DE102009023866A1 - Switching arrangement has housing and circuit breaker which is arranged in switching space of housing, where switching arrangement arranges cooling device for producing cooling air - Google Patents

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Abstract

The switching arrangement (1) has a housing (4) and a circuit breaker (2) which is arranged in a switching space (4a) of the housing. The switching arrangement arranges a cooling device (8) for producing cooling air. The switching arrangement is connected with a cooling air distributor (9) for distribution of cooling air in individual cooling air flow, which is in direction of the support elements (3a,3b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung umfassend ein Gehäuse und mindestens einen in einem Schaltraum des Gehäuses angeordneten Leistungsschalter, wobei ein jeder Leistungsschalter mittels zwei Trägerelementen elektrisch leitend mit zwei elektrischen Anschlussleitungen verbindbar ist, und umfassend weiterhin mindestens eine Kühleinrichtung zur aktiven Kühlung des mindestens einen Leistungsschalters.The The invention relates to a switching arrangement comprising a housing and at least one disposed in a switch room of the housing Circuit breaker, wherein each circuit breaker by means of two Carrier elements electrically conductive with two electrical Connecting lines is connectable, and further comprising at least a cooling device for actively cooling the at least a circuit breaker.

Leistungsschalter, insbesondere Vakuumschaltröhren, sind konstruktiv derart auszulegen, dass diese eine hohe Nennstromtragfähigkeit aufweisen. Damit sich die Anschlusskontakte des Leistungsschalters bei Nennstrombelastung im Dauerbetrieb nicht übermäßig erhitzen, muss die entstehende Wärme abgeführt werden.Circuit breakers, in particular vacuum interrupters, are constructive such be interpreted that they have a high rated current carrying capacity exhibit. So that the connection contacts of the circuit breaker at rated current load in continuous operation not excessive Heat up, the resulting heat must be dissipated become.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 151 045 ist zur aktiven Kühlung eines elektrischen Leistungsschalters bereits der Einsatz eines Umwälzlüfters beschrieben, der in der Nähe des Leistungsschalters angeordnet wird. Auch eine Umlauf- oder Luftkühlung für Hochstromschalter ist dort bereits offenbart.From the German Auslegeschrift 1 151 045 For the active cooling of an electrical circuit breaker is already described the use of a circulation fan, which is located in the vicinity of the circuit breaker. A circulation or air cooling for high current switch is already disclosed there.

Die DE 296 01 769 U1 offenbart ein Schaltgerät, das Wärme abgebende Bauteile, umfassend mindestens einen Schalter, sowie einen Lüfter zur Beaufschlagung von Bauteilen mit einem Kühlluftstrom umfasst. Der Schalter ist in einem Rohr angeordnet, das mittels des Lüfters mit Kühlluft versorgt wird.The DE 296 01 769 U1 discloses a switching device comprising heat-emitting components, comprising at least one switch, and a fan for impinging components with a cooling air flow. The switch is arranged in a tube which is supplied with cooling air by means of the fan.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine verbesserte Kühlung für den mindestens einen Leistungsschalter bereitstellt.It The object of the invention is a switching arrangement of the above to provide said type, which provides improved cooling for the at least one circuit breaker.

Die Aufgabe wird durch eine Schaltanordnung umfassend ein Gehäuse und mindestens einen in einem Schaltraum des Gehäuses angeordneten Leistungsschalter, wobei ein jeder Leistungsschalter mittels zwei Trägerelementen elektrisch leitend mit zwei elektrischen Anschlussleitungen verbindbar ist, und umfassend weiterhin mindestens eine Kühleinrichtung zur aktiven Kühlung des mindestens einen Leistungsschalters, gelöst, indem

  • a) die mindestens eine Kühleinrichtung zur Erzeugung von Kühlluft eingerichtet und mit mindestens einem Kühlluftverteiler zur Aufteilung der Kühlluft in einzelne, in Richtung der Trägerelemente gerichtete Kühlluftströme verbunden ist, oder
  • b) die mindestens eine Kühleinrichtung zur Kühlung eines jeden Trägerelements jeweils mindestens einen Thermosiphon umfasst.
The object is achieved by a switching arrangement comprising a housing and at least one circuit breaker arranged in a switching chamber of the housing, wherein each circuit breaker is electrically conductively connected to two electrical connection lines by means of two support elements, and further comprising at least one cooling device for active cooling of the at least one circuit breaker, solved by
  • a) the at least one cooling device is arranged for generating cooling air and connected to at least one cooling air distributor for dividing the cooling air into individual, directed in the direction of the support elements cooling air flows, or
  • b) the at least one cooling device for cooling each support element in each case comprises at least one thermosyphone.

