CN106796851A - 包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在电子服务装置、特别是在低压电力开关中的短路开关过程之后出现的开关气体(30)的、包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统。该系统由开关气体冷却组件和颗粒捕获组件形成。在从至少一个开关室出口(15)流出的开关气体(30)的流动路径的下游，开关气体冷却组件(10)布置在排气室中。在至少一个开关室出口(15)后面的空间中，并且在开关气体(30)进入开关气体冷却组件(10)之前，布置了流元件(20)，开关气体(32)能够围绕流元件流动，该流元件具有等于或大于开关室出口(15)的横截面(16’)的横截面(16”)。流元件(20)用作颗粒捕获组件并由此用作开关气体冷却组件的保护装置。

Description

包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统
技术领域
本发明涉及用于在电子安装仪器、特别是在低压断路器中的短路开关操作之后产生的开关气体的、包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统。
背景技术
当切断诸如断路器的安装仪器中的电流时，在触点断开时会形成开关电弧。电弧加热开关室中的空气，导致压力增大，由此使得加热的气体经由排气口流出——以下称为排气。这些被加热且导电的气体还包含高度分散的固体颗粒和熔融金属颗粒，并且一旦所述气体离开了安装仪器，所述气体的导电性也随成分和气体温度而变化。在设计开关室(外壳强度)时，必须考虑排气过程(温度、腔室压力)。
关于通孔的整体横截面，开关气体冷却组件的尺寸基本上取决于安装仪器的开关容量或标称电流并由其确定。尺寸通常被优化，以便产生高冷却能力。这通常需要开关气体冷却组件中的相对狭窄的通孔。
关于现有技术的具有狭窄通孔的开关气体冷却组件，以下设备因此应当通过示例被提到：
在低压断路器中的冷却设备是已知的，其中使用密网眼的金属网或栅格(EP0817223 B1)。另一实施例形成为板叠层(DE 102012110409 A1)。
将通孔形成为狭窄通孔是不利的，因为在一段时间后，通孔被在废气中携带的颗粒堵塞，从而损坏开关气体冷却组件。开关气体冷却组件中的流动横截面减小。冷却作用下降，这反过来又影响开关室的压力和开关条件。
发明内容
本发明的目标是提供一种组件，其对变得阻塞的开关气体冷却组件提供保护。
该问题的解决方案可以在独立权利要求的特征部分中找到，另外的实施例在从属权利要求中阐述。
本发明由此涉及一种用于在电气安装仪器中、特别是在低压断路器中的短路开关操作后产生的开关气体的、包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统，其中在离开至少一个开关室出口的开关气体的流动路径的下游处，开关气体冷却组件布置在排气室中，以及形成为颗粒捕获组件的至少一个平面流元件布置在所述至少一个开关室出口后面的空间中并在开关气体进入开关气体冷却组件的位置的前面，开关气体可以围绕所述流元件流动，该流元件具有等于或大于开关室出口的横截面的横截面。
本发明的另外的优选实施例在以下阐述：
在下文中形成为颗粒捕获组件的流元件还意欲被称为“挡板”。其用作用于保护开关气体冷却组件的装置。
金属颗粒具有比气体大的惯性。如果在排气流中放置适当的流元件，则颗粒朝着由流元件形成的障碍物直线前进。然而，气体被偏转并在开关气体冷却组件的方向上围绕障碍物流动。沉淀物附着至障碍物并固化在那里。通过优化挡板的设计和位置，颗粒不向侧面溅射。
障碍物可由垂直于流动方向的扁平材料构成。障碍物的表面被确定为等于或大于排气口的横截面。
障碍物的另外的优选形状可以是具有凹面曲率的挡板。这样的凹形可以包括壳状。根据开关机构和开关室的几何设计和/或安装仪器的电力相关配件，凹形挡板应该被定向以使得凹形凸出部分被设置为在与开关气体流动方向相反的方向上打开的壳或开放腔。
流元件应当以大于流元件的宽度的与冷却组件的间距固定在冷却组件的前面。在最佳配置中，在开关室侧，流元件应当处于一距离以使得在开关室中生成的电弧不跳到流元件。
流元件包括用于固定在排气室中的固定部件。
流元件应当是金属的或由陶瓷制成。金属挡板的使用是有利的，因为颗粒冷却速度更快，并保持附着至障碍物。
流元件应当布置在流动路径的下游、每个开关室出口的后面。
开关气体冷却组件用于冷却在电子安装仪器的开关操作期间和之后产生的热气体。冷却组件位于热开关气体的流动路径中，并且包括狭窄的通孔。该冷却组件的材料具有高热导率和高热容量。通孔是直的或平面的，并与开关气体的流动方向平行地布置，以使得开关气体不被偏转。
开关气体冷却组件的材料和尺寸优选地被设计用于安装仪器的短路开关。
开关式气体冷却组件是由形成长方体的金属板形状组成的板组件。金属板安装仪器形成不可释放地彼此连接的冷却板的自支撑结构。冷却组件的冷却板可以与流动元件的位置平行地布置。
通孔的整体横截面基本上取决于安装仪器的开关容量或标称电流并由其确定。包括冷却组件和挡板的系统组件的尺寸主要与在短路期间的开关容量有关，由于在开关短路时，开关机构被放置在最大量的应力下，并且在这种情况下，离开组件的开关气体可以随它们携带固体或液体颗粒。
附图说明
本发明在几个图中示出，其中：
图1是组件的详细立体图，以及
图2是本发明的详细视图(在截面上)。
具体实施方式
图1是组件的立体图，其中示出了开关气体冷却组件10、包括两个排气口(开关室出口15)和两个流元件(挡板20)的开关室盖14。开关气体冷却组件10位于排气室(未示出)中，并占据整个排气室。挡板20形成与开关气流方向30相反的开放空腔。开关气流可以扫过挡板，从排气口出来的粒子撞击挡板并留在那里。
为了在还容纳冷却组件的排气室中固定挡板，在挡板中设置相应的凹槽22”。此外，挡板可以由小金属销22’保持就位。
包括接触机构和可能的电弧淬火装置等的开关室位于排气口的前面，因此热的开关气体主要通过排气口离开。
开关气体冷却组件中的通孔12可以被形成为平坦的平面槽，使它们仅以对充分冷却气体是必要的流动阻力作用于开关气体。
冷却金属片原则上可以平行或垂直于挡板的布置，这取决于制造的角度。
以下典型说明是关于尺寸和测量的。
由冷却板11形成的块(10)是立方形，也具有平面侧面。平面端面可以是矩形的，例如，具有400和1000平方毫米之间的表面。然而，该冷却板的尺寸也可以由于材料的选择而变化，根据冷却板的吸热量，厚度测量可以具有更小或更大的值。
然而，这些尺寸不限于端面的立方形尺寸。如前所述，尺寸是由所需的冷却效果确定的，冷却效果应适应短路开关容量。所有冷却板优选地具有相同的厚度。冷却板的厚度可以在400至1000μm之间。板叠层可以由多达60个相同的冷却板组成。
通孔12优选地具有相同的宽度和深度。可以根据期望的气体质量流量来度量横向于流动方向的每一个槽的宽度：在100和500μm之间。冷却板的在流动方向上的长度可以是40-100毫米。
图2是该组件的截面平面图，其中仅示出一个开关室出口15和一个挡板20。冷却组件10的端面上的冷却板由参考数字12表示，并且冷却组件的端面中的通孔(槽)用参考数字11表示。
图2示出矩形挡板。这些板在矩形的纵向上连续成角度，因此形成C形或V形横截面。角度的大小可以优选地是90°或更少。开关气体流扫过挡板(32)，所携带的颗粒40直接撞击在挡板上并被保留在那里。挡板的宽度16”和高度适应开关室出口15的宽度和高度。挡板的横截面应当与至少开关室出口的横截面一致或更大。
挡板位于开关室盖14和冷却组件10之间，间距17(挡板的前缘与冷却组件的入口表面之间)优选地大于挡板的宽度16”。由此，挡板后面的流尽可能均匀，并且冷却组件可以被有效地使用。
已经提到，挡板的尺寸与开关室出口的横截面相适应。挡板可以在一侧或两侧延伸，以便它们可以通过这些延伸件固定在排气室中。
挡板所在的空间优选地大于开关盖上的出口的表面积。因此，气流可以在挡板周围扫过。
总的来说，本发明涉及一种用于在电气安装仪器中、特别是在低压断路器中的短路开关操作后产生的开关气体30的包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统。该系统由开关气体冷却组件和颗粒捕获组件构成。开关气体冷却组件10布置在排气室中，在开关气体30的流动路径的下游处留下至少一个开关室出口15。流元件20布置在至少一个开关室出口15后面的空间中，并且在开关气体30进入开关气体冷却组件10的前面，开关气体可以围绕流元件流动，该流元件具有横截面16”，其等于或大于开关室出口15的横截面16’。流元件20用作颗粒捕获组件，因此用作保护开关气体冷却组件的装置。
附图标记的列表
10 排气室中的开关气体冷却组件
11 冷却板
12 10中的通孔(槽)
14 开关室盖
15 开关室出口(排气横截面)
16’ 出口的横截面
16” 流元件的表面或横截面
17 挡板前缘与冷却组件之间的间距
20 流元件(挡板)
22’，22” 挡板固定装置(销，孔)
30 流出开关室的开关气流(流动路径)
32 扫过的气流
40 颗粒(液滴，固体)

