开关装置和用于这种装置的辐射板制造方法及图纸

本发明专利技术涉及对发电机开关（２０，２１，２２）热负荷能力的改善。如所公知的，在发电机开关（２０，２１，２２）之间对于不同的相（Ｒ，Ｙ，Ｂ）使用辐射板（５，５０，５１，５２）以通过对流消散来自相邻封装侧壁（３０ｂ）的辐射热。根据本发明专利技术，在发电机开关（２０，２１，２２）封装盖（３ａ）附近，辐射板（５，５０，５１，５２）具有至少一个带拐角的板（５０ａ），用于在封装盖（３ａ）方向引导至少上升气流（９）中的一个分气流（９），并使气流沿封装盖（３ａ）方向。示例性实施例包括：辐射板（５，５０，５１，５２）与外壳（３）电热绝缘；辐射板（５，５０，５１，５２）在内表面（５ａ）上带有水平偏转的空气引导结构（５１ａ，５１ｃ）；成角度金属板（５０ａ）的倾斜与封装盖（３ａ）上的平直区域（３０ａ）相匹配；成角度金属板（５０ａ）指向封装盖（３ａ）上的冷却元件（６）。优点包括：发电机开关（２０，２１，２２）改善了散热，提高了额定电流传送能力，并且／或者构造理紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体涉及电气发电和配电系统的
，特别涉及高电压或中电压系统中强电流或高电压用的开关装置。如独立专利权利要求前序部分所述，本专利技术涉及特别通过开关装置来输送和/或开关强电流或高电压的装置，并且还涉及具有这类装置的电气系统。现有技术从现有技术中可以获知各种高电压开关装置和强电流开关装置。具体地说，在发电机和高电压变压器之间的封装的强电流开关，所谓的发电机开关，承受非常高的热负荷。封装的电气设备的额定功率受到最大允许温度限制。当以额定电流操作时，一定不能超过该温度，从而限制了开关装置的最大额定电流。在被动冷却情况下，操作时产生的热量通过对流，热传导和热辐射等热传递方式散发到环境中。在带有基于单相封装的系统的三相装置，如强电流开关装置中，与其它相相比，中心相承受更严重的热负荷。在这种情况下，通过穿过侧壁辐射进行散热是不可能的，因为中心相和外部相的封装温度是差不多的。对于中心相，是通过对流和热传导来散热的。对于外部两个相，还可完全在侧壁上散热，即通过对流和辐射散热。如果散热增加，则设备的额定电流承载能力也提高。为此已知一些带有冷却装置或空调设备的主动空气冷却系统。这些系统的缺点是存在操作时冷却系统发生故障的危险，因此用户不愿接受。EP1 022 830公开了带有主动冷却装置的电气高电压系统的部分。冷却装置包括两个风扇，风扇在发电机开关的封装内产生空气循环并从而改善了从导电体向外壳的散热。对于三相相互并排布置的发电机开关，相邻的封装侧壁构成两个烟囱形管道，在管道内或者自然地或者借助外部风扇产生对流。此外，热能可借助相邻封装侧壁之间的一个或两个中间壁通过热传导和热辐射被外壳吸收，还可与对流的气流一起向上散发。还公开了带有增大表面积的装置的中间壁，以改善向对流气流散热。具体地，公开了带有垂直纵向肋的中间壁或带有宽或窄垂直波纹的结构，它们提供了垂直的引出管道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于输送和/或开关强电流和/或高电压的电气设备以及带有这种设备的电气高电压系统，其优点是提高了额定功率和/或结构更紧凑。根据本专利技术，该目的是通过独立权利要求的特征实现的。在第一方面，本专利技术包括用于输送和/或开关强电流和/或高电压的电气高电压系统的部分，包括用于至少三相的电气设备，其中设备布置在封装内并被封装盖盖住，相邻的封装分别通过至少一个封装侧壁交换热量，至少两个中间板还布置在两个封装侧壁之间，用于吸收来自至少一个封装侧壁的热量和向封装侧壁之间垂直上升的气流散热，在这种情况下至少两个中间板中的至少一个是气流导向辐射板，其在封装盖附近的空气出口区域具有至少一个带拐角的板，以在至少封装盖之一的方向上引导上升气流的至少一个分气流，和将气流导向封装盖或使其沿封装盖。