Die erfindungsgemäßen Lösungen ermöglichen es, die Leistungsfähigkeit des mindestens einen Leistungsschalters zu steigern. Trotz der relativ kleinen Oberfläche der üblicherweise verwendeten Trägerelemente kann nun eine hohe Menge an Wärme von diesen abgeführt werden. Die elektrischen Anschlussleitungen, mit denen die Trägerelemente verbindbar sind, müssen nun nicht mehr hinsichtlich wärmetechnischer Anforderungen, sondern nur noch hinsichtlich ihrer Stromtragfähigkeit ausgelegt werden.The allow solutions according to the invention it, the performance of the at least one circuit breaker to increase. Despite the relatively small surface of the usually used carrier elements can now be a high amount of Heat dissipated by these. The electrical connection lines, with which the carrier elements are connectable, must no longer with regard to thermal requirements, but only in terms of their current carrying capacity be interpreted.

Unter den Begriff „Kühlluft” fallen im Sinne der Erfindung alle zur Kühlung eines Leistungsschalters geeignete Gase, wie Umgebungsluft oder technische Gase, wie technische Luft oder Inertgase wie Stickstoff, Argon usw.Under the term "cooling air" falls within the meaning of Invention all suitable for cooling a circuit breaker Gases, such as ambient air or technical gases, such as technical air or inert gases such as nitrogen, argon, etc.

Bei einem Thermosiphon handelt es sich um einen geschlossenen Kühlkreislauf, der ohne eine Pumpe arbeitet. Die Zirkulation eines Kühlmittels im Kühlkreislauf beruht allein auf der Schwerkraft. Das Kühlmittel wird an einer Wärmequelle, hier einem Trägerelement, erwärmt, wobei ein Phasenwechsel des Kühlmittels von flüssig nach dampfförmig auftritt. Das erwärmte Kühlmittel weist im Vergleich zu nicht erwärmtem Kühlmittel eine geringere spezifische Dichte auf und ist leichter. Demzufolge steigt das erwärmte Kühlmittel im Kühlkreislauf nach oben, wird kondensiert und sinkt wieder nach unten. Durch den Phasenwechsel des Kühlmittels sind sehr hohe Wärmeübertragungsraten erreichbar.at a thermosyphon is a closed cooling circuit, which works without a pump. The circulation of a coolant in the cooling circuit is based solely on gravity. The coolant is at a heat source, here a support element, heated, wherein a phase change of the coolant from liquid to vapor. The heated Coolant has compared to non-heated Coolant has a lower specific gravity and is lighter. As a result, the heated coolant increases in the cooling circuit upwards, it condenses and sinks back down. Due to the phase change of the coolant Very high heat transfer rates are achievable.

Der Leistungsschalter ist besonders bevorzugt als eine Vakuumschaltröhre ausgebildet. Eine Vakuumschaltröhre umfasst üblicherweise eine Gehäuseröhre mit einem Vakuumschaltraum sowie zwei durch die Gehäuseröhre in den Vakuumschaltraum geführte Anschlusskontakte, die an ihrem im Vakuumschaltraum angeordneten Ende jeweils mindestens ein Kontaktstück aufweisen. Die Anschlusskontakte sind relativ zueinander beweglich derart, dass die jeweiligen Kontaktstücke miteinander in Berührung zu bringen sind. Dazu kann einer der Anschlusskontakte beweglich und einer starr an der Gehäuseröhre der Vakuumschaltröhre befestigt sein. Ebenso können aber beide Anschlusskontakte beweglich sein. Um einen beweglichen Anschlusskontakt beispielsweise durch die Gehäuseröhre in den Vakuumschaltraum zu führen, wird unter anderem eine Federbalgdichtung oder dergleichen verwendet.Of the Circuit breaker is particularly preferred as a vacuum interrupter educated. A vacuum interrupter typically includes a housing tube with a vacuum switch room as well two guided through the housing tube in the vacuum interrupter Connection contacts, which are arranged at their in the vacuum switching room Have each end at least one contact piece. The Terminal contacts are movable relative to each other such that the respective contact pieces in contact with each other to bring. For this purpose, one of the terminals can be moved and a rigid to the housing tube of the vacuum interrupter be attached. Likewise, however, both connection contacts be mobile. For example, a movable connection contact through the housing tube into the vacuum switch room Among other things, a Federbalgdichtung or used the same.

Als Leistungsschalter kann aber beispielsweise auch ein Freiluftschalter, ein luftisolierter Schalter, ein Strömungsschalter, ein Blaskolbenschalter, ein Druckgasschalter, ein andersartig gekapselter Schalter usw. verwendet werden.When But circuit breaker can also, for example, an outdoor switch, an air-insulated switch, a flow switch, a Blaskolbenschalter, a gas blast switch, a differently encapsulated Switch etc. can be used.

Bei Leistungsschaltern, wie beispielsweise Vakuumschaltröhren, ist insbesondere im Schaltraum mindestens eine An triebseinrichtung angeordnet, mittels der ein Schaltvorgang des mindestens einen Leistungsschalters mechanisch auslösbar ist. Dazu werden beispielsweise die Trägerelemente für eine Vakuumschaltröhre mittels Stützeinheiten mit einer Antriebseinrichtung verbunden, wobei zumindest eine von der Antriebseinrichtung steuerbare Schaltstange oder dergleichen zumindest einen Anschlusskontakt der Vakuumschaltröhre mechanisch bewegt und ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstücken beim Schaltvorgang hergestellt oder getrennt wird.In circuit breakers, such as vacuum interrupters, at least one drive device is arranged in particular in the control room, by means of a switching operation of at least ei NEN circuit breaker is mechanically triggered. For this purpose, for example, the support elements for a vacuum interrupter are connected by means of support units with a drive device, wherein at least one controllable by the drive means shift rod or the like at least one terminal contact of the vacuum interrupter moves mechanically and an electrical contact between the contact pieces is made or disconnected during the switching operation.