Claims (8)

1.一种用于在电子安装仪器、特别是在低压断路器中的短路开关操作之后产生的开关气体(30)的、包括开关气体冷却组件和颗粒捕获组件的系统，其中在离开至少一个开关室出口(15)的开关气体(30)的流动路径的下游处，所述开关气体冷却组件(10)布置在排气室中，以及形成为颗粒捕获组件的平面流元件(20)布置在所述至少一个开关室出口(15)后面的空间中并在所述开关气体(30)进入所述开关气体冷却组件(10)的位置的前面，开关气体(32)能够围绕所述流元件流动，所述流元件具有等于或大于所述开关室出口(15)的横截面(16’)的横截面(16”)，
其特征在于，所述开关气体冷却组件(10)由平行的冷却板(11)形成，并且所述流元件(20)被配置为使得面向所述开关室出口(15)的所述流元件(20)的前缘与所述开关气体冷却组件(10)相隔大于所述流元件(20)的宽度(16”)的间距(17)。
2.根据前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述流元件(20)具有凹形，并以与在所述开关气流方向(30)相反的方向上打开的空腔的形式固定在所述排气室中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述流元件(20)包括用于固定在所述排气室中的固定部件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述流元件(20)是金属的或由陶瓷制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述流元件(20)布置在所述流动路径(30)的下游、每个开关室出口(15)的后面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述冷却板(11)由具有高热导率和高热容量的材料制成，所述冷却板(11)之间的通孔(12)是平面的并平行于所述开关气体(30)的流动方向。
7.根据前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述开关气体冷却组件(10)的材料和尺寸被设计用于所述安装仪器的短路开关。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述冷却板(11)与所述流元件(20)的位置平行地布置。
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