anschlusselemente auf. Drei Kabel sind für einen Anschluss an ein dreiphasiges Drehstromnetz erforderlich. Gerade elektri sche Komponenten mit großer Leistung, beispielsweise oberhalb 100kW, werden häufig aus einem Drehstromnetz mit elektrischer Energie versorgt. Gleichzeitig sind aufgrund der hohen Leis tung derart große Kabelquerschnitte erforderlich, welche die Biegsamkeit der Kabel herabsetzt. Teilweise sind darüber hin aus Mindestradien bei der Biegung der Kabel einzuhalten. Bei der Verwendung von elektrischen Kontaktflächen, die parallel zur Oberfläche des Gehäuses ausgerichtet sind, ist ein großer Abstand zwischen den einzelnen Kabelanschlusselementen vorzu sehen, damit die Kabelwege der einzelnen Kabel sich nicht ge genseitig behindern. Durch die geneigte Lage der elektrischen Kontaktfläche können die Kabelanschlusselemente deutlich nä her zueinander angeordnet werden, da die Kabel nicht gebogen werden müssen, um die anderen übrigen Anschlusselemente nicht zu verdecken. Dadurch kann ein besonders räumlich kompakter Anschluss der Kabel an die elektrische Komponente erfolgen, ohne starke Biegungen im Kabel vorsehen zu müssen. Gleichzei tig sind die auftretenden mechanischen Kräfte relativ gering. Somit ist es beispielsweise möglich, die einzelnen Kabelan schlusselemente in einem Abstand zwischen 5cm und 20cm beab- standet zueinander anzuordnen.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Anstellwinkel der unterschiedlichen Kabelanschlusselemen te sich unterscheidet. Damit können auf einfache Weise die unterschiedlichen Kabelverläufe der einzelnen Kabel mit ge ringen Biegungen realisiert werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schneiden sich die Ebene der elektrischen Kontaktflache und die Ebene der Montagefläche in einem Winkel im Bereich zwischen 5° und 45°. Dieser Winkel wird auch als Anstellwinkel bezeichnet. Um die Biegung des Kabels möglichst gering zu halten, haben sich ein geneigtes Anschlusselement bzw. eine geneigte Anschluss schiene mit einem Anstellwinkel in dem genannten Bereich als besonders vorteilhaft bei der Kabelführung erwiesen. Damit kann eine Kabelführung in der Nähe der elektrischen Komponen te vermieden werden und ein hinreichender Abstand zwischen Kabel und elektrischer Komponente sichergestellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schneiden sich die Ebene der elektrischen Kontaktfläche und die Ebene der sich in der Umgebung der elektrischen Kontakt fläche befindlichen Oberfläche der elektrischen Komponente, insbesondere schneiden sie sich in einem weiteren Winkel im Bereich zwischen 5° und 45°. Die Vorteile des Kabelanschlus selementes kommen insbesondere dann zur Geltung, wenn die elektrische Kontaktfläche gegenüber der Oberfläche des Gehäu ses der elektrischen Komponenten, die sich in unmittelbarer Umgebung des Kabelanschlusselementes befindet, geneigt ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die elektrische Komponente oder die elektrischen Komponenten in räumlich stark eingeschränkter Umgebung angeordnet werden, wie es bei spielsweise in einem Schaltschrank der Fall ist. Damit lässt sich eine besonders platzsparende Anordnung erzielen, da sich auf einfache Weise unterschiedliche Kabelverläufe der einzel nen Kabel mit nur geringen Biegungen der Kabel realisieren lassen .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zumindest zwei der Kabelanschlusselemente im Schalt schrank übereinander angeordnet, wobei Kabel, die über den Kabelschuh mit den jeweiligen Kabelanschlusselementen verbun den sind, über den Boden oder das Dach des Schaltschrankes aus dem Schaltschrank herausgeführt werden. Durch die Anord nung übereinander werden die Kabel in unmittelbarer Nähe zu- einander geführt und kommen sich dadurch in die Quere. Dieser Effekt kann dadurch besonders vorteilhaft abgewendet werden, dass die Kabelanschlusselemente einen Anstellwinkel aufwei sen. Dieser stellt dann nicht nur sicher, dass die Biegungen der Kabel herabgesetzt werden, sondern auch, dass die Kabel nur einen geringen Druck aufeinander ausüben.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung unterscheiden sich die Anstellwinkel der unterschiedlichen Kabelanschlusselemente. Durch die unterschiedlichen Anstell winkel sind die Kabel besonders platzsparend im Schaltschrank führbar. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn die Kabel anschlusselemente übereinander angeordnet sind. Durch die un terschiedlichen Anstellwinkel kann dann der gegenseitige Druck der Kabel aufeinander weiter reduziert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er läutert. Es zeigen:

FIG 1 einen Anschluss aus dem Stand der Technik

FIG 2 ein Kabelanschlusselement,

FIG 3, FIG 4 Ausführungsbeispiele für ein Kabelanschlussele ment mit geneigter elektrischer Kontaktfläche und

FIG 5 einen Stromrichter mit geneigten Kabelanschlus selementen .

