CN104541337B - 具有冷却体的阀式放电器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀式放电器(1)和用于将来自阀式放电器(1)内部的热量输出到阀式放电器(1)的周围环境中的冷却体(2)。所述冷却体(2)具有圆柱形的基体(5)，基体(5)的表面具有基面(7)、与该基面(7)平行的遮盖面(8)和连接基面(7)和遮盖面(8)的外周面(9)。冷却体(2)还具有多个布置在基体(5)上的薄片(6)，其中每个薄片(6)片状地设计，并且布置在基体(5)的外周面(9)上。

Description

具有冷却体的阀式放电器
技术领域
本发明涉及一种阀式放电器和用于阀式放电器的冷却体。
背景技术
阀式放电器是用于限制过电压的过电压保护器。阀式放电器尤其用在封闭的空间内，在这种空间内阀式放电器能够设计为无壳体的设备。无壳体的阀式放电器例如用于在用于高压直流传送的设备的所谓的阀塔内的过电压限制。在这种阀塔内使用半导体开关、尤其是可控硅元件，它会被过高的过电压损伤或者损坏。无壳体的阀式放电器经常被冷却，以便提高其负载能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有更好冷却装置的阀式放电器。
所述技术问题根据本发明通过具有权利要求1所述的冷却体的阀式放电器所解决。
本发明有利的实施例由从属权利要求给出。
根据本发明的具有冷却体的阀式放电器能够使得来自阀式放电器内部的热量输出到阀式放电器的周围环境中。冷却体具有圆柱形的基体，它的表面具有基面、与该基面平行的遮盖面和连接基面和遮盖面的外周面。此外，冷却体还具有多个布置在基体上的薄片，其中，每个薄片片状地设计，并且布置在基体的外周面上。根据本发明的阀式放电器具有多个根据本发明的冷却体和多个放电器阀片、优选是金属氧化物电阻。在此，在每两个放电器阀片之间布置一个冷却体，从而每个冷却体的遮盖面和基面分别与放电器阀片热接触，并且每个冷却体的每个薄片的表面构成阀式放电器的外表面。
通过基体能够有利地吸收热量，并且将热量导向薄片。薄片在外周面上的布置、即在基体的外侧上的布置能够实现将热量散发到阀式放电器的周围环境中。薄片的片状结构设计产生相对于冷却体的外周面更大的表面，用来散热到阀式放电器的周围环境中。基体的圆柱形结构设计与阀式放电器的已知的圆柱形结构方式相匹配，并且尤其能够实现简单的堆积和冷却体与阀式放电器的放电器阀片的良好的热接触。
本发明的第一优选实施例规定，每个薄片设计为基本上平坦的扁平体，并且与基体的基面构成不同于90°的倾斜角。扁平体在此理解为三维主体，该三维主体沿二维的延伸面延伸，并且它沿延伸面的面法线的最大尺寸明显小于延伸面的线性尺寸。如果延伸面是平坦的，则扁平体基本上是平坦的。基本上平坦的扁平体与平面所成的角理解为在扁平体的延伸面和平面之间所围成的角。
本发明的这些实施例尤其有利的是，阀式放电器的多个冷却体相互重叠地布置，从而它们的圆柱轴线竖直地布置、即平行于重力方向地布置。随后，薄片的表面倾斜于重力方向地布置，因而重力方向不在该表面内延伸。因此，该表面在与重力方向正交的平面上的投影相对于薄片沿重力方向的定向放大。因此，冷却体的薄片提供了加热的空气，这些空气在重力场内上升，所述薄片提供了用于散热的更大的有效平面。此外，该有效平面促使上升的空气转向，从而形成螺旋状的上升气流，该上升气流在阀式放电器的周围环境内产生提高的换气。不仅薄片的有效散热面的扩大、而且换气的提高都有利地改进了冷却体的冷却功能。
本发明的这个第一实施例的改进方案规定，所有的薄片与基体的基面构成相同的倾斜角。
因此，所有薄片以相同的程度倾斜于重力方向地定向。这能够在阀式放电器的周围环境中形成可预知的和可计划的气流、并且尤其防止空气堵塞。
本发明可选的第二优选实施例规定，至少一个薄片设计为弯曲的扁平体。弯曲的扁平体在此理解为一种扁平体，它的延伸面具有弯曲的测地学线。
本发明的这种实施例还能够有利地通过薄片的有效散热面积的扩大实现薄片改进的冷却效果，并且通过在阀式放电器的周围环境中气流的影响实现换气的提高。
