DE102009020152B3

DE102009020152B3 - Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre und feststoffisolierter Schalterpol

Info

Publication number: DE102009020152B3
Application number: DE200910020152
Authority: DE
Inventors: Jörg MÖLLER; Fabian RÖHRIG
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: PT2427898E; EP2427898A1; ES2399336T3; HK1159309A1; CN102227793B; CN102227793A; WO2010127957A1; EP2427898B1

Abstract

Um ein Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre mit einem Festkontaktanschlussbereich und einem Bewegkontaktanschlussbereich und einem Antriebsabschnitt für eine Antriebsstange zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einem Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre sowie einer Belüftungsanordnung weiterzubilden, welches über eine verbesserte Wärmeabfuhr bei höherer Stromtragfähigkeit und höherer Bemessungsspannung aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Belüftungsanordnung durch mehrere durch Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses unter Ausbildung von Kriechstrecken voneinander getrennte Belüftungskanalsysteme für den Bewegkontaktanschlussbereich und den Festkontaktanschlussbereich gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre mit einem Festkontaktanschlussbereich und einem Bewegkontaktanschlussbereich und einem Antriebsabschnitt für eine Antriebsstange zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einem Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre sowie einer Belüftungsanordnung.
Ein derartiges Isolierstoffgehäuse ist beispielsweise aus der DE 102004047260 B4 bekannt. Das dort offenbarte Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre weist einen Festkontaktanschlussbereich und einen Bewegkontaktanschlussbereich auf sowie einen Antriebsabschnitt für eine Antriebsstange zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einen Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre. An dem Isolierstoffgehäuse vorgesehen ist eine Belüftungsanordnung in Form eines Belüftungsschachtes, welcher zum Abführen von erwärmter Luft aus dem Antriebsabschnitt des Isolierstoffgehäuses vorgesehen ist, womit eine Kühlung eines Strompfades im Bereich einer Bewegkontaktverbindung zwischen Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre und Bewegkontaktanschlussbereich bewirkt wird.
Ein weiteres Isolierstoffgehäuse der eingangs genannten Art ist aus der DE 296 01 769 U1 bekannt.
Aus der DE 102 49 614 B3 ist ein anderes Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre bekannt, welches innen und außen am Isolierstoffgehäuse vorgesehene Rippen aufweist, durch welche eine erhöhte Kriechstromfestigkeit erreicht ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Isolierstoffgehäuse der eingangs genannten Art weiterzubilden, welches über eine verbesserte Wärmeabfuhr bei hoher Stromtragfähigkeit und höherer Bemessungsspannung verfügt.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einem Isolierstoffgehäuse der eingangs genannten Art dadurch, dass die Be lüftungsanordnung durch mehrere durch Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses unter Ausbildung von Kriechstrecken voneinander getrennte Belüftungskanalsysteme für den Bewegkontaktanschlussbereich und den Festkontaktanschlussbereich gebildet ist.
Durch eine derartige Belüftungsanordnung mit voneinander getrennten Belüftungskanalsystemen sowohl für den Bewegkontaktanschlussbereich als auch für den Festkontaktanschlussbereich ist es möglich, bei einer hohen Stromtragfähigkeit und höheren Bemessungsspannung ausreichende Kriechstrecken zur Verfügung zu stellen, weil über die Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses zum Abtrennen der einzelnen Belüftungskanalsysteme voneinander ausreichende Kriechstrecken ausgebildet sind, so dass auch für hohe Bemessungsspannungen und Betriebsströme eine Überschlagsfestigkeit gewährleistet ist. Weiterhin wird mit einem separaten Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich auch im Festkontaktanschlussbereich entstehende Wärme effizient abgeführt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Antriebsöffnung des Isolierstoffgehäuses als Eintrittsöffnung eines ersten Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich ausgebildet, welches erste Belüftungskanalsystem über mindestens eine Austrittsöffnung auf einer dem Bewegkontaktanschlussbereich und dem Festkontaktanschlussbereich gegenüberliegenden Gehäuseseite verfügt. Mit einem derartigen Belüftungskanalssystem für den Bewegkontaktanschlussbereich ist in einfacher Weise eine effiziente Wärmeabfuhr im Bereich des Bewegkontaktanschlussbereiches des Isolierstoffgehäuses gewährleistet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Belüftungskanalssystem für den Festkontaktanschlussbereich mit mindestens einer Eintrittsöffnung oberhalb des Bewegkontaktanschlussbereiches und einer Austrittsöffnung im Festkontaktanschlussbereich vorgesehen. Mittels eines derartigen zweiten Belüftungskanalsystems ist in einfacher Weise eine Wärmeabfuhr im Bereich des Festkontaktanschlussbereiches des Isolierstoffgehäuses ermöglicht, weil eintretende Luft durch die mindestens eine Eintrittsöffnung am Festkontaktanschlussbereich des Isolierstoffgehäuses und somit am Festkontaktanschluss der Vakuumschaltröhre vorbeigeführt wird und zur Abfuhr der dort entstehenden Wärme im Strompfad geführt ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen feststoffisolierten Schalterpol für einen Leistungsschalter mit einem Isolierstoffgehäuse nach einer der obigen Ausführungsformen. Ein derartiger feststoffisolierter Schalterpol ist in vorteilhafter Weise für Leistungsschalter einsetzbar, welche erhöhte Anforderungen an Betriebsströme und Bemessungsspannungen aufweisen, weil mit einem derartigen feststoffisolierten Schalterpol mit einem Isolierstoffgehäuse eine verbesserte Wärmeabfuhr bei höheren Betriebsströmen ermöglicht ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
