将至少一个电构件与第一和第二汇流排电连接的装置的制作方法

本发明涉及一种用于将至少一个电构件与第一和第二汇流排电连接的装置，汇流排在电运行时具有彼此不同的电势。本发明还涉及一种具有该装置的变流器。

背景技术：

在较大功率的变流器中，为了在直流电压电路上传输电能普遍使用横截面较大并且表面较大的汇流排，它们使得电的或电子的构件能够电连接到直流电压电路上。出于环境条件的原因，虽然汇流排和电构件的布置空间很大，却在大部分情况下设置了很窄的边界。即使是直接对置的、分别具有不同电势的汇流排，在直流电压系统中即一个正电势对着一个负电势，通常也布置成相互之间具有很小间距。

在运行时分别具有不同电势的汇流排之间的间距选得越小，以下危险就越大，即，因为在这两个汇流排之间没有设计足够的空气距离或爬电距离，所以出现电压击穿形式的短路。在电学背景下的空气距离一般是电势不同的两个电导体(汇流排)之间的最短距离，在电学背景下的爬电距离一般是沿着固定绝缘件的表面的在两个电导体(汇流排)之间的最短距离。

以公知的方式，可以通过在这两个汇流排之间放置电绝缘部来防止这样的电压击穿。在大部分情况下，基于相应的标准和规范并在考虑到运行时产生的电压类型和高度以及对置的汇流排的结构上的布置方式的情况下，选择绝缘介质和电绝缘部的尺寸设置。对于彼此间距很小的汇流排例如采用电绝缘膜，电绝缘膜使得汇流排相互电绝缘。

电构件与两个对置的汇流排的电连接例如可以借助两个连接螺栓来实现，它们是电构件的一部分。这些连接螺栓要求第一汇流排具有连接开口并且对置的第二汇流排具有穿引开口、以及第二汇流排具有另一个连接开口并且对置的第一汇流排具有另一个穿引开口。电构件的第一连接螺栓可以穿引过第二汇流排，并且与第一汇流排的连接开口机械连接并且电连接，电构件的第二连接螺栓可以穿引过第一汇流排的另一个穿引开口，并且与第二汇流排的另一个连接开口机械连接并且电连接。

为了防止在例如与第一汇流排的连接开口相连的第一连接螺栓和第二汇流排的贯穿开口之间发生电压击穿，经常将第二汇流排的贯穿开口选择为比第一汇流排的连接开口的尺寸更大，因而电绝缘膜能够起到充分的绝缘效果。

尤其是，因为减少了可导电的材料并且因而增加了汇流排中的电阻，这些预防性的选得更大的贯穿开口在这些部位处削弱了汇流排的导电能力。汇流排上的电损耗尤其是对汇流排的和与汇流排相连的电构件的效率、可用性或使用寿命会造成不利影响，在这些条件下，系统固有的并且只有在将汇流排、电接头并且可能还连接在汇流排上的电构件设计得足够大或超规格时，才能将电损耗在经济上和技术上保持在可接受的边界内。

技术实现要素：

本发明所基于的目的是，提供一种用于将电构件与汇流排电连接的装置，它们特别节约空间，却对电压击穿有更好的防护效果。

本发明基于以下认知：对于在特别紧凑且节约空间的、在运行时传输高电功率的汇流排处的、具有不同电势的电接头来说，在设计这种电接头时，必须以特别的方式和方法考虑到空气距离和爬电距离，以防止电压击穿及其破坏作用。

该目的通过一种具有在权利要求1中给出的特征的装置来实现。此外，该目的通过一种具有在权利要求13中给出的特征的变流器来实现。

根据本发明，提出一种用于将至少一个电构件与第一和第二汇流排电连接的装置，汇流排在电运行时具有彼此不同的电势，其中，在第一和第二汇流排之间布置有绝缘件，并且绝缘件具有第一和第二绝缘件开口，其中，第一汇流排具有第一汇流排开口和第二汇流排开口，第一汇流排开口设置作为第一电接头，其中，第二汇流排具有第三汇流排开口和第四汇流排开口，第三汇流排开口设置作为第二电接头，其中，第一绝缘件开口、第一汇流排开口和第四汇流排开口重叠，并且其中，第二绝缘件开口、第三汇流排开口和第二汇流排开口重叠。

