带冷却的高压开关制造技术

本发明专利技术涉及一种带冷却的高压开关，具体而言，封装式高压开关包括产生热量的导体、包围该导体的金属盒体、以及冷却单元。冷却单元的冷却器固定在盒体的实施成装配板的部件上并具有布置在盒体外的冷却肋。在冷却器的构造成冷却块的截段中，冷却肋的至少一部分布置成与装配板平行且如此地保持在固定于装配板处的热量分配器处，即，使得在热量分配器的两侧分别形成两组冷却槽中的一组，在这些组中，冷却槽分别按照三明治的样式而布置且相对于水平线倾斜地指向。通过冷却器的构造和布置实现尽可能地不依赖开关的周围环境的冷却能力。因此该开关以提高的额定电流承载能力而出众。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压
并涉及根据权利要求1的前序部分的高 压开关。这种开关通常构造成功率开关、负荷开关或断路开关，并且， 具有一个或多个多相交变电流导体、容纳该一个或多个导体的金属盒体(Metallkapselung)、以及至少 一个冷却单元(Kuehlelement)，利用该 冷却单元将高压设备中的开关运行期间由于该一个或多个导体中的 电流损耗而产生的热量从盒体中除去。如果开关用于承载高电流的设 备，例如发电机引线(Generatorableitung)，则其在介于lkV和70kV之 间的额定电压下传导典型地在6kA和40kA之间的额定电流。如果开 关应用在高压网的气体隔绝式封装式(gekapsdten)开关设备中，则其在 介于70kV和800kV之间的额定电压下传导典型地为2kA至6kA的额 定电流。在所提及的电流下由于欧姆损耗发生导体(其大部分为管状)的强 烈的变热。导体通常包括高压开关的额定电流通路(Nennstrombahn), 因为在那里由于触点而出现比导体的材料中更高的电流损耗且由此 还出现更高的热形成。在额定电流运行期间，在开关中不允许超过按 标准规定的最高温度，例如105。C，并因此不允许超过由此得出的最 大温升，例如65。C,从而，开关的最大额定电流受到限制。因此，通 过导体的冷却而将损耗热量从设备中除去，以使导体的运行温度保持 在所允许的最高温度之下。
技术介绍
在文件EP 1 496 534 Bl和文件EP 1 657 731 Al中描述了开头所 提及类型的构造成三极发电机开关的开关极的高压开关。该开关具有布置在金属盒体中的相导体，在发电机引线中的开关的运行中，由于 欧姆电流损耗，该相导体变热。因此，高压开关包括带有保持在金属 盒体上的冷却器的冷却单元。冷却器固定在盒体的实施成装配板的部件上并具有布置在盒体外的冷却肋(Kuehlrippen)。在相导体中形成的 热量通过盒体中所存在的空气(EP 1 496 534 Bl)或通过在相导体处蒸 发的液体的蒸汽(EP 1 657 731 Al)而输送给冷却器。通过空气的冷却 或者相应地(resp.)通过蒸汽的冷凝而放出的热量由冷却器吸收并通过 冷却肋而放出至环境空气。因此，在本质上不改变的尺寸下实现了开 关的较高的电流承载能力。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供这样的开头所提及类型的高压开关，该开 关尽管构造简单且金属盒体尺寸维持不变但以提升的额定电流承载 能力而出众。在根据本专利技术的高压开关中，在冷却器的构造成冷却块的截段 中，冷却肋的至少一部分布置成与金属盒体的装配板平行且如此地保 持在固定于装配板处的热量分配器处，即，使得在热量分配器的两侧 分别形成两组冷却槽中的一组，在其中，冷却槽各自按照三明治的样 式(nach Art eines Sandwichs)布置且相对于水平线倾斜地指向 (ausrichten)。由此冷却器的效率被提高，因为，由于冷却槽的相对于水平线倾 斜的布置实现了烟自效应(Kaminwirkung)。在冷却槽上端处流出的已 变热的空气在此持续地被冷的环境空气所代替(该冷的环境空气在冷 却槽的下端处被吸耳又且在此从冷却肋吸收热量)。由于该冷却过程主要 地由设备的热参数(例如冷却肋的温度和外部空气的温度之间的差)所 决定，因而该过程几乎与难以顾及的外部干扰因素(例如风和日射)无 关。因此，即使在弱风下或在强日射下也可实现良好地产生的穿过冷 却器的冷却空气流。因此，与在^f艮据现有^a术的、带有在其中冷却肋直接布置在金属盒体外侧面处且通常与金属盒体外侧面形成直角的 冷却器的高压开关中相比，在根据本专利技术的高压开关中更多的热量可被导出。此外，由于三明治结构，冷却肋不直接地遭受周围环境的影响且 因此与根据现有技术的高压开关中的冷却肋相比明显更少地受污染。 此外，通过三明治结构实现了这样的构造得相当紧凑的冷却器——与 结合在根据现有技术的开关中的冷却器相比，在相同体积下，该冷却 器具有更大的表面积且由此也具有更高的效率。在采用热管(Waermerohr)作为冷却单元时，根据本专利技术的开关的该有利的效果是 尤其有利的，因为，热管的、由其冷却器的过^f氐的性能(由于不利的环 境影响、例如过于小的风或过于强烈的日射)所导致的失效被避免。如果在根据本专利技术的开关中热量分配器构造成板且利用从冷却 肋突出的棱(Kante)安置在装配板处，则导体中产生的热量尤其均匀地 在相关联的冷却块中被分配。