Es hat sich in Fall a) bewährt, wenn der mindestens eine Kühlluftverteiler pro Trägerelement mindestens ein Kühlluftstrom-Leitelement mit mindestens einer auf das jeweilige Trägerelement gerichteten Kühlluftstrom-Auslassöffnung aufweist. So ist eine gezielte und gerichtete Zuführung eines Kühlluftstroms zu einem Trägerelement realisierbar.It Has proved in case a), if the at least one cooling air distributor per carrier element at least one cooling air flow guide element with at least one directed to the respective support element Cooling air flow outlet opening has. That's one targeted and directed feeding of a cooling air flow can be realized to a support element.

Insbesondere hat es sich bewährt, mehrere Kühlluftstrom-Leitelemente pro Trägerelement vorzusehen, um eine Anströmung mit Kühlluft aus unterschiedlichen Richtungen zu erzielen.Especially It has proven itself, several cooling air flow guide elements provide per carrier element to a flow to achieve with cooling air from different directions.

Es hat sich bewährt, wenn ein jedes Trägerelement mindestens einen ersten Kühlkörper aufweist und die mindestens eine Kühlluftstrom-Auslassöffnung auf den mindestens einen ersten Kühlkörper oder mindestens einen der ersten Kühlkörper des jeweiligen Trägerelements gerichtet ist. Als Materialien für einen ersten Kühlkörper eignen sich solche mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, die den Wärmeübergang vom Trägerelement auf den Kühlluftstrom verbessern.It has proven itself when every carrier element has at least a first heat sink and the at least one cooling airflow outlet opening on the at least one first heat sink or at least one of the first heat sink of the respective Carrier element is directed. As materials for a first heat sink are those with a high thermal conductivity, which is the heat transfer improve the carrier element to the cooling air flow.

Ein erster Kühlkörper weist dabei bevorzugt Kühlrippen auf, die den Wärmeübergang vom Trägerelement auf einen Kühlluftstrom noch weiter erhöhen. Dabei kann mittels der Kühlluft strom-Leitelemente Kühlluft gezielt durch die, einen hohen Strömungswiderstand aufweisenden Zwischenräume zwischen den Kühlrippen geleitet und eine erzwungene Konvektion erreicht werden, die die mit den Kühlrippen erzielbare Kühlleistung optimiert.One The first heat sink preferably has cooling ribs on, the heat transfer from the support element to increase a cooling air flow even further. there can by means of the cooling air flow guide elements cooling air specifically by the, having a high flow resistance Gaps between the cooling fins passed and a forced convection can be achieved that with the cooling fins achievable cooling performance optimized.

Es ist von Vorteil, wenn das mindestens eine Kühlluftstrom-Leitelement durch einen Schlauch oder ein Rohr gebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist eine gezielte Zuführung eines Kühlluftstroms zu einem Trägerelement in einfacher und kostengünstiger Weise möglich. Durch die Wahl eines geeigneten freien Querschnitts des Schlauchs oder des Rohrs ist zudem die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlluftstroms einstellbar.It is advantageous if the at least one cooling air flow guide element is formed by a hose or a tube. By such Design is a targeted supply of a cooling air flow to a support element in a simpler and cheaper Way possible. By choosing a suitable free cross section the hose or pipe is also the flow rate adjustable to the cooling air flow.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein freier Querschnitt eines Kühlluftstrom-Leitelements, durch welchen die Kühlluft geleitet wird, über eine Regeleinrichtung veränderbar ist. Dadurch ist die Menge an Kühlluft und/oder die Strömungsgeschwindigkeit für den jeweiligen Kühlluftstrom veränderbar, ohne dass Änderungen an der Kühleinrichtung hinsichtlich einer Menge an insgesamt erzeugter Kühlluft vorgenommen werden müssten.It has proved to be advantageous when a free cross-section of a Cooling air flow guide element through which the cooling air is passed, changeable via a control device is. This is the amount of cooling air and / or the flow rate changeable for the respective cooling air flow, without that changes to the cooling device in terms made a quantity of total generated cooling air would have to be.

Um Spannungsüberschläge zwischen den Trägerelementen und dem Kühlluftverteiler zu vermeiden, ist das mindestens eine Kühlluftstrom-Leitelement vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet.Around Voltage flashovers between the carrier elements and to avoid the cooling air distributor, that is at least a cooling air flow guide element preferably made of an electric formed insulating material.

Besonders bevorzugt ist ein Kühlluftstrom-Leitelement als flexibler Schlauch ausgebildet, so dass die Position der mindestens einen Kühlluftstrom-Auslassöffnung gezielt und schnell justiert und/oder auf ein bestimmtes Trägerelement gerichtet werden kann.Especially Preferably, a cooling air flow guide element is more flexible Hose is formed so that the position of at least one Cooling air flow outlet opening targeted and fast adjusted and / or directed to a particular carrier element can.

