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Die Erfindung betrifft eine Polschale für einen Leistungsschalter zur Aufnahme einer Vakuumröhre mit einem Polkopf und einem Polträger, wobei die Vakuumschaltröhre zwischen Polkopf und Polträger gehalten werden kann.
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Eine derartige Polschale ist beispielsweise aus der
WO 2007/016881 A1 bekannt. Die dort offenbarte Polschale ist für einen Leistungsschalter, beispielsweise einen Mittelspannungsleistungsschalter, zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre sowie von einem Polkopf und einem Polträger vorgesehen, welche mit der Vakuumröhre verbunden sind und diese halten. Die Polschale weist weiter Befestigungsmittel zur Befestigung von Polkopf und Vakuumschaltröhre auf. Der Polkopf wird mittels Verschraubungen an der Polschale befestigt und die Vakuumschaltröhre durch ein separates Zentriermittel, welches an der Polschale befestigt wird, gehalten. Ebenso ist eine Polschale aus der
DE 10 2011 086 810 B3 bekannt.
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Bei einer Vakuumröhre, die von einem Polkopf und einem Polträger gehalten wird, kommt es bei Stromfluss zu Temperaturerhöhungen an diesen mechanischen Halterungen. Bedingt durch den elektrischen Übergangswiderstand werden die Halterungen der Vakuumschaltröhre mit dem Polkopf und dem Polträger erwärmt. Verschiedene Maßnahmen zur Entwärmung sind bekannt, beispielsweise können Polkopf und Polträger mit Kühlrippen ausgestattet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Weg der Kühlung für die Übergänge zwischen Vakuumschaltröhre und Polkopf beziehungsweise Polträger zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Polschale gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Polschale sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die Polschale für einen Leistungsschalter zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre mit einem Polkopf und einem Polträger, wobei die Vakuumschaltröhre zwischen Polkopf und Polträger gehalten werden kann, gemäß Anspruch 1 umfasst, dass die Polschale auf der der Vakuumschaltröhre zugewandten Seite Kühlrippen aus thermisch leitfähigem Kunststoff aufweist. Vorteilhaft hierbei ist, dass bei einer guten thermischen Anbindung der Polschale an den Polkopf beziehungsweise den Polträger die Wärme über diese Kühlrippen der Polschale abgeführt werden kann. Somit ist eine effiziente Nutzung des vorhandenen Bauraumes möglich und die Komplexität der Polkontakte kann reduziert werden. Ebenso ist es durch die verbesserte Entwärmung mittels Kühlrippen in bestimmten Fällen möglich, Aluminiumpolkontakte zu verwenden anstatt teurerer Kupferpolkontakte. Generell können Polkopf und Polträger weniger komplex und mit weniger Material hergestellt werden, was ebenfalls ein großes Kostensenkungspotential darstellt. Durch die verbesserte Entwärmung durch die Kühlrippen der erfindungsgemäßen Polschale können im Betrieb höhere Temperaturgrenzwerte angestrebt werden.
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In einer Ausgestaltung sind die Kühlrippen auf Höhe des Polkopfs und/oder auf Höhe des Polträgers angeordnet.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden die Kühlrippen in senkrechter Einbaulage der Polschale durch senkrecht verlaufende Vertiefungen im Material der Polschale gebildet.
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In einer Ausgestaltung weist die Polschale Befestigungsmittel auf, die mit einem Polkopf oder einem Polträger zusammenwirken können zur mechanischen Verbindung zwischen Polschale und Polkopf oder Polträger.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Polschale aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff mit Graphit-Anteil hergestellt.
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In einer Ausgestaltung wurde die erfindungsgemäße Polschale einstückig in einem Gießprozess hergestellt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden.
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Dabei zeigen
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1 Leistungsschalter mit drei Polen;
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2 Polschale für einen Leistungsschalter mit Kühlrippen; und
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3A, 3B, 3C Polschale für einen Leistungsschalter mit Kühlrippen in verschiedenen Darstellungen.