在本发明的上述两个实施例中，每个薄片优选垂直于基体的外周面竖立。
因此，薄片表面与基体的外周面的间距有利地被最大化，并且由此薄片的冷却效果被进一步地优化。
此外，冷却体优选由导电材料、例如由铝制成。
因此，冷却体有利地除了用于散热之外还能够用于在阀式放电器内的导流。
通过在每两个放电器阀片之间布置冷却体和将薄片布置在阀式放电器的外侧上，能够有利地将热量从两个放电器阀片输出到冷却体、导向薄片，并且被薄片输出到阀式放电器的周围环境中。冷却体的改进的冷却效果有利地改进了阀式放电器的负载能力。借助根据本发明的阀式放电器，能够在相同的持续电压下实现明显更低的保护电位，由此能够节省所谓的阀等级、即放电器阀片层，并且能够降低阀式放电器的大小。
放电器阀片和冷却体优选塔状地相互重叠的堆积布置，其中，所有冷却体的基面垂直于阀式放电器的纵轴线竖立。
如果阀式放电器的纵轴线定向在重力方向，则阀式放电器的构造方案能够通过薄片的有效散热面积的扩大实现上述薄片的有利改进的冷却效果，并且通过在阀式放电器的周围环境中气流的转向实现换气的提高。
此外，阀式放电器优选具有绝缘件、例如由硅酮构成的绝缘件，该绝缘件至少部分地包围放电器阀片，并且与阀式放电器的周围环境电绝缘。
绝缘件尤其有利地沿阀式放电器的外侧避免电流泄漏。
在阀式放电器的其它优选构造方案中，每个冷却体都由导电材料制成，并且相互电连接放电器阀片，在该放电器阀片之间布置冷却体。
以这种方式，冷却体有利地用于电连接放电器阀片，因而尤其不再需要放电器阀片的附加的电连接。
此外，至少一个冷却体优选贴靠在放电器阀片上。
本发明的构造方案能够在冷却体和放电器阀片之间实现直接的热接触和必要时还实现电接触，并且能够简化阀式放电器的结构。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式和方法结合下面对实施例的说明来更详细和明确地进行阐述，所述实施例结合附图被更详细地说明。附图为：
图1是阀式放电器的局部立体剖面图，
图2是阀式放电器的一个区段的立体图，和
图3是用于阀式放电器的冷却体的立体图。
相互对应的部将在所有附图中用相同的附图标记标示。
具体实施方式
在图1和2中局部地示出阀式放电器1。在此，图1示出阀式放电器1的立体截面图，并且图2示出阀式放电器1的部分立体图。
阀式放电器1具有多个冷却体2、多个放电器阀片3和多个绝缘件4。在此，放电器阀片3和冷却体2塔状地上下相叠地堆积布置，因而一个冷却体2布置在每两个放电器阀片3之间。
图3示出其中一个冷却体2的立体图。冷却体2由铝制成，并且设计为一体式的。冷却体2具有基体5和多个布置在基体5上的片状的薄片6。
基体5基本上设计为平坦的圆柱体，因而它的表面具有平坦的基面7、与基面7平行的平的遮盖面8和连接基面7和遮盖面8的、不一定平坦的外周面9。基体5的下侧面和上侧面可选地分别具有环形的凹槽10，该凹槽使得冷却体2的定位和固定更加容易。
薄片6被沿外周面9的圆周肋片状的并排地布置在基体5的外周面9上，并且分别垂直于外周面9竖立。每个薄片6设计为基本上平面的扁平体，并且具有与外周面9相连接的隔片部段6.1和连接在隔片部段6.1上的端部段6.2。端部段6.2具有基本上扁平的正六面体的形状。在此，六面体的第一侧面6.3设计为菱形的、面朝外周面9和与隔片部段6.1相连接。同样是菱形的第二侧面6.4平行于第一侧面6.3地延伸，并且背离外周面9。
端部段6.2的两个菱形的侧面6.3、6.4分别具有一条较长的对角线和一条较短的对角线，其中，两个菱形侧面6.3、6.4的较长的对角线相互平行地布置。两个菱形侧面6.3、6.4的较长的对角线限定了端部段6.2的横截面，该横截面与和基体5的基面平行的平面构成不等于90°的倾斜角。该倾斜角在此对于冷却体2的所有薄片6都是相同的。因此，冷却体2的所有薄片6倾斜于基体5的圆柱轴线布置。
放电器阀片3分别设计为圆柱体形状的金属氧化物电阻。放电器阀片3和冷却体2的基体5相互同轴地布置，因而它们的圆柱轴线在一条直线上，该圆柱轴线构成阀式放电器1的纵轴线。