装置的特征在于，绝缘件具有第一绝缘件开口的第一开口限定部，其伸入到第二汇流排的第四汇流排开口中，并且绝缘件具有第二绝缘件开口的第二开口限定部，其伸入到第一汇流排的第二汇流排开口中。

绝缘件构造用于将第一汇流排与第二汇流排电绝缘。

借助第一汇流排的设置作为第一电接头的第一汇流排开口和第二汇流排的设置作为第二电接头的第三汇流排开口，可以经由至少一个电构件的连接元件实现汇流排与至少一个电构件的电连接。

通过绝缘件的第一绝缘件开口的第一开口限定部伸入到第二汇流排的第四汇流排开口中，并且绝缘件的第二绝缘件开口的第二开口限定部伸入到第一汇流排的第二汇流排开口中，在工程设计上相比迄今为止的解决方案能够分别有利地缩短汇流排的电接头之间的间距。

通过将相应的开口限定部伸入到汇流排中，在第一汇流排的第一汇流排开口与第二汇流排的第四汇流排开口之间的绝缘件上的爬电距离，和在第二汇流排的第三汇流排开口与第一汇流排的第二汇流排开口之间的绝缘件上的爬电距离有足够的尺寸，从而能够有利地避免在汇流排的所描述的汇流排开口之间的这些爬电距离上发生电压击穿。

装置的有利的构造方式在从属权利要求中给出。

在根据本发明的装置的第一种有利设计方式中，第四汇流排开口在第二汇流排的与绝缘件背离的第一侧处具有第一边缘，其中，第一开口限定部至少延伸到第一边缘的高度，和/或第二汇流排开口在第一汇流排的与绝缘件背离的第二侧处具有第二边缘，其中，第二开口限定部至少延伸到第二边缘的高度。

在根据本发明的装置的另一种有利设计方式中，第一开口限定部延伸超过第一边缘，和/或第二开口限定部延伸超过第二边缘。

通过绝缘件的开口限定部延伸到第二汇流排的第四汇流排开口的第一边缘上和/或延伸到第一汇流排的第二汇流排开口的第二边缘上，尤其是也使绝缘件延伸超过它们，以有利的方式为至少一个电构件与汇流排的电连接确保了针对电压击穿的更好保护。电接头相互之间的距离可以进一步减少。

绝缘件还可以具有一个或者多个机械固定件，借助机械固定件能够将根据本发明的装置机械地固定在例如变流器上或者变流器中。

相反地，如果因为工程设计的原因而没有减少该距离，那么可以如下地设计第二汇流排的第四汇流排开口和/或第一汇流排的第二汇流排开口，即，与在绝缘件上有较大的空气距离或爬电距离的已知的解决方案相反，在第二和/或第四汇流排开口处将更多的可导电的材料置入到相应的汇流排中。由此，围绕第二和第四汇流排开口实现了汇流排的可导电材料的横截面增加，这就减少了它们的电阻，从而提升了它们的导电能力并减少了电损耗。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，绝缘件的绝缘件开口的开口限定部分别具有卷边。

这些卷边在绝缘件开口的开口限定部中例如可以设计为敞开的沟渠，这些卷边改进了位于第一汇流排的第一汇流排开口与第二汇流排的第四汇流排开口之间的绝缘件的爬电距离上的电绝缘效果以及同样改进了位于第一汇流排的第二汇流排开口与第二汇流排的第三汇流排开口之间的绝缘件的爬电距离上的电绝缘效果，其中，相比迄今为止的解决方案可以显著地缩短分别在爬电距离上形成的空气距离。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，第一绝缘件开口大于第一汇流排开口，并且第二绝缘件开口大于第三汇流排开口。

在大部分情况下，使用连接螺栓作为电构件的连接元件，用于电构件与汇流排的电连接并且通常也用于机械连接，连接元件例如可以穿引过第一汇流排的第一汇流排开口和第二汇流排的第三汇流排开口，其中，这些汇流排开口关于它们的直径方面经常按照连接螺栓来确定尺寸。

如果为了将连接螺栓固定到汇流排的电接头处而例如设置固定螺母作为固定件，那么这些固定螺母通常具有比连接螺栓的直径更大的尺寸。如果固定螺母中的至少一个设置用于与连接螺栓之一相固定，即，它应穿引过第一绝缘件开口或第二绝缘件开口，那么以有利的方式，绝缘件的相应的绝缘件开口设计为大于第一汇流排的第一汇流排开口和/或第二汇流排的第三汇流排开口。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，绝缘件完全地延伸超过它的朝向汇流排的面，并且绝缘件一体地构造。

