[发明专利]用于开关设备的双端口热管结构

说明书

技术领域

本发明涉及开关设备断路器，并更具体地，涉及一种用于防止开关设备的腔室中温度升高的冷却装置。

背景技术

开关设备配置具有基于超过环境室温的热量升高的电流限制。通常希望将开关设备主母线上的最热点的最高温度限制为105℃(假定超过40℃的环境温度上升65℃)，如标准IEEE 37.20.2规定的。典型的中高压金属铠装开关设备布置由于发热而具有的最大连续电流额定值为约3000A。希望增加这一额定电流。由主母线和断路器部件中的电流产生的热量能够通过使用在每三个或每四个开关设备框架上安装的风扇的强制空气冷却来进行冷却。然而，这种解决方案在许多情况下并不实用，包括在耐电弧开关设备的情况下，这是因为电弧故障的副产物必须被包含在开关设备的内部。

因此，需要提供一种更有效和低成本的方法将开关设备内部的热量移到周围室内环境中。

发明内容

本发明的一个目的是为了满足上述需要。根据本发明的原理，该目的是以如下方式实现的，即提供一种用于开关设备的冷却装置。该开关设备具有壳体，其具有多个腔室，所述腔室包括包含至少一个断路器的断路器腔室、容纳与断路器相连接的主母线的主母线腔室、以及电缆腔室。冷却装置包括至少一个蒸发器，其被构造和布置为安装在其中一个腔室中。蒸发器包括蒸发器板和盖板，所述蒸发器板具有在其中限定通道结构的表面，所述盖板覆盖蒸发器板的一部分以密封通道结构。冷凝器设置在高于蒸发器的位置。第一流体导管将蒸发器板与冷凝器流体连接。第二流体导管，独立于第一流体导管，将蒸发器板与冷凝器流体连接。工作流体处于通道结构中，以便在蒸发器中被加热成蒸汽状态，其中第一流体导管被构造并布置为将蒸汽传送到冷凝器，第二流体导管被构造和布置为被动地将冷凝后的工作流体返回到蒸发器的通道结构中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种冷却开关设备的方法。该开关设备具有壳体，其具有多个腔室，所述腔室包括包含至少一个断路器的断路器腔室、容纳与断路器相连接的主母线的主母线腔室、以及电缆腔室。该方法提供了至少一个蒸发器，其包括蒸发器板和盖板，所述蒸发器板具有在其中限定通道结构的表面，所述盖板覆盖蒸发器板的一部分以密封通道结构。蒸发器被安装在一个腔室中。冷凝器设置在高于蒸发器的位置，其中第一和第二流体导管将蒸发器与冷凝器流体连接。工作流体处于蒸发器中。热量从蒸发器被传递到工作流体，以使得工作流体被蒸发，其中蒸发的蒸汽通过第一流体导管被传送到冷凝器。在冷凝器中冷凝的工作流体通过第二流体导管被动地返回到蒸发器中。

考虑到下面的详细描述和所附的权利要求并参考附图，以上所有形成本申请的一部分，本发明的其它目的、特征和特点，以及操作的方法和结构相关元件的功能，部件的组合和制造的经济性将变得更加明显。

附图说明

根据以下对优选实施例的详细描述，并结合所附附图，将更好地理解本发明，其中相同的标号指示相同的部件，其中：

图1是根据一个实施例的形式为热管结构的冷却装置的视图，其示出为安装在开关设备中。

图2是图1的热管结构的流体导管和蒸发器的放大图，其中所示的蒸发器具有透明的盖板，为清楚起见，示出了其内部通道结构。

具体实施方式

参考图1，示出了形式为热管结构的冷却装置，总体由10表示，其安装在总体由12表示的开关设备12中。在该实施例中，开关设备12优选为室内的中压或高压金属铠装开关设备，其具有约4000安培的最大连续电流额定值。本文所用的术语“中压开关设备”和“高压开关设备”是互换使用的，而且指的是额定操作在1kV或超过1kV的开关设备。通常，开关设备12包括壳体，例如金属铠装壳体14，其用于容纳开关设备的部件。壳体14可以含有一个或多个独立的腔室，例如含有一个或多个断路器18的断路器腔室16、容纳主母线22的主母线腔室20，以及电缆腔室24。在所示的实施例中，断路器18是三极抽出式类型断路器。断路器18连接到初级触头27，它们由初级套管板26a、26b支撑并连接到主母线22的载流汇流排28。

如上所述，开关设备12的主母线22具有相对于环境温度进行测量的温升限制措施。根据本实施例，热管结构10应用蒸发回收冷却装置，其中蒸发器30位于与主母线22、汇流排23、立管、电缆连接、和/或初级触头27相关联的方便且关键的点，优选当前采用常规铜空间板的位置。