CN101027739A - 带有通风井的绝缘材料外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绝缘材料外壳(1)，其带有一个用于容纳开关管的固定部段(2)和一个沿纵向连接在该固定部段(2)上的驱动部段(3)，所述固定部段装有输入连接件(5)，所述驱动部段具有用于将驱动运动引入到开关管内的驱动口以及装有输出连接件(8)，其中，设有一个与驱动部段(3)的内腔连通的通风井(12)，为了通过该通风井即便在较高电流情况下也能提供足够高的冷却功率，本发明建议，所述通风井(12)环套形式地包绕所述固定部段(2)。

Description

带有通风井的绝缘材料外壳
技术领域
本发明涉及一种绝缘材料外壳，其带有一个用于容纳开关管的固定部段、一个沿纵向连接在该固定部段上的驱动部段，所述固定部段装有输入连接件，所述驱动部段具有用于将驱动运动引入到开关管内的驱动口以及装有输出连接件，其中，设有一个与驱动部段的内腔连通的通风井。
另外，本发明还涉及一种具有绝缘材料外壳的固体绝缘的开关极(Schalterpol)，在所述外壳内安置一开关管。
背景技术
例如从中国实用新型CNZL00246088.2中已经已知一种这样的绝缘材料外壳和一种这样的固体绝缘的开关极。在那里所公开的绝缘材料外壳中浇注一开关管，该开关管在其位置固定的静触头上与一个可从外部、亦即从绝缘材料外壳的外部接触的输入连接件通过螺栓连接。开关管在其背离输入连接件的一侧具有金属端盖，该端盖被一个可运动导引的开关杆卡紧。该开关杆通过一个柔性的导电带与一个输出连接件相连，该输出连接件同样可从外部接触。为了将驱动运动引入到开关杆上，所述柔性导电带可以实现导电地将动触头连接到输出连接件上，绝缘材料外壳具有开口，驱动杆延伸通过该开口。该驱动杆用于将驱动单元的驱动运动引入到所述开关杆上。在接通状态，电流流过输入连接件、开关管的触头、开关杆、导电带以及输出连接件。由于较高的欧姆电阻尤其在导电带上产生热能形式的与电流强度相关的逸散能耗。为了排出该热量设有通道形式的通风井，该通风井通过入口与绝缘材料外壳的内腔连通。上升的加热空气通过入口进入到通风井中以及最终排放到大气中。因此将该热量从绝缘材料外壳中排出，同时通过绝缘材料外壳的驱动口将冷的环境空气吸回。
该已知的绝缘材料外壳所存在的缺点是，通过通道形式的通风井产生的冷却功率尤其在更高电流情况下是不够用的。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的固体绝缘的开关极和绝缘材料外壳，利用它们即便对于高电流也能提供足够高的冷却功率。
本发明是这样解决上述技术问题的，即，所述通风井环套形式地(kragenfrmig)包绕所述固定部段。
按照本发明对流不再如现有技术那样通过狭长的冷却通道产生。而是提供了一种环套形式的通风井，该通风井包绕所述固定部段的一个在其中安装了开关管的宽的区段。通风井可以完全或仅局部地包绕所述固定部段。但是重要的是，通过围绕固定部段的环形通风井提供了比现有技术明显更大的冷却功率。在此，当然也可以在通风井中设置加固筋(Verstrkungsrippe)，这些加固筋是不透气的或者可以具有透气的流通区域。加固筋用于通风井的机械稳定。
在横截面视图中，所述通风井的两个狭长侧的边界壁相对于所述固定部段的中心有利地成至少40°的角度。
在一个优选的实施例中，所述通风井朝其背离所述驱动部段的端部方向缩小。通过通风井的这种渐缩性导致在通风井的出口端形成一喷口部段。在该喷口区域内通过通风井的空气流的流速比在该通风井的更大抽吸口处的流速大，通风井通过该抽吸口与所述驱动部段相连通。按照这种方式达到了烟囱效果，由此还进一步提高了该绝缘材料外壳的冷却功率。
所述固定部段有利地设计成管状以及所述驱动部段设计成截锥形，其中，所述固定部段的内直径小于所述驱动部段的内直径。该固定部段相宜地与安装在绝缘材料外壳中的开关管尺寸相匹配。为了避免在开关管与绝缘材料外壳之间进入空气，通常设有弹性衬垫，该弹性衬垫此外还在开关管具有更高温度时补偿均衡不同的热膨胀以及有助于避免在绝缘材料外壳上出现裂纹。通过在固定部段下方设置的驱动部段的截锥形结构有助于增强由通风井产生的烟囱效果。由此还进一步提高冷却功率。
按照一项与此相关的相宜扩展设计，所述通风井的边界壁连续且无阶梯地延续所述驱动部段的截锥形的外轮廓。按照这种方式不仅提供了烟囱效果，而且与此同时还保证了尽可能紧凑的绝缘材料外壳。
所述固定部段与所述驱动部段相宜地借助于过渡凸肩相互连接。在此，所述固定部段和所述驱动部段彼此成形相连以及设计成一体式的，从而可以在一个铸造过程中制成所绝缘材料外壳。
所述输入连接件有利地与冷却体相连，其中将所述通风井设计成，使得从该通风井中出来的空气流对准该冷却体。通过绝缘材料外壳和开关管构成的固体材料绝缘的开关极是针对较高电流设计的，将输入连接件与冷却体导热地相连，有利于进一步排出热量，从而增大了导热的金属材料的表面，而在该表面上提供与环境空气高的热交换率。通过使空气流对准冷却体定向，明显地提高了冷却功率，从而也可以控制更高的电流。
附图说明
下面借助于附图对实施例的描述内容是本发明其他相宜的扩展设计和优点，在附图中相同功能的构件以相同的附图标记标注。附图中：
图1表示本发明固体绝缘外壳的一个实施例的透视图；
图2以从上方观察的透视俯视图表示图1所示的绝缘材料外壳；
图3表示从下方观察的绝缘材料外壳的仰视图以及进而表示出该外壳的内部结构。
具体实施方式
图1以透视图示出了按照本发明的固体绝缘外壳1的一个实施例。该固体绝缘外壳1具有一个基本上为空心圆柱体结构的固定部段2以及一个截锥形驱动部段3，该驱动部段沿纵向连接在固定部段上并且具有一个比固定部段2大的内直径。在固定部段2的上端部设计有一个安装筒4，在其中浇注由铜制成的输入连接件5。为了固定图中未示出的真空开关管，在安装筒4的后面设有安装孔6，真空开关管可穿过该安装孔固定地与输入连接件5通过螺栓连接。
在驱动部段3上同样成形有一个安装筒7，在其中浇注输出连接件8。通过安装一个真空开关管以及将该真空开关管与输入连接件5或与输出连接件8导电地相连可以获得固体绝缘的开关极。输入连接件5用于连接到一个具有相对于地电位而言10至50KV电压的高压导线上。在接通真空开关管的状态下所述输出连接件也处于高压电位上。外筋10用于延长绝缘材料外壳1的处于地电位上的底座9之间的漏电路径(Kriechweg)。
固定部段2部分区域通过过渡凸肩11过渡到驱动部段3。而在固体绝缘外壳1的后方部分中可以看到通风井12，其入口设计在驱动部段3与固定部段4之间的过渡区域内。在此，驱动部段3的外轮廓通过通风井12的圆周外界面连续地延伸，从而避免了在通风井12的区域内出现过渡凸肩11。换言之，通风井12连续且无阶梯地延续所述驱动部段3的外轮廓。通风井12多于圆柱形固定部段3一半地环绕，其中支杆(Haltestab)14用于增强通风井12的机械稳定性。
图2以从上方观察的透视示意图示出了图1所示的绝缘材料外壳。可以看到，输入连接件5通过安装孔6延伸，从而可以在事后通过螺栓连接真空开关管。另外，可以看到固定筋(Befestigungsrippe)15，当所述固体绝缘的开关极与相邻设置的其他开关极组合成一个开关时，所述固定筋15用于稳固所述固体绝缘外壳1或该固体绝缘的开关极。在此，每个开关极设计用于控制交流电网的一个相。
图3以从绝缘材料外壳1下方观察的仰视图表示该绝缘材料外壳1的内部结构。可以看到，绝缘材料外壳1可通过在底座9中的孔16固定地用螺栓连接。另外可以看到，在前面区域内构造有过渡凸肩11，而通风井12在一定程度上(quasi)延伸通过在上部区域在过渡凸肩11内的凹槽。通风井12的两个狭长侧面相对于固定部段2的中心成大约180°的角度。另外可以看到，通风井12朝其背离底座9的出口方向缩小，从而可以产生使冷却功率提高的烟囱效应。在将真空开关管安装在所述固定部段2中之后，在驱动部段3内部、尤其在输出连接件8的高度上、亦即在通风井12的抽吸口下方产生热量。热量尤其在动触头连接结构上产生，该动触头连接结构用于将真空开关管的可运动导引的开关杆导电地连接在位置固定的输出连接件上。这样一种动触头连接结构例如包括一个或多个导电带、一个滑动触头、一个滚动触头等。在动触头连接结构上产生高热量的原因是更高的电流通行损耗。通过将动触头连接结构准确地安置在通风井12的抽吸口下方可以使上升的热量直接进入到通风井中，从而明显地提高了冷却功率。按照本发明避免了如现有技术中的迷宫式空气流动路径。