Besonders bevorzugt ist es für den Fall a), wenn die Kühleinrichtung durch einen Lüfter oder eine Klimaanlage gebildet ist. Dabei wird der Lüfter oder die Klimaanlage insbesondere in eine Öffnung im Gehäuse der Schaltanordnung eingesetzt oder an eine derartige Öffnung angeschlossen, beispielsweise über ein Rohrleitungssystem. Der Lüfter oder die Klimaanlage sind dabei bevorzugt in etwa auf einer Höhe mit dem mindestens einen Leistungsschalter positioniert.Especially it is preferable for the case a) when the cooling device is formed by a fan or air conditioning. In this case, the fan or the air conditioner in particular in an opening in the housing of the switching arrangement inserted or connected to such an opening, for example via a pipeline system. The fan or the air conditioning system are preferably approximately at a height positioned with the at least one circuit breaker.

Die über die Kühlluftstrom-Leitelemente in das Gehäuse eingeblasene Kühlluft wird bevorzugt im Bereich des Lüfters oder der Klimaanlage wieder aus dem Gehäuse abgeführt, kann aber auch an anderer Stelle oder gleichzeitig an anderer Stelle aus dem Gehäuse abgeleitet werden.The above the cooling air flow guide elements in the housing blown cooling air is preferably in the range of the fan or the air conditioning system is removed again from the housing, but can also be elsewhere or at the same time elsewhere be derived from the housing.

Für den Fall b) hat es sich bewährt, wenn ein jedes Trägerelement mit einer Verdampfereinheit des Thermosiphons verbunden ist, die wiederum mit mindestens einer Kühlmittelzuführ leitung und mindestens einer Kühlmittelabführleitung des Thermosiphons verbunden ist. Auf diese Weise kann ein Kühlmittel unmittelbar an ein Trägerelement herangeführt und in der Verdampfereinheit aufgrund der von dem Trägerelement abgegebenen Wärme erwärmt werden.For Case b), it has been proven, if each carrier element is connected to an evaporator unit of the thermosyphon, the again with at least one coolant supply line and at least one coolant discharge line the thermosyphon is connected. In this way, a coolant brought directly to a support element and in the evaporator unit due to the carrier element heat emitted.

Die mindestens eine Kühlmittelzuführleitung und die mindestens eine Kühlmittelabführleitung sind bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet, um mögliche Kurzschlüsse zu vermeiden.The at least one coolant supply line and the at least one Kühlmittelabführleitung are preferred made of an electrically insulating material to possible To avoid short circuits.

Die mindestens eine Kühlmittelzuführleitung und die mindestens eine Kühlmittelabführleitung des Thermosiphons sind in Fall b) weiterhin insbesondere mit mindestens einem Kondensator des Thermosiphons zur Verflüssigung des erwärmten Kühlmittels verbunden, wobei der mindestens eine Kondensator in einer Position oberhalb des mindestens einen Leistungsschalters angeordnet ist.The at least one coolant supply line and the at least one Kühlmittelabführleitung the thermosyphon in case b) are furthermore in particular with at least one capacitor of a thermosyphon for liquefaction of the heated Coolant, wherein the at least one capacitor in one Position above the at least one circuit breaker arranged is.

Der mindestens eine Kondensator weist vorzugsweise mindestens einen zweiten Kühlkörper auf, der auf einer Außenseite des Gehäuses der Schaltanordnung angeordnet ist. Als Materialien für einen zweiten Kühlkörper eignen sich solche mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, die den Wärmeübergang vom Kondensator an die Umgebungsluft mittels natürlicher Konvektion verbessern. Ein solcher zweiter Kühlkörper weist dabei bevorzugt Kühlrippen auf, die den Wärmeübergang optimieren.Of the at least one capacitor preferably has at least one second heat sink on the outside the housing of the switching arrangement is arranged. As materials for a second heat sink are suitable those with a high thermal conductivity, the the heat transfer from the condenser to the ambient air improve by means of natural convection. Such a second heat sink preferably has cooling fins on, which optimize the heat transfer.

Die Wärmeabfuhr vom Kondensator kann noch weiter erhöht werden, wenn der mindestens eine Kondensator mindestens einen zweiten Kühlkörper aufweist, der auf einer Außenseite des Gehäuses oder in einem vom Schaltraum getrennten Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist, und weiterhin ein Lüfter zur aktiven Kühlung des mindestens einen zweiten Kühlkörpers vorhanden ist.The Heat dissipation from the condenser can be further increased be if the at least one capacitor at least a second Heatsink that is on an outside of the housing or in a separate from the switch room section the housing is arranged, and further a fan for active cooling of the at least one second heat sink is available.

Alternativ hat sich der Einsatz einer Klimaanlage zur aktiven Kühlung des mindestens einen Kondensators bewährt. Dadurch lässt sich eine Kühlung der Trägerelemente auf einen bestimmten Temperaturwert erreichen.alternative has become the use of air conditioning for active cooling proven the at least one capacitor. By doing so leaves Cooling of the support elements to a reach certain temperature value.