Die FIG 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte An ordnung mit einem Schaltschrank 4, in dem eine elektrische Komponente 2 angeordnet ist. Diese elektrische Komponente 2 wird über drei Kabel 5 mit elektrischer Energie versorgt. Die Kabel 5 sind über Anschlusselemente mit der elektrischen Kom ponente 2 verbunden. Die Kontaktfläche ist gegenüber der Flä che der elektrischen Komponente 2, an der die Anschlussele mente an der elektrischen Komponente 2 angebracht sind, pa rallel ausgerichtet. Dadurch sind die Kabel 5 S-förmig gebo gen, um die Anschlusselemente der anderen Kabel 5 nicht zu verdecken und gleichzeitig durch die Durchführung im Schalt schrank 4 geführt werden zu können.

Die FIG 2 zeigt ein Kabelanschlusselement 1. An der elektri schen Kontaktflache 11 des Kabelanschlusselementes 1 ist das Kabel 5 beispielsweise mittels eines Kabelschuhs und einer Schraube befestigt. Das Kabelanschlusselement 1 ist an der Montagefläche 12 mechanisch mit einem Körper 20 verbunden. Dabei ist die Ebene 110 der elektrischen Kontaktflache 11 zur Ebene 120 der Montagefläche 12 geneigt. Das heißt, die Ebene 110 der elektrischen Kontaktfläche 11 und die Ebene 120 der Montagefläche 12 schneiden sich in einem Winkel . Dieser Winkel wird auch als Anstellwinkel bezeichnet.

Die FIG 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltschrankes 4, in dem eine elektrische Komponente 2 angeordnet ist. Dabei wird auch hier die elektrische Komponente 2 über drei Kabel 5 mit elektrischer Energie versorgt. Jedoch erfolgt die elekt rische Verbindung mit der elektrischen Komponente 2 mittels jeweils eines Kabelanschlusselements 1 nach FIG 2. Dabei stellt der Körper 20 in diesem Ausführungsbeispiel die elek trische Komponente 2 dar. Das Kabelanschlusselement 1 weist dabei die elektrische Kontaktfläche 11 zur Verbindung mit dem Kabel 5 auf, die gegenüber der Montagefläche 12, an der das Kabelanschlusselement 1 mit der elektrischen Komponente 2 be festigt ist, geneigt ist. Durch diese Neigung um den Winkel können die Kabel 5 mit weniger Biegungen auf dem Weg von der Kabeldurchführung des Schaltschrankes 4 zu dem Kabelanschlus selement 1 geführt werden. Ebenso reduzieren sich damit die vom Kabel 5 auf das Kabelanschlusselement 1 übertragenen me chanischen Kräfte. Dabei kann die Kabeldurchführung am Boden des Schaltschrankes 4 angeordnet sein, wie in FIG 3 darge stellt, oder entsprechend FIG 4 am Dach des Schaltschrankes 4. Bezüglich der FIG 4 wird auf die Beschreibung zur FIG 3 sowie auf die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen.

Die FIG 5 zeigt einen Stromrichter 3 als elektrische Kompo nente 2. Die elektrischen Anschlüsse sind als Kabelanschlus- selemente 1 ausgeführt, bei der die elektrische Kontaktflache 11 gegenüber der Montagefläche 12 geneigt ist. Dabei ist die Ebene 120 der Montagefläche 12 gegenüber der Ebene 130 in der Umgebung der elektrischen Kontaktfläche 11 befindlichen Ober fläche der elektrischen Komponente 2 zueinander versetzt an geordnet. Diese versetzte Anordnung kann dabei parallel ver setzt angeordnet sein oder auch einen Winkel zueinander auf weisen. Die Ebene 110 der elektrischen Kontaktfläche 11 und die Ebene 130 der in der Umgebung der elektrischen Kontakt fläche 11 befindlichen Oberfläche der elektrischen Komponente 2 schneiden sich dabei in einem weiteren Winkel ß. Dies er möglicht eine besonders vorteilhafte Kabelführung, da durch diesen weiteren Winkel ß auch ohne starke Biegungen der hier nicht dargestellten Kabel der Kabelverlauf auf einfache Weise in einem gewünschten Abstand zur Oberfläche, insbesondere zu der in der Umgebung der elektrischen Kontaktfläche 11 befind lichen Oberfläche, des Stromrichters 3 erfolgen kann.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Kabelanschlussele ment mit einer elektrischen Kontaktfläche und einer Montage fläche, wobei die elektrische Kontaktfläche mit einem Kabel schuh kontaktierbar ist, wobei das Kabelanschlusselement an der Montagefläche an einem Körper befestigbar ist. Zur Ver besserung des Kabelanschlusselements wird vorgeschlagen, dass die elektrische Kontaktfläche und die Montagefläche derart an dem Kabelanschlusselement angeordnet sind, dass die Ebene der elektrischen Kontaktfläche und die Ebene der Montagefläche sich schneiden. Die Erfindung betrifft weiter eine elektri sche Komponente, insbesondere einen Stromrichter, mit einem derartigen Kabelanschlusselement, wobei das Kabelanschlus selement an der Montagefläche mit der elektrischen Komponente verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Schalt schrank mit mindestens einer derartigen elektrischen Kompo nente .