Claims (8)

1.一种绝缘材料外壳(1)，其带有一个用于容纳开关管的固定部段(2)和一个沿纵向连接在该固定部段(2)上的驱动部段(3)，所述固定部段装有输入连接件(5)，所述驱动部段具有用于将驱动运动引入到开关管内的驱动口以及装有输出连接件(8)，其中，设有一个与该驱动部段(3)的内腔连通的通风井(12)，
其特征在于，所述通风井(12)环套形式地包绕所述固定部段(2)。
2.如权利要求1所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，在横截面视图中所述通风井(12)的两个狭长侧的边界壁(13)相对于所述固定部段(2)的中心(17)成至少40°的角度。
3.如权利要求1或2所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，所述通风井(12)朝其背离所述驱动部段(3)的端部方向缩小。
4.如权利要求1至3中任一项所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，所述固定部段(2)被设计成管状而所述驱动部段(3)被设计成截锥形，其中该固定部段(2)的内直径小于该驱动部段(3)的内直径。
5.如权利要求4所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，所述通风井(12)的边界壁连续且无阶梯地延续所述驱动部段(3)的外轮廓。
6.如权利要求1至5中任一项所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，所述固定部段(2)与所述驱动部段(3)至少局部借助于过渡凸肩(11)相连。
7.如权利要求1至6中任一项所述的绝缘材料外壳(1)，其特征在于，所述输入连接件(5)与冷却体相连，其中，所述通风井(12)被设计成，使得从该通风井(12)中出来的空气流对准该冷却体。
8.一种带有在其中安装开关管的绝缘材料外壳的固体绝缘开关极，其特征在于一个如权利要求1至7中任一项所述的绝缘材料外壳(1)。
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