2 eine weitere perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
3 eine teilgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
4 eine weitere teilgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Isolierstoffgehäuses 1 für einen feststoffisolierten Schalterpol eines Leistungsschalters zur Aufnahme einer in der 1 firgürlich nicht dargestellten Vakuumschaltröhre. Das Isolierstoffgehäuse 1 umfasst eine Antriebsöffnung 2, einen Bewegkontaktanschlussbereich 3 und einen Festkontaktanschlussbereich 4. Die Antriebsöffnung 2 dient als Eintrittsöffnung für ein Belüftungskanalsystem des Bewegkontaktanschlussbereiches 3 bzw. des Bewegkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre, wobei die Luftströme zur Belüftung und Wärmeabfuhr des Bewegkontaktanschlussbereiches 3 in der 1 mit A, B und C gekennzeichnet sind, wobei A den eintretenden Luftstrom durch die Antriebsöffnung 2 kennzeichnet und mit B und C austretende Luftströme zur Wärmeabfuhr durch eine erste und eine zweite Austrittsöffnung 5 und 6 des Belüftungskanalsystems des Bewegkontaktanschlussbereichs bzw. des Bewegkontaktes bezeichnet sind. Weiterhin ersichtlich ist aus der 1 eine erste Eintrittsöffnung 7 für ein Belüftungskanalsystem des Festkontaktanschlussbereichs 4, dessen einströmender Luftstrom mit dem Pfeil D gekennzeichnet ist und dessen austretender Luftstrom aus einer Austrittsöffnung 8 im Bereich des Festkontaktanschlussbereichs 4 mit dem mit E gekennzeichneten Pfeil bezeichnet ist.
2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit dem Bewegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4, wobei zwischen dem Be wegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4 zweite und dritte Eintrittsöffnungen 9 und 10 des Belüftungskanalsystems für den Festkontaktanschlussbereich 4 vorgesehen sind, deren Luftströme mit Pfeilen F und G gekennzeichnet sind, welche Luftströme F und G durch die Austrittsöffnung 8 im Festkontaktanschlussbereich 4 gekennzeichnet durch den Pfeil E austreten.
3 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit darin angeordneter Vakuumschaltröhre 11, deren Bewegkontakt (figürlich nicht dargestellt) über eine Antriebsstange 12 mit einem Bewegkontaktanschluss 13 des Bewegkontaktanschlussbereichs 3 leitend verbunden ist, wobei die Antriebsstange 12 über einen isolierenden Abschnitt 14 verfügt, um eine galvanische Trennung zwischen dem Strompfad und einer figürlich nicht dargestellten Antriebseinheit zu gewährleisten. Die Vakuumschaltröhre 11 verfügt weiterhin über einen figürlich nicht dargestellten Festkontakt, welcher elektrisch leitend verbunden mit einem Festkontaktanschluss 15 des Festkontaktanschlussbereichs 4 verbunden ist. In der 3 dargestellt ist das Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich 4, wobei durch die erste, zweite und dritte Eintrittsöffnung 7, 9 und 10 mit den Pfeilen D, F und G gekennzeichnet die eintretenden Luftströme dargestellt sind, welche den Festkontaktanschlussbereich 4 bzw. die Verbindung des Festkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre 11 mit dem Festkontaktanschlussbereich 4 umströmen und durch die Austrittsöffnung 8 gekennzeichnet mit Pfeil E das Isolierstoffgehäuse verlassen, so dass mittels der in 3 dargestellten Luftströme eine effiziente Kühlung des Festkontaktanschlussbereichs und des Festkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre 11 gewährleistet sind.
4 zeigt eine weitere teilgeschnittene Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit der Vakuumschaltröhre 11, der Antriebsstange 12 mit ihrem isolierenden Abschnitt 14 in einem Antriebsabschnitt 16 des Isolierstoffgehäuses 1 sowie dem Bewegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4, wobei in 4 in der Schnittansicht dargestellt ist das Belüftungskanalsystem für den Bewegkontaktanschlussbereich 3, wobei durch die Antriebsöffnung 2, welche gleichzeitig die Antriebsöffnung zur Einleitung der Antriebsbewegung in den Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre 11 darstellt, mit Pfeil A gekennzeichnet der Luftstrom zur Kühlung des Bewegkontaktanschlussbereichs bzw. des Bewegkontaktes der Vakuumschaltröhre 11 geführt ist, welcher durch die erste und zweite Austrittsöffnung 5 und 6 des Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich 3 gekennzeichnet durch Pfeile B und C aus dem Isolierstoffgehäuse 1 austritt und somit effizient die Wärme aus dem Bewegkontaktanschlussbereich abführt. Zwischen der Eintrittsöffnung 7 des Belüftungskanalsystems für den Festkontaktanschlussbereich 4 und den Austrittsöffnungen 5 und 6 des Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich sind Rippen 17 angeordnet, um auch hier eine ausreichende Kriechstrecke auszubilden.
Aus den 1 bis 4 ist ersichtlich, dass das Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich 4 bzw. den Festkontakt der Vakuumschaltröhre 11 und das Belüftungskanalsystem für den Bewegkontaktanschlussbereich 3 bzw. den Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre 11 mittels dazwischen angeordneter Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses voneinander getrennt sind, so dass durch die Wandabschnitte ausreichende Kriechstrecken zwischen leitenden, auf unterschiedlichem Potential befindlichen Schalterpolteilen ausgebildet sind, so dass zwischen Festkontaktanschluss und Bewegkontaktanschluss an jeder Stelle des Isolierstoffgehäuses auch durch das jeweilige Belüftungskanalsystem bzw. dessen Wandabschnitte Kriechstrecken so ausgebildet sind, dass das Isolierstoffgehäuse für hohe Bemessungsspannungen und Betriebsströme einsetzbar ist.