由于有足够空间可提供给板(相对于金属 盒体而言在径向上)，所以大量的热量可净皮;故出到环境空气中且因此更 大的额定电流可被传导。如果被引导穿过装配板的固定元件例如通过切削加工(尤其是例 如铣削)而成形到棱中，则冷却块可在生产冷却器时以生产技术方面有 利的方式(优选通过焊接)而安置在装配板处。在导体中形成的热量典型地可通过辐射、金属盒体中的绝缘气体 (尤其是例如空气)的对流(Konvektion)、金属盒体中的绝缘气体的强制 循环，或通过在导体处蒸发的液体的蒸汽的冷凝而从导体到达冷却 器。如果热量通过在导体处蒸发的液体的蒸汽的冷凝而到达冷却器(例 如借助热管)，则可取的是，热量分配器具有用于将热量从金属盒体输 送至冷却器中的蒸汽的冷凝的空腔。出于生产技术的原因，如果被引 导穿过装配板并与装配板刚性地相连接的空心的凸耳被成形到棱中 (空心的凸耳将空腔与冷却单元的布置在盒体内部的蒸发器相连接)， 则是有利的。那么， 一方面，热量分配器(且由此，相关联的冷却块也)利用该凸耳而被配合到装配板的开口中且例如通过焊接而真空密封地(vakuumdicht)附在装配板处。而另一方面，同时还实现了用于热量 分配器的空腔和蒸发器之间的蒸汽和液体的真空密封的连接。在一种适用于大量生产的且由此特别成本低廉的用于制造冷却 块的方法中，热量分配器和冷却肋的固定在热量分配器处的部分应实 施成挤压成的空心型材(stranggepresstes Hohlprofil)。如果冷却块具有 该型材的按定尺剪切(abgelaengten)并在端面处与封闭片真空密封地相 焊接的截段，则冷却块可特别简单地由该空心型材制成。为达到特别高效的冷却能力，有利的是，在装配板处固定有至少 两个构造成尽可能地相同的冷却块，且在装配板的背对冷却块的侧面 处保持有空心的集流槽(Sammelkanal),该集流槽与蒸发器且与两个冷 却块中的每个的空腔真空密封地相连接。为了保证冷却器的可靠的运行并由此确保根据本专利技术的高压开 关的可靠的运行，集流槽具有真空密封地与蒸发器相连接的管接头 (Rohrstutze)以及至少一个构造成空心的、用于辅助仪器(例如服务装置 和/或过滤器)的真空密封的联结的连接件。通过如下方式，即，在这些冷却块中的一冷却块的背对集流槽的 那些端部处安装有布置在盒体外的、将热量分配器的空腔彼此连接的 连接通道，则使得冷却器中的液体和蒸汽的循环变得容易且由此提高 了冷却器的冷却能力。因此可额外地将热量从金属盒体中导出，且相 应地，根据本专利技术的高压开关可承载进一步地更高的额定电流。附图说明接下来借助附图进一步解释本专利技术的实施例。其中图1显示了穿过根据本专利技术高压开关的、示意性地示出的实施形式的截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装式高压开关，其包括产生热量的导体（１０），包围所述导体（１０）的金属盒体（２０），以及带有冷却器（Ｋ，Ｋ’）的冷却单元（３０，３０’），该冷却器（Ｋ，Ｋ’）固定在所述盒体（２０）的实施成装配板（２２）的部件上且具有布置在所述盒体外的冷却肋（４１），其特征在于，在所述冷却器的构造成冷却块（４０）的截段中所述冷却肋（４１）的至少一部分布置成平行于所述装配板（２２）且如此地保持在固定于所述装配板处的热量分配器（４２）处，即，使得在所述热量分配器（４２）的两侧分别形成冷却槽（４３）的两个组中的一个组，在所述组中，所述冷却槽（４３）分别地按照三明治的样式而布置且相对于水平线倾斜地指向。

【技术特征摘要】
EP 2008-8-20 08162664.01.一种封装式高压开关，其包括产生热量的导体(10)，包围所述导体(10)的金属盒体(20)，以及带有冷却器(K，K’)的冷却单元(30，30’)，该冷却器(K，K’)固定在所述盒体(20)的实施成装配板(22)的部件上且具有布置在所述盒体外的冷却肋(41)，其特征在于，在所述冷却器的构造成冷却块(40)的截段中所述冷却肋(41)的至少一部分布置成平行于所述装配板(22)且如此地保持在固定于所述装配板处的热量分配器(42)处，即，使得在所述热量分配器(42)的两侧分别形成冷却槽(43)的两个组中的一个组，在所述组中，所述冷却槽(43)分别地按照三明治的样式而布置且相对于水平线倾斜地指向。2. 根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述热量分配器(42) 构造成板且利用从所述冷却肋(41)中突出的棱(44)而固定在所述装配 板(22)处。3. 根据权利要求2所述的开关，其特征在于，被引导穿过所述装 配板(22)且与所述装配板刚性地相连接的固定元件(50)被成形到所述 棱(44)中。4. 根据权利要求2或3所述的开关，其特征在于，所述热量分配 器(42)具有用于将热量从所述盒体(20)输送到所述冷却器(K)中的蒸汽 的冷凝的空腔(45)。5. 根据权利要求4所述的开关，其特征在于，被引导穿过所述装 配板(22)且与所述装配板刚性地相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC莫劳克斯，G斯特丁，M拉克纳，B威德默，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[]