封装或外壳相互足够密封以阻止穿过相互面对的外壳侧壁直接向环境散热。根据本专利技术，至少一个气流导向辐射板将垂直气流引导到盖方向上，从而被更好地冷却。因此，在系统部分中以简单的方式改善了通过被动冷却产生的散热。因此，系统可输送更高的操作电流，和/或可设计得更小。在如权利要求2中所述的示例性实施例中，通过流经封装的感应电流保护辐射板不变热，或者通过热传导使其不变热，或者可通过将热传导到环境中来额外使其被动冷却。如权利要求3中所述的示例性实施例具有这样的优点，即垂直内部气流被阻挡以防止被过度加热的内部气流产生的入流，而只允许温度较低的外部气流产生的入流。如权利要求4和5中所述的示例性实施例具有这样的优点，即一对辐射板允许通常较热的内部气流和通常较冷的气流被相互独立地引导或输送，这样尽可能强并且同时尽可能冷的气流被导向封装盖区域。权利要求6-7公开了引导气流的辐射板与设备外壳盖上的被动散热片之间的有利相互作用。权利要求8-9指定了辐射板的有利设计和布置的标准。本专利技术还涉及辐射板本身，并涉及包括具有根据本专利技术辐射板的封装的设备的电气系统。从下面的描述、附图和从属权利要求中可以明显地看出本专利技术的其它实施例，优点和应用。附图说明图1示出了穿过3相发电机开关装置的横截面，其中该装置带有根据本专利技术在相之间带拐角的辐射板；图2a-2d示出了辐射板示例性实施例；图3，4示意性展示了在两相之间具有一个辐射板或两个辐射板的热平衡；图5示出了带和不带辐射板的热平衡计算。在附图中，同一零件使用相同的附图标记。具体实施例方式图1示出了穿过3相高电压或中电压系统部分1的横截面，其中该系统具有电气设备20，21和22。这种系统适合传输兆瓦到千兆瓦范围的高电力水平。在这种情况下，出现的电流和电压分别在千安和千伏范围。典型的系统包括多相发电机导出装置，其中单个相R，Y，B内的操作电流在5和30千安之间，操作电压例如在10到36千伏之间。这种高电压系统具有部分1，由于较高的功率损耗，在部分1内会产生严重的发热。在部分1中，接触连接，如开关点承受相当大的发热。在内导体4内产生的热通过热传导散发到导出装置，并通过自然对流和辐射散发到外壳3。设备20，21，22可以是电气装置，开关装置，电缆，线路，线路段或类似物，通常传送高电压的连续高电流，从而被加热。这特别涉及高电压开关装置或高电流开关装置，如仅作为示例示出的发动机开关20，21，22。每个发电机开关20，21，22包括一个用于在相R，Y，B之一内传导电流的内导体4和封装3，其中封装3带有封装盖3a和封装下部3b，封装下部3b是例如槽形或U形。反向电流通过封装3流向接地电位，借此保护穿过内导体4的电流磁场不受外部影响。发电机开关相20，21，22相互并排地布置在极架(POLE FRAME)7上。在图1中，两个辐射板5，50，51，52分别布置在相邻且至少部分相对的封装侧壁30b之间。辐射板5，50，51，52通常具有平行于封装侧壁30b延伸的大面积，并且沿两个相邻封装3，3或相R，Y，B之间的连线较薄。如果有三个，并且只有三个相R，Y，B，那么在中心相Y和两个外相R，B之间分别布置至少两个，并且可取的是仅布置两个辐射板5，50，51，52。没有辐射板固定在外相R，B的外壁上。这里，即使没有任何辐射板，也能保证通过辐射与环境交换热量，因为周围温度始终比辐射板温度低。固定在外封装3外侧上的辐射板甚至会起到辐射屏蔽的作用，并可能使散热更差。在相邻的封装侧壁30b之间有烟囱形升起的气流9，9i，这样热量仅通过对流从辐射板5排放到环境中。由于没有电流穿过辐射板并且它们仅被来自封装侧壁30b的辐射加热，所以辐射板5的温度比封装侧壁低，并同时被对流9，9i良好地冷却。这样，通过从侧壁30b向辐射板5方向上的辐射产生的热交换过程。