Die 1 bis 5 zeigen beispielhaft mögliche Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Schaltanordnungen.The 1 to 5 show exemplary embodiments of inventive switching devices.

So zeigtSo shows

1 einen Längsschnitt durch eine erste Schaltanordnung gemäß Fall a); 1 a longitudinal section through a first switching arrangement according to case a);

2 einen Längsschnitt durch eine zweite Schaltanordnung gemäß Fall a); 2 a longitudinal section through a second switching arrangement according to case a);

3 einen Längsschnitt durch eine dritte Schaltanordnung gemäß Fall b); 3 a longitudinal section through a third switching arrangement according to case b);

4 einen Längsschnitt durch eine vierte Schaltanordnung gemäß Fall b); und 4 a longitudinal section through a fourth switching arrangement according to case b); and

5 einen Längsschnitt durch eine fünfte Schaltanordnung gemäß Fall b). 5 a longitudinal section through a fifth switching arrangement according to case b).

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Schaltanordnung 1 gemäß Fall a). Die erste Schaltanordnung 1 umfasst ein Gehäuse 4 und mindestens einen in einem Schaltraum 4a des Gehäuses 4 angeordneten Leistungsschalter 2. Der Leistungsschalter 2 ist hier in Form einer Vakuumschaltröhre ausgebildet, die mittels zwei Trägerelementen 3a, 3b elektrisch leitend mit zwei elektrischen Anschlussleitungen verbindbar ist, die hier aber der besseren Übersicht halber nicht gesondert dargestellt sind. Weiterhin umfasst die erste Schaltanordnung 1 eine Kühleinrichtung 8 zur aktiven Kühlung des Leistungsschalters 2. Die Kühleinrichtung 8 ist zur Erzeugung von Kühlluft eingerichtet und mit einem Kühlluftverteiler 9 zur Aufteilung der erzeugten Kühlluft in einzelne, in Richtung der Trägerelemente 3a, 3b gerichtete Kühlluftströme verbunden. Der Kühlluftverteiler 9 weist pro Trägerelement 3a, 3b ein Kühlluftstrom-Leitelement 10a, 10b mit je einer auf das jeweilige Trägerelement 3a, 3b gerichteten Kühlluftstrom-Auslassöffnung auf. Im Schaltraum 4a ist eine Antriebseinrichtung 5 angeordnet, mittels der ein Schaltvorgang des Leistungsschalters 2 mechanisch auslösbar ist. Die Antriebseinrichtung 5 ist beispielsweise, hier nicht gesondert dargestellt, an Gehäuse 4 befestigt. Dazu werden die Trägerelemente 3a, 3b mittels Stützeinheiten 6a, 6b mit der Antriebseinrichtung 5 verbunden. Eine von der Antriebseinrichtung 5 steuerbare Schaltstange 7 bewegt einen Anschlusskontakt des Leistungsschalters 2 mechanisch, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen sich im Inneren der Vakuumschaltröhre befindenden, hier nicht gesondert dargestellten Kontaktstücken beim Schaltvorgang hergestellt oder getrennt wird. Um einen Span nungsüberschlag zwischen den Kühlluftstrom-Leitelementen 10a, 10b und den stromführenden Teilen im Bereich des Leistungsschalters 2 zu verhindern, sind von der eingesetzten Kühlluft abhängige Mindestabstände zwischen diesen einzuhalten. 1 shows a longitudinal section through a first switching arrangement 1 according to case a). The first switching arrangement 1 includes a housing 4 and at least one in a switch room 4a of the housing 4 arranged circuit breakers 2 , The circuit breaker 2 is here designed in the form of a vacuum interrupter, by means of two carrier elements 3a . 3b electrically conductively connected to two electrical connection lines, which are not shown separately but for the sake of clarity here. Furthermore, the first switching arrangement comprises 1 a cooling device 8th for active cooling of the circuit breaker 2 , The cooling device 8th is designed for the production of cooling air and with a cooling air distributor 9 for dividing the generated cooling air into individual, in the direction of the support elements 3a . 3b directed cooling air flows connected. The cooling air distributor 9 points per carrier element 3a . 3b a cooling air flow guide element 10a . 10b with one on each support element 3a . 3b directed cooling air flow outlet opening. In the control room 4a is a drive device 5 arranged, by means of a switching operation of the circuit breaker 2 is mechanically triggered. The drive device 5 is, for example, not shown separately, on housing 4 attached. These are the support elements 3a . 3b by means of support units 6a . 6b with the drive device 5 connected. One of the drive device 5 controllable shift rod 7 moves a terminal contact of the circuit breaker 2 mechanically, wherein an electrical contact between itself located in the interior of the vacuum interrupter, not separately shown here contact pieces is made or disconnected during the switching process. To a clamping voltage flashover between the cooling air flow guide elements 10a . 10b and the live parts in the area of the circuit breaker 2 To prevent, are dependent on the used cooling air minimum distances between them.