放电器阀片3的基面和遮盖面的半径与冷却体2的基体5的基面7和遮盖面8的半径相一致。冷却体2的基体5的基面7设在布置在遮盖面下方的放电器阀片3的遮盖面8上，冷却体2的基体5的遮盖面8贴靠在布置在基面上方的放电器阀片3的基面7上。薄片6的表面构成阀式放电器1的外表面。
绝缘件4由硅酮制成。该绝缘件分别设计为环形的，并且分别包括放电器阀片3的外周面9。绝缘件4的面朝放电器阀片3的内表面贴靠在放电器阀片3的外周面9上。绝缘件4的外表面具有帽檐状环绕的外拱形结构。
垂直地布置阀式放电器1，因而它的纵轴线沿重力方向延伸。当在过电压的情况下电流流过阀式放电器1时，会加热放电器阀片3。冷却体2的基体5吸收放电器阀片3的热量，并且将热量导向了它的薄片6。薄片6将热量输出到阀式放电器1周围环境的空气中。加热的空气在重力场内上升。通过将薄片6斜置沿阀式放电器1的外侧产生加热空气的螺旋形的向上延伸的气流，它在图2中通过箭头的方向来标示。
虽然在细节上通过优选的实施例详细阐述和图示了本发明，但是本发明并不受所公开的实施例的限制，并且本领域技术人员由此还能够推导出其它的变型方案，只要不脱离本发明的保护范围即可。例如，所有的或者单个的薄片6还能够被设计为弯曲的扁平体，以代替基本上平坦的扁平体。

Claims (9)

1.一种阀式放电器(1)，具有多个放电器阀片(3)和多个用于将来自阀式放电器(1)内部的热量输出到阀式放电器(1)的周围环境中的冷却体(2)，其中，
-所述冷却体(2)具有圆柱形的基体(5)，所述基体的表面具有基面(7)、与所述基面(7)平行的遮盖面(8)和连接所述基面(7)和遮盖面(8)的外周面(9)，并且，所述冷却体还具有多个布置在基体(5)上的薄片(6)，并且
-每个薄片(6)片状地设计，并且布置在所述基体(5)的外周面(9)上，
其特征在于，
-在每两个放电器阀片(3)之间布置一个冷却体(2)，
-因而，每个冷却体(2)的遮盖面(8)和基面(7)分别与放电器阀片(3)导热接触，
-并且每个冷却体(2)的每个薄片(6)的表面构成阀式放电器(1)的外表面，
-每个薄片(6)设计为基本上平坦的扁平体，并且和平行于所述基体(5)的基面(7)的平面构成不同于90°的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，所有的薄片(6)和平行于所述基体(5)的基面(7)的平面构成相同的倾斜角。
3.根据权利要求1所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，每个薄片(6)垂直于基体(5)的外周面(9)伸出。
4.根据权利要求1所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，所述冷却体(2)由导电材料制成。
5.根据权利要求4所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，所述冷却体(2)由铝制成。
6.根据权利要求1至5之一所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，所述放电器阀片(3)和所述冷却体(2)塔状地相互重叠地堆积布置，其中，所有冷却体(2)的基面(7)垂直于阀式放电器(1)的纵轴线竖立。
7.根据权利要求1至5之一所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，所述阀式放电器具有绝缘件(4)，所述绝缘件(4)至少部分地包围所述放电器阀片(3)，并且与所述阀式放电器(1)的周围环境电绝缘。
8.根据权利要求1至5之一所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，每个冷却体(2)都由导电材料制成，并且布置在相互电连接的所述放电器阀片(3)之间。
9.根据权利要求1至5之一所述的阀式放电器(1)，
其特征在于，至少一个冷却体(2)贴靠在放电器阀片(3)上。
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