1: Isolierstoffgehäuse
2: Antriebsöffnung
3: Bewegkontaktanschlussbereich
4: Festkontaktanschlussbereich
5: erste Austrittsöffnung
6: zweite Austrittsöffnung
7: erste Eintrittsöffnung
8: Austrittsöffnung
9: zweite Eintrittsöffnung
10: dritte Eintrittsöffnung
11: Vakuumschaltröhre
12: Antriebsstange
13: Bewegkontaktanschluss
14: isolierender Abschnitt
15: Festkontaktanschluss
16: Antriebsabschnitt
17: Rippen
A bis G: Strömungspfeile

Claims

Isolierstoffgehäuse (1) zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre (11) mit einem Festkontaktanschlussbereich (3) und einem Bewegkontaktanschlussbereich (4) und einem Antriebsabschnitt (16) für eine Antriebsstange (12) zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einen Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre (11) sowie einer Belüftungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsanordnung durch mehrere durch Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses (1) unter Ausbildung von Kriechstrecken voneinander getrennte Belüftungskanalsysteme für den Bewegkontaktanschlussbereich (3) und den Festkontaktanschlussbereich (4) gebildet ist.
Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsöffnung (2) des Isolierstoffgehäuses (1) als Eintrittsöffnung eines ersten Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich (3) ausgebildet ist, welches erste Belüftungskanalsystem über mindestens eine Austrittsöffnung (5, 6) auf einer dem Bewegkontaktanschlussbereich (3) und dem Festkontaktanschlussbereich (4) gegenüberliegenden Gehäuseseite verfügt.
Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Belüftungskanalssystem für den Festkontaktanschlussbereich (3) mit mindestens einer Eintrittsöffnung (7, 9, 10) oberhalb des Bewegkontaktanschlussbereiches (4) und einer Austrittsöffnung (8) im Festkontaktanschlussbereich (4) vorgesehen ist.
Feststoffisolierter Schalterpol für einen Leistungsschalter mit einem Isolierstoffgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.