2 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Schaltanordnung 1' gemäß Fall a). Gleiche Bauteile wie in 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Bereich der Trägerelemente 3a, 3b befinden sich hier zusätzlich erste Kühlkörper 16a, 16b, auf die die Kühlluftstrom-Leitelemente 10a, 10b gerichtet sind. 2 shows a longitudinal section through a second switching arrangement 1' according to case a). Same components as in 1 are provided with the same reference numerals. In the area of the carrier elements 3a . 3b Here are also the first heat sink 16a . 16b to which the cooling air flow guide elements 10a . 10b are directed.

3 zeigt einen Längsschnitt durch eine dritte Schaltanordnung 10 gemäß Fall b). Gleiche Bauteile wie in 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kühleinrichtung 8 umfasst hier zur aktiven Kühlung eines jeden Trägerelements 3a, 3b jeweils einen Thermosiphon 14a, 14b. Bei einem Thermosiphon 14a, 14b handelt sich um einen geschlossenen Kühlkreislauf, der ohne eine Pumpe arbeitet. Der Thermosiphon 14a, welcher dem Trägerelement 3a zugeordnet ist, umfasst hier eine Verdampfereinheit 11a, eine Kühlmittelzuführleitung 12a, eine Kühlmittelabführleitung 13a und einen Kondensator 15. Der Thermosiphon 14b, welcher dem Trägerelement 3b zugeordnet ist, umfasst hier eine Verdampfereinheit 11b, eine Kühlmittelzuführleitung 12b, eine Kühlmittelabführleitung 13b und den Kondensator 15, den sich beide Thermosiphons 14a, 14b hier teilen. Der Thermosiphon 14b könnte aber genauso einen eigenen Kondensator aufweisen. 3 shows a longitudinal section through a third switching arrangement 10 according to case b). Same components as in 1 are provided with the same reference numerals. The cooling device 8th includes here for the active cooling of each support element 3a . 3b one thermosyphon each 14a . 14b , With a thermosyphon 14a . 14b is a closed cooling circuit that works without a pump. The thermosyphon 14a which is the support element 3a is associated here comprises an evaporator unit 11a , a coolant supply line 12a , a coolant discharge line 13a and a capacitor 15 , The thermosyphon 14b which is the support element 3b is associated here comprises an evaporator unit 11b , a coolant supply line 12b , a coolant discharge line 13b and the capacitor 15 which both thermosiphons 14a . 14b share here. The thermosyphon 14b but could also have its own capacitor.

Die Zirkulation eines Kühlmittels im Kühlkreislauf eines Thermosiphons 14a, 14b beruht allein auf der Schwerkraft. Das Kühlmittel wird in der jeweiligen Verdampfereinheit 11a, 11b, welche den Trägerelementen 3a, 3b zugeordnet sind, erwärmt. Das erwärmte Kühlmittel weist im Vergleich zu nicht erwärmtem Kühlmittel eine geringere spezifische Dichte auf und ist leichter. Demzufolge steigt das erwärmte Kühlmittel in der Kühlmittelabführleitung 13a, 13b von der Verdampfereinheit 11a, 11b nach oben zum Kondensator 15 und das nicht erwärmte Kühlmittel sinkt vom Kondensator 15 in der Kühlmittelzuführleitung 12a, 12b nach unten zur Verdampfereinheit 11a, 11b. Der Kondensator 15 des Thermosiphons 14a, 14b weist einen zweiten Kühlkörper 17 auf, der auf einer Außenseite des Gehäuses 4 angeordnet ist. Die im Kühlmittel durch die Kühlmittelabführleitung 13a, 13b dem Kondensator 15 zugeführte Abwärme des Leistungsschalters 2 wird über den zweiten Kühlkörper 17 durch natürliche Konvektion an die Umgebungsluft abgeführt. Dabei kühlt sich das Kühlmittel ab und sinkt in der Kühlmittelzuführleitung 12a, 12b nach unten.The circulation of a coolant in the cooling circuit of a thermosyphon 14a . 14b based solely on gravity. The coolant is in the respective evaporator unit 11a . 11b which the support elements 3a . 3b are assigned, heated. That he warmed coolant has a lower specific gravity compared to unheated coolant and is lighter. As a result, the heated coolant in the coolant discharge passage increases 13a . 13b from the evaporator unit 11a . 11b up to the condenser 15 and the unheated coolant drops from the condenser 15 in the coolant supply line 12a . 12b down to the evaporator unit 11a . 11b , The capacitor 15 of the thermosyphon 14a . 14b has a second heat sink 17 on that on an outside of the case 4 is arranged. The in the coolant through the Kühlmittelabführleitung 13a . 13b the capacitor 15 supplied waste heat of the circuit breaker 2 is over the second heat sink 17 discharged to the ambient air by natural convection. In this case, the coolant cools and sinks in the coolant supply 12a . 12b downward.