一体地构造的绝缘件尤其适合于与汇流排的比较简单且快速的装配。因为它完整地延伸过了它的朝向汇流排的面，所以在防止电压击穿方面，这些面上的绝缘效果特别好。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，在第一汇流排与第二汇流排之间存在用于使这两个汇流排电绝缘的绝缘空间，其中，绝缘件作为单独的嵌入件构造在绝缘空间之内，并且其中，绝缘件与绝缘空间内的另一个绝缘件处于直接连接。

尤其是当绝缘件例如在服务或维护措施的范畴内设置用于更换时，单独的嵌入件的优点就尤其有利。在根据本发明的装置的该设计方式中，绝缘件仅仅覆盖绝缘空间的一部分，这有利地简化了被限定的、用作绝缘件的嵌入件的移除和再次装入。

还可以设想，将第一个单独的嵌入部件布置在第一绝缘件开口上，并且将第二个单独的嵌入部件布置在第二绝缘件开口上，其中，第一个单独的嵌入部件和第二个单独的嵌入部件适合于借助实现电绝缘的连接件构成单独的嵌入件。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，另一个绝缘件是单层的或者多层的膜。

这种膜或膜布置对于现有的解决方案被用于第一与第二汇流排之间的电绝缘，这种膜或膜布置现在有利地设置用于，与单独的嵌入件或者作为单独的嵌入件的第一和第二单独的嵌入部件相结合来构造汇流排之间的绝缘空间。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，电接头设置用于将汇流排与作为电构件的电容器和/或与作为电构件的功率半导体模块电连接。

在根据本发明的装置的另一种有利的构设计方式中，第一汇流排开口作为第一汇流排的第一电接头具有漏斗形状的压印，和/或第三汇流排开口作为第二汇流排的第二电接头具有漏斗形状的压印。

借助漏斗形状的压印(einpressung)，能够以有利的方式应对电构件的生产商对与汇流排的电连接在工程设计上的特征方面提出的特殊要求。因此，可以通过电接头上的漏斗形状的压印补偿电子构件的连接元件(例如连接螺栓)之间在构造上的区别。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，第三汇流排开口位于具有第一汇流排开口的连接平面内。

这个连接平面的形成使得在技术上能够更加有效地使用根据本发明的装置，必要时还由此引起了成本优势，因为尤其是可以使用具有标准的或规范的连接元件的电构件用于与汇流排的电连接，从而可以减少由于电构件中不同类型的连接元件导致的连接问题。

在根据本发明的装置的另一种有利的设计方式中，漏斗形状的压印构造在绝缘件的方向上，和/或另一个漏斗形状的压印构造在绝缘件的方向上。

这种设计方式同样也有利地能够补偿电子构件的连接元件(例如连接螺栓)之间在构造上的区别。

为了实现该目的，还提出了一种配有根据本发明的装置的变流器，包括带有第一汇流排和第二汇流排的直流电压电路，其中，在变流器运行时，在第一汇流排上施加第一电势，并且在第二汇流排上施加第二电势，并且包括至少一个电构件，其能够借助电接头与第一和第二汇流排电连接。

在变流器的一种有利的设计方式中，至少一个电构件是电容器和/或功率半导体模块。

附图说明

本发明的上述属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法结合下面借助附图详尽阐述的实施例更加清楚易懂。图中示出：

图1是根据本发明的装置的第一示意图，该装置用于将至少一个电构件与第一和第二汇流排以及汇流排之间的绝缘件电连接，

图2是图1所示的装置的第二示意图，该装置具有单独的、用作绝缘件的嵌入件，以及

图3是变流器的示意图，它具有图1和图2所示的根据本发明的装置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的装置vo，用于将至少一个电构件be与第一和第二汇流排1、2电连接。在电运行时，这两个汇流排1、2具有彼此不同的电势p+、p-。在第一与第二汇流排1、2之间布置有绝缘件9，绝缘件具有第一和第二绝缘件开口10、11。该绝缘件9的任务是，使这两个汇流排1、2彼此电绝缘。

