用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置，该布置包括开关设备面板

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置和方法


[0001]本文的实施例总体上涉及开关设备中的温度控制
。
具体地，本专利技术提供了一种用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置和方法
。

技术介绍

[0002]通常，开关设备是容纳在外壳
(
壳体
)
中的电气组件的集合，用于控制
、
调节
、
保护和隔离电力系统中提供的一个或多个电气设备
。
开关设备主要被用于输电和配电系统
。
开关设备中的电气组件包括但不限于电气开关
、
断路器
、
熔断器
、
隔离器
、
继电器
、
电流和电位互感器
、
指示仪表
、
避雷器和控制面板
。
在操作条件期间，一些电气设备
(
诸如发电机
、
输电和配电系统
)
在连接至高电源或电网时可能会生成
/
消散热量
。
特别是，在负载电流下操作期间，电气设备的触头处生成的热量等于
I2R1损耗，其中“I”表示负载电流的值并且“R
1”是触头的电阻
。
类似地，载流导体生成的热量等于
I2R2，其中“I”表示负载电流的值并且“R
2”是导体的电阻
。
随着负载电流的值增大，在触头处生成和从导体生成的热量也会增加
。
根据
IEC
等管理标准，指定了开关设备的最大温度和温升
(
即，高于环境温度
)
的极限
。
例如，当由于较高的负载电流而生成较高的热量时，那么可以提高将开关设备的最大温度和温升控制在指定极限内的复杂性
。
[0003]常规上，这种实例通过在开关设备的外壳内实施自然冷却或强制冷却来避免
。
大多数情况下，空气被用作开关设备的外壳的优选冷却剂
。
然而，从设计角度来看，控制开关设备的外壳内的温升是一项具有挑战性的任务
。
因为，针对较高电流
(3150A
以上的范围
)
的开关设备，从设计角度来看，一个挑战是在高横截面
、
开关设备面板的大小与实现优选介电性能的临界距离之间执行密切的讨价还价
。
在这种场景中，控制外壳内的温升是复杂的
。
[0004]为了克服复杂化，考虑了影响开关设备中的温升的参数进行评估
。
影响温升的参数包括但不限于电气组件的额定电流
、
导体的材料
、
导体的横截面
、
外壳中的气流
、
传导表面周围的介质的温度
。
特别是针对较高电流
(3150A
以上的范围
)
的开关设备，电气组件的额定电流
、
导体的材料和导体的横截面是不变的
。
在中压开关设备中，选择更高的导体横截面会导致开关设备的大小和成本增加
。
因此，为了控制温升，考虑了与外壳中的气流和传导表面周围的介质的温度相关的影响开关设备中的温升的参数
。
另外，增强来自导体和
/
或气流的传热并且为导体选择适当的材料可以提高传热系数“h”(W/m2)。
根据传热理论，传热系数提高5个单位会导致温升减少
10
至
15
摄氏度
。
[0005]考虑到气流的增强，选择冷却技术是后续的选项
。
例如，如果在中压开关设备中实施自然冷却，则可能由于气流或循环不足而导致温升增加
。
另外，没有可以引导气流通过的介质，因此难以增强气流
。
[0006]因此，需要一种用于控制开关设备中的温升的布置和方法
。