4 zeigt einen Längsschnitt durch eine vierte Schaltanordnung 10' gemäß Fall b). Gleiche Bauteile wie in 3 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier befindet sich der zweite Kühlkörper 17 in einem vom Schaltraum 4a getrennten Abschnitt 4' des Gehäuses 4. Ein Lüfter 18 ist zur aktiven Kühlung des zweiten Kühlkörpers 17 vorhanden. Die dem zweiten Kühlkörper 17 zugeführte Kühlluft wird vorzugsweise an die Umgebung abgeführt (siehe Pfeile). 4 shows a longitudinal section through a fourth switching arrangement 10 ' according to case b). Same components as in 3 are provided with the same reference numerals. Here is the second heat sink 17 in one of the switch room 4a separate section 4 ' of the housing 4 , A fan 18 is for active cooling of the second heat sink 17 available. The second heat sink 17 supplied cooling air is preferably discharged to the environment (see arrows).

5 zeigt einen Längsschnitt durch eine fünfte Schaltanordnung 100 gemäß Fall b). Gleiche Bauteile wie in 3 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier umfasst die Kühleinrichtung 8 neben dem Thermosiphon 14a, 14b eine Klimaanlage 19 zur aktiven Kühlung des Kondensators 15. Die Klimaanlage 19 wird mit Umgebungsluft gekühlt (siehe Pfeile). 5 shows a longitudinal section through a fifth switching arrangement 100 according to case b). Same components as in 3 are provided with the same reference numerals. Here the cooling device includes 8th next to the thermosyphon 14a . 14b an air conditioner 19 for active cooling of the capacitor 15 , The air conditioner 19 is cooled with ambient air (see arrows).

Einem Fachmann sind selbstverständlich diverse alternative Bauweisen von Schaltanordnungen mit Leistungsschaltern, insbesondere Vakuumschaltröhren bekannt, die in den 1 bis 5 nicht dargestellt sind. So kann eine Schaltanordnung nicht nur einen einzelnen Leistungsschalter, sondern eine Vielzahl an Leistungsschaltern umfassen, die in einem gemeinsamen Schaltraum oder auch getrennten Schalträumen innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Auch eine Übertragung des Erfindungsgedankens auf Schaltanlagen mit Leistungsschaltern in Form von Freiluftschaltern, luftisolierten Schaltern, Strö mungsschaltern, Blaskolbenschaltern, Druckgasschaltern, anderen Arten von gekapselten Schaltern usw. ist einem Fachmann ohne weiteres möglich.A person skilled in the art, of course, various alternative designs of switching arrangements with circuit breakers, in particular vacuum interrupters are known in the 1 to 5 are not shown. Thus, a switching arrangement may comprise not only a single circuit breaker, but a plurality of circuit breakers, which are arranged in a common switching room or separate switching rooms within the housing. A transmission of the inventive concept on switchgear with circuit breakers in the form of outdoor switches, air-insulated switches, Strö tion switches, Blaskolbenschaltern, Druckgasschaltern, other types of encapsulated switches, etc. is readily possible for a person skilled in the art.

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Claims (13)

