[发明专利]带冷却的高压开关

说明书

技术领域

本发明涉及高压技术领域并涉及一种封装式高压开关。这种封装 式高压开关包括产生热量的导体，包围所述导体的金属盒体，以及带 有冷却器的冷却单元，该冷却器固定在所述盒体的实施成装配板的部 件上且具有布置在所述盒体外的冷却肋。

背景技术

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1kV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(gekapselten)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℃，并因此不允许超过由此得出的最 大温升，例如65℃，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。

在文件EP1496534B1和文件EP1657731A1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(EP1496534B1)或通过在相导体处蒸 发的液体的蒸汽(EP1657731A1)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。

发明内容

本发明的任务是，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。

在根据本发明的高压开关中，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(nachArteinesSandwichs)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 斜的布置实现了烟囱效应(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 却槽的下端处被吸取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，与在根据现有技术的、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，在根据本发明的高压开关中更多的热量可 被导出。