技术实现思路

[0007]本公开的目的是缓解
、
减轻或消除现有技术中的一个或多个上面标识的缺陷和缺
点，并且至少解决上述问题
。
[0008]鉴于前述内容，本文的实施例提供了用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置的第一方面和用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的方法的第二方面
。
[0009]根据实施例的第一方面，用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置包括开关设备面板的一个或多个触头和至少一个热电设备
。
开关设备面板的一个或多个触头传递在开关设备中生成的热量
。
至少一个热电设备包括第一基座和第二基座
。
至少一个热电设备被适当地安装在开关设备面板的一个或多个触头中的每个触头上，以从开关设备面板的一个或多个触头去除热量
。
来自开关设备面板的一个或多个触头的热量通过在第一基座和第二基座上产生温差来去除
。
[0010]根据一个实施例，开关设备面板的一个或多个触头包括至少一个接触引脚，该接触引脚包括至少两个端部
。
至少一个接触引脚的一个端部被连接至母线系统的至少一个传入
/
传出端子，并且至少一个接触引脚的另一端部被连接至断路器的至少一个移动触头的至少一个传入
/
传出端子的至少一个郁金香簇触头
。
断路器的至少一个移动触头生成热量并且将热量传递到至少一个接触引脚
。
该至少一个接触引脚被认为是开关设备的热区域
。
[0011]根据实施例，至少一个热电设备被优选地安装在至少一个接触引脚中提供的空腔的内周中
。
至少一个热电设备的第一基座朝向至少一个接触引脚定位
。
至少一个热电设备的第二基座朝向开关设备中的区域定位，从而在至少一个热电设备的第一基座和第二基座上产生温差
。
第一基座的温度高于至少一个热电设备的第二基座的温度，并且当与至少一个接触引脚的温度相比时，开关设备中的区域处于相对低的温度
。
[0012]根据实施例，该布置还包括至少一个风扇，该至少一个风扇使用由于由塞贝克效应在至少一个热电设备的第一基座和第二基座上产生的温差而从至少一个热电设备生成的电力来激活
。
至少一个风扇激活面板的至少一个接触引脚和断路器的至少一个移动触头周围的强制冷却
。
[0013]根据实施例，至少一个风扇与至少一个热电设备一起被定位在至少一个接触引脚中提供的空腔中
。
至少一个热电设备的第二基座朝向至少一个风扇的外周定位，以在与至少一个接触引脚的温度相比时产生相对低的温度
。
至少一个风扇还通过多个跳线被附接至至少一个散热器，以将热量进一步从至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于使用热电设备来控制开关设备中的温度的布置，所述布置包括，开关设备面板
(100)
的一个或多个触头，传递在所述开关设备中生成的热量；至少一个热电设备
(107)
，包括第一基座和第二基座；并且其中所述至少一个热电设备
(107)
被适当地安装在所述开关设备面板
(100)
的所述一个或多个触头中的每个触头上，以通过在所述第一基座和第二基座上产生温差来从所述开关设备面板
(100)
的所述一个或多个触头去除热量
。2.
根据权利要求1所述的布置，其中所述开关设备面板
(100)
的所述一个或多个触头包括至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
；其中所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
包括至少两个端部；其中所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
的一个端部被连接至母线系统
(101)
的至少一个传入
/
传出端子
(102
，
103)
，并且所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
的另一端部被连接至断路器
(108)
的至少一个移动触头的至少一个传入
/
传出端子
(104a
，
104b)
的至少一个郁金香簇触头；并且其中所述断路器
(108)
的所述至少一个移动触头生成所述热量并且将所述热量传递到所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
，并且所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
被认为是所述开关设备的热区域
。3.
根据权利要求2所述的布置，其中所述至少一个热电设备
(107)
被优选地安装在所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
中提供的空腔的内周中；其中所述至少一个热电设备
(107)
的所述第一基座朝向所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
定位，并且其中所述至少一个热电设备
(107)
的所述第二基座朝向所述开关设备中的区域定位，从而在所述至少一个热电设备
(107)
的所述第一基座和所述第二基座上产生所述温差；其中所述第一基座的温度高于所述至少一个热电设备
(107)
的所述第二基座的温度；并且其中在与所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
的温度相比时，所述开关设备中的所述区域处于相对低的温度
。4.
根据权利要求3所述的布置，其中所述布置还包括至少一个风扇
(105a
，
105b)
，所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
使用由于由塞贝克效应在所述至少一个热电设备
(107)
的所述第一基座和所述第二基座上产生的所述温差而从所述至少一个热电设备
(107)
生成的电力来激活，并且其中所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
激活所述面板
(100)
的所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
和所述断路器
(108)
的所述至少一个移动触头周围的强制冷却
。5.
根据权利要求4所述的布置，其中所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
与所述至少一个热电设备
(107)
一起被定位在所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
中提供的所述空腔中；其中所述至少一个热电设备
(107)
的所述第二基座朝向所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
的外周定位，以在与所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
的所述温度相比时产生所述相对低的温度；并且其中所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
还通过多个跳线被附接至至少一个散热器，以将所述热量进一步从所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
和所述至少一个郁金香指状物
/
簇触头
(104a
，
104b)
驱除；其中所述多个跳线被提供在所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
与所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
之间
。
6.
根据权利要求4所述的布置，其中所述至少一个风扇
(105a
，
105b)
由包括热塑性金属合金的材料制成；并且其中所述一个或多个触头由包括铝
、
铜和金属合金的材料制成
。7.
根据权利要求2所述的布置，其中所述至少一个热电设备
(107)
被安装在所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
中提供的所述空腔的所述内周中；其中所述至少一个热电设备
(107)
被连接至外部电力供应，以在所述至少一个热电设备
(107)
的所述第一基座和所述第二基座上产生所述温差；并且其中所述第一基座的温度高于所述至少一个热电设备
(107)
的所述第二基座的温度
。8.
根据权利要求7所述的布置，其中所述至少一个热电设备
(107)
的所述第二基座被定位在所述开关设备的所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
中提供的所述空腔的所述内周中，并且所述至少一个热电设备
(107)
的所述第一基座朝向至少一个散热器定位，从而通过由珀尔帖效应吸收和释放所述开关设备中生成的所述热量来从所述至少一个接触引脚
(106a
，
106b)
和所述断路器
(108)
的所述至少一个移动触...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨钦，
申请(专利权)人：ABB，
类型：发明
国别省市：