根据本专利技术，在封装盖3a附近的空气出口区域5e，辐射板5分别具有至少一个带拐角的板50a，以在至少封装盖3a，特别是相关的或最近的封装盖3a之一的方向上引导至少上升气流9中的一个分气流9，以使气流指向该封装盖3a。辐射板5的基本功能是在相同的温度增加两个表面30b，具体地是侧壁30b之间的辐射交换。气流指向盖3a，通过将辐射板5设计为气流导向元件额外增加了向盖3a的散热。下面描述优选实施例。为避免辐射板5，50，51，51内的阻抗热损失，辐射板5，50，51，52与封装3，3a，3b电绝缘。通常辐射板5，50，51，52还与封装3绝热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于传送和／或开关强电流和／或高电压的电气高电压系统的部分（１），包括用于至少三相（Ｒ，Ｙ，Ｂ）的电气设备（２０，２１，２２），其中该设备（２０，２１，２２）布置在封装（３）内并被封装盖（３ａ）盖住，相邻封装（３）分别通过至少一个封装侧壁（３０ｂ）交换热量，此外至少两个中间板布置在两个封装侧壁（３０ｂ）之间并用于吸收来自至少一个封装侧壁（３０ｂ）的热量和向在封装侧壁（３０ｂ）之间垂直上升的气流（９）散热，其特征在于，中间板的至少一个是气流导向辐射板（５，５０，５１，５２），其在封装盖（３ａ）附近的空气出口区域（５ｅ）具有至少一个带拐角的板（５０ａ），以在至少封装盖（３ａ）之一的方向上引导至少上升气流（９）的一个分气流（９），并使气流指向封装盖（３ａ）。

【技术特征摘要】
EP 2003-8-13 03405592.11.用于传送和/或开关强电流和/或高电压的电气高电压系统的部分(1)，包括用于至少三相(R，Y，B)的电气设备(20，21，22)，其中该设备(20，21，22)布置在封装(3)内并被封装盖(3a)盖住，相邻封装(3)分别通过至少一个封装侧壁(30b)交换热量，此外至少两个中间板布置在两个封装侧壁(30b)之间并用于吸收来自至少一个封装侧壁(30b)的热量和向在封装侧壁(30b)之间垂直上升的气流(9)散热，其特征在于，中间板的至少一个是气流导向辐射板(5，50，51，52)，其在封装盖(3a)附近的空气出口区域(5e)具有至少一个带拐角的板(50a)，以在至少封装盖(3a)之一的方向上引导至少上升气流(9)的一个分气流(9)，并使气流指向封装盖(3a)。2.根据权利要求1中所述的系统部分(1)，其特征在于，所述辐射板(5，50，51，52)a)与封装(3)电绝缘，并且提供了电位补偿，以避免阻抗损失，和/或b)与封装(3)绝热，c)与散热装置(8)导热连接以借助热传导(QW1’)进行额外的散热。3.根据前述权利要求之一中所述的系统部分(1)，其特征在于，带拐角的板(50a)具有与封装盖(3a)或封装侧壁(30b)上部区域(5e)的形状配合连接，以阻挡在封装侧壁(30b)和相关辐射板(5，50，51，52)之间垂直上升的内部气流(9i)。4.根据前述权利要求之一中所述的系统部分(1)，其特征在于，a)在两个相邻封装侧壁(30b)之间布置了两个，并且仅布置了两个辐射板(5，50，51，52)，该辐射板分别具有面向相关封装侧壁(30b)的内表面(5a)和面向另一个辐射板(5，50，51，52)的外部侧面(5b)，b)并且每个辐射板(5，50，51，52)都具有一个带拐角的板(50a)，其中带拐角的板(50a)向相关封装侧壁(30b)的方向弯曲。5.根据权利要求4中所述的系统部分(1)，其特征在于，a)为在封装侧壁(30b)和至少辐射板(5，51，52)之一之间产生水平的内部气流(10)，在辐射板(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：M普莱内斯，JC毛罗克斯，M拉克纳，T舍内曼，叶向阳，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]