Schaltanordnung (1, 1', 10, 10', 100) umfassend ein Gehäuse (4) und mindestens einen in einem Schaltraum (4a) des Gehäuses (4) angeordneten Leistungsschalter (2), wobei ein jeder Leistungsschalter (2) mittels zwei Trägerelementen (3a, 3b) elektrisch leitend mit zwei elektrischen Anschlussleitungen verbindbar ist, und umfassend weiterhin mindestens eine Kühleinrichtung (8) zur aktiven Kühlung des mindestens einen Leistungsschalters (2), dadurch gekennzeichnet, dass a) die mindestens eine Kühleinrichtung (8) zur Erzeugung von Kühlluft eingerichtet und mit mindestens einem Kühlluftverteiler (9) zur Aufteilung der Kühlluft in einzelne, in Richtung der Trägerelemente (3a, 3b) gerichtete Kühlluftströme verbunden ist, oder b) die mindestens eine Kühleinrichtung (8) zur Kühlung eines jeden Trägerelements (3a, 3b) jeweils mindestens einen Thermosiphon (14a, 14b) umfasst.Switching arrangement ( 1 . 1' . 10 . 10 ' . 100 ) comprising a housing ( 4 ) and at least one in a switch room ( 4a ) of the housing ( 4 ) arranged circuit breaker ( 2 ), with each circuit breaker ( 2 ) by means of two carrier elements ( 3a . 3b ) is electrically conductively connectable to two electrical connection lines, and further comprising at least one cooling device ( 8th ) for the active cooling of the at least one circuit breaker ( 2 ), characterized in that a) the at least one cooling device ( 8th ) for generating cooling air and with at least one cooling air distributor ( 9 ) for dividing the cooling air into individual, in the direction of the support elements ( 3a . 3b ) directed cooling air streams is connected, or b) the at least one cooling device ( 8th ) for cooling each support element ( 3a . 3b ) at least one thermosyphone ( 14a . 14b ). Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Leistungsschalter (2) als eine Vakuumschaltröhre ausgebildet ist.Switching arrangement according to Claim 1, characterized in that the at least one circuit breaker ( 2 ) is formed as a vacuum interrupter. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaltraum (4a) mindestens eine Antriebseinrichtung (5) angeordnet ist, mittels der ein Schaltvorgang des mindestens einen Leistungsschalters (2) mechanisch auslösbar ist.Switching arrangement according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that in the control room ( 4a ) at least one drive device ( 5 ) is arranged, by means of a switching operation of the at least one circuit breaker ( 2 ) is mechanically triggered. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Fall a) der mindestens eine Kühlluftverteiler (9) pro Trägerelement (3a, 3b) mindestens ein Kühlluftstrom-Leitelement (10a, 10b) mit mindestens einer auf das jeweilige Trägerelement (3a, 3b) gerichteten Kühlluftstrom-Auslassöffnung aufweist.Switching arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in case a) the at least one cooling air distributor ( 9 ) per carrier element ( 3a . 3b ) at least one cooling air flow guide element ( 10a . 10b ) with at least one on the respective support element ( 3a . 3b ) directed cooling air flow outlet opening. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein jedes Trägerelement (3a, 3b) mindestens einen ersten Kühlkörper (16a, 16b) aufweist und die mindestens eine Kühlluftstrom-Auslassöffnung auf den mindestens einen ersten Kühlkörper (16a, 16b) oder mindestens einen der ersten Kühlkörper (16a, 16b) des jeweiligen Trägerelements (3a, 3b) gerichtet ist.Switching arrangement according to claim 4, characterized in that each carrier element ( 3a . 3b ) at least one first heat sink ( 16a . 16b ) and the at least one cooling air flow outlet opening on the at least one first heat sink ( 16a . 16b ) or at least one of the first heat sinks ( 16a . 16b ) of the respective carrier element ( 3a . 3b ). Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlluftstrom-Leitelement (10a, 10b) durch einen Schlauch oder ein Rohr gebildet ist.Switching arrangement according to one of claims 4 or 5, characterized in that the at least one cooling air flow guide element ( 10a . 10b ) is formed by a hose or a tube. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlluftstrom-Leitelement (10a, 10b) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist.Switching arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that the at least one cooling air flow guide element ( 10a . 10b ) is formed of an electrically insulating material. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Fall a) die Kühleinrichtung (8) durch einen Lüfter oder eine Klimaanlage gebildet ist.Switching arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that in case a) the cooling device ( 8th ) is formed by a fan or air conditioning. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Fall b) ein jedes Trägerelement (3a, 3b) mit einer Verdampfereinheit (11a, 11b) des Thermosiphons (14a, 14b) verbunden ist, die mit mindestens einer Kühlmittelzuführleitung (12a, 12b) und mindestens einer Kühlmittelabführleitung (13a, 13b) des Thermosiphons (14a, 14b) verbunden ist.Switching arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in case b) each carrier element ( 3a . 3b ) with an evaporator unit ( 11a . 11b ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) connected to at least one coolant supply line ( 12a . 12b ) and at least one coolant discharge line ( 13a . 13b ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) connected is. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlmittelzuführleitung (12a, 12b) und die mindestens eine Kühlmittelabführleitung (13a, 13b) mit mindestens einem Kondensator (15) des Thermosiphons (14a, 14b) zur Verflüssigung eines dampfförmigen Kühlmittels verbunden sind, wobei der mindestens ein Kondensator (15) in einer Position oberhalb des mindestens einen Leistungsschalters (2) angeordnet ist.Switching arrangement according to claim 9, characterized in that the at least one coolant supply line ( 12a . 12b ) and the at least one coolant discharge line ( 13a . 13b ) with at least one capacitor ( 15 ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) are connected to the liquefaction of a vaporous coolant, wherein the at least one capacitor ( 15 ) in a position above the at least one circuit breaker ( 2 ) is arranged. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kondensator (15) des Thermosiphons (14a, 14b) mindestens einen zweiten Kühlkörper (17) aufweist, der auf einer Außenseite des Gehäuses (4) angeordnet ist.Switching arrangement according to Claim 10, characterized in that the at least one capacitor ( 15 ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) at least one second heat sink ( 17 ), which on an outer side of the housing ( 4 ) is arranged. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kondensator (15) des Thermosiphons (14a, 14b) mindestens einen zweiten Kühlkörper (17) aufweist, der auf einer Außenseite des Gehäuses (4) oder in einem vom Schaltraum (4a) getrennten Abschnitt (4') des Gehäuses (4) angeordnet ist, und dass ein Lüfter (18) zur Kühlung des mindestens einen zweiten Kühlkörpers (17) vorhanden ist.Switching arrangement according to Claim 10, characterized in that the at least one capacitor ( 15 ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) at least one second heat sink ( 17 ), which on an outer side of the housing ( 4 ) or in one of the control room ( 4a ) separate section ( 4 ' ) of the housing ( 4 ) and that a fan ( 18 ) for cooling the at least one second heat sink ( 17 ) is available. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klimaanlage (19) zur Kühlung des mindestens einen Kondensators (15) des Thermosiphons (14a, 14b) vorhanden ist.Switching arrangement according to Claim 10, characterized in that an air conditioning system ( 19 ) for cooling the at least one capacitor ( 15 ) of the thermosyphon ( 14a . 14b ) is available.
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