在第一汇流排1处布置有第一汇流排开口3和第二汇流排开口5，第一汇流排开口设置作为第一电接头4。在第二汇流排2处布置有第三汇流排开口6和第四汇流排开口8，第三汇流排开口设置作为第二电接头7。第一绝缘件开口10、第一汇流排开口3和第四汇流排开口8重叠，同样地，第二绝缘件开口11、第三汇流排开口6和第二汇流排开口5也一样。

绝缘件9具有第一绝缘件开口10的第一开口限定部12，第一开口限定部伸入到第二汇流排2的第四汇流排开口8中。此外，绝缘件9具有第二绝缘件开口11的第二开口限定部13，第二开口限定部伸入到第一汇流排1的第二汇流排开口5中。

第四汇流排开口8在第二汇流排2的背离绝缘件9的第一侧17处具有第一边缘15，其中，第一开口限定部12延伸超过第一边缘15。此外，第二汇流排开口5在第一汇流排1的背离绝缘件9的第二侧18处具有第二边缘16，其中，第二开口限定部13延伸超过第二边缘16。

在绝缘件9的绝缘件开口10、11的这两个开口限定部12、13处以敞开的沟渠形状构造有卷边14。

越过绝缘件9的卷边14，示出了在第一汇流排1的第一汇流排开口3与第二汇流排2的第四汇流排开口8之间的爬电距离ks。绝缘件9的该爬电距离ks必须在可能造成损害之前就克服电压击穿。相比爬电距离ks，空气距离ls明显更短。在电压击穿的情况下，同样必须要克服该空气距离ls。

在图1的示例中显示，第一绝缘件开口10大于第一汇流排开口3，并且第二绝缘件开口11大于第三汇流排开口6。

连接元件30实施作为电构件be的连接螺栓32，用于它与汇流排1、2的电连接。连接元件30穿引过第一汇流排1的第一汇流排开口3和第二汇流排2的第三汇流排开口6。为了将连接元件30、即连接螺栓32固定到汇流排1、2的电接头4、7处，设置了固定元件31，固定元件在图1中实施为固定螺母33。

根据本发明，这类用于将连接螺栓32固定到汇流排1、2处的固定螺母33在它们的直径方面具有比连接螺栓32更大的尺寸。其中一个固定螺母33穿引过绝缘件9的第一绝缘件开口10。第一绝缘件开口10因此设计为大于第一汇流排1的第一汇流排开口3。

绝缘件9在图1中完整地延伸过它的朝向汇流排1、2的面。此外，绝缘件9一体地构成。

图2示出了基于图1的根据本发明的装置vo的实例。在第一汇流排1与第二汇流排2之间有绝缘空间20，以用于使这两个汇流排1、2电绝缘。在绝缘空间20内，绝缘件9构造作为单独的嵌入件19。此外，绝缘件9与绝缘空间20内的另一个绝缘件21处于直接连接。

图2中的绝缘件9仅仅占据绝缘空间20的一个较小部分，这使得当绝缘件9如图1所示那样一体地构成时，单独的嵌入件19的移除和再次装入更简单。

第一绝缘件开口10处的第一个单独的嵌入部件28可以与第二绝缘件开口11处的第二个单独的嵌入部件29一起形成单独的嵌入件19，其中，借助实现电绝缘的连接件34能够将这两个单独的嵌入部件28、29机械地连接成单独的嵌入件19。

实现电绝缘的连接件34如下地构造，即，它的电绝缘效果与每个单独的嵌入部件28、29类似或者与单独的嵌入件19类似。

图1和图2分别示出了在其作为第二汇流排2的第二电接头7的第三汇流排开口6处的漏斗形状的压印27。在此，漏斗形状的压印27分别构造在绝缘件9的方向上。借助漏斗形状的压印27例如可以补偿在电子构件be的这两个连接元件30(两个连接螺栓32)之间的构造上的区别。

图2还示出了连接平面26，在该连接平面上共同地布置有第一汇流排1的第一汇流排开口3和第二汇流排2的第三汇流排开口6。

在图3中示出了具有根据本发明的装置vo的变流器24，该装置在变流器24的直流电压电路25上运行。在直流电压电路25中的第一汇流排1处，在运行时施加第一电势p+，并且在直流电压电路25的第二汇流排2处，在运行时施加第二电势p+。至少一个电构件be借助电接头4、7与第一和第二汇流排1、2电连接。

与汇流排1、2电连接的至少一个电构件be是电容器22和/或功率半导体模块23。