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In 1 wird ein konventioneller Leistungsschalter 1000 dargestellt. Dieser Leistungsschalter 1000 umfasst drei Pole A, B und C. Jeder der einzelnen Pole umfasst wiederum eine Vakuumschaltröhre 200, die von einem Polkopf 300 und einem Polträger 350 gehalten werden. Die Vakuumschaltröhre 200 ist zwischen dem Polkopf 300 und dem Polträger 350 angeordnet. In 1 wird ein konventioneller Leistungsschalter 1000 mit Polkopf 300 und Polträger 350 dargestellt, die jeweils Kühlrippen beinhalten. Aufgrund der Übergangswiderstände zwischen Vakuumschaltröhre 200 und Polkopf 300 beziehungsweise Vakuumschaltröhre 200 und Polträger 350 kommt es an Polkopf 300 und Polträger 350 zu Erwärmungen. Um diese Wärme abzuführen, sind der Polkopf 300 und der Polträger 350 jeweils mit Kühlrippen ausgestattet. Zur elektrischen Isolation zwischen den drei Polen A, B und C sind um die Pole jeweils Polschalen 100 angeordnet. Diese Polschalen 100 verhindern, dass es zu einem Kurzschluss zwischen den Polen A, B oder C kommt, oder Strom in Richtung der Mechanik des Leistungsschalters 1000 fließt.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Polschale 100 dargestellt. Diese Polschale 100 weist auf der der Vakuumschaltröhre 200 zugewandten Seite Kühlrippen 150 aus thermisch leitfähigem Kunststoff auf. Diese Kühlrippen 150 sind zum einen auf Höhe des Polkopfes 300 angeordnet und zum anderen auf Höhe des Polträgers 350. Entsprechend der 2 bedeutet dies, dass sich die oberen Kühlrippen 100 auf Höhe des Polkopfes 300 befinden und die unteren Kühlrippen 150 auf Höhe des Polträgers 350.
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Die Polschale 100 weist Befestigungsmittel 161, 162; 163, 164; 171, 172; 173; 174 auf, durch die die Polschale 100 mit dem Polkopf 300 und dem Polträger 350 verbunden werden kann. Entsprechend der Ausführung in 2 können diese Gewinde sein, in die Schrauben einfassen können und mittels dieser Schrauben eine mechanische Verbindung zwischen der Polschale 100 und dem Polkopf 300 beziehungsweise dem Polträger 350 hergestellt werden kann. Durch eine feste mechanische Verbindung zwischen Polschale 100 und Polkopf 300 beziehungsweise Polträger 350 wird sichergestellt, dass die Wärme, die am Polkopf 300 beziehungsweise am Polträger 350 entsteht, über die Kontaktfläche in Richtung der Polschale 100 und der dort angeordneten Kühlrippen 150 aus thermisch leitfähigem Kunststoff abgeführt wird.
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In den 3A, 3B und 3C ist die erfindungsgemäße Polschale 100 in verschiedenen Darstellungen abgebildet. Auch hier verlaufen die Kühlrippen 150 bei senkrechter Einbaulage der Polschale 100 senkrecht als Vertiefung im Material der Polschale 100.
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Ebenso ist denkbar, dass die Kühlrippen 150 durchgehend von der Höhe des Polkopfs 300 bis zur Höhe des Polträgers 350 verlaufen.
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Die Polschale 100 kann aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff mit Graphit-Anteil hergestellt sein. Vorteilhaft hierbei ist, dass die thermische Leitfähigkeit durch diesen Zwei-Komponenten-Kunststoff erhöht wird.
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Die erfindungsgemäße Polschale 100 kann einstückig in einem Gießprozess hergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Polschale 100 besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Alternativ können die Regionen mit den Kühlrippen 150 auch getrennt hergestellt werden und in die Polschale 100 an den gewünschten Positionen eingebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Polschale 100 stellt sicher, dass sich in räumlicher Nähe zu stromtragenden Pfaden, wie dies beispielsweise am Übergang der Vakuumschaltröhre 200 zum Polkopf 300 oder zum Polträger 350 der Fall ist, thermisch leitfähiger Kunststoff befindet, der der Wärmeabfuhr dient. Die Wärmeentwicklung der Übergangswiderstände kann somit entwärmt werden, wodurch beim Betrieb einer solchen Anlage entweder höhere Ströme möglich sind, oder entsprechend auf andere Entwärmungsmaßnahmen, die kostenmäßig ungünstiger sind, verzichtet werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Polschale 100 können existierende Leistungsschalter 100, beispielsweise Mittelspannungsleistungsschalter, einfach umgerüstet werden für höhere Betriebsströme.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/016881 A1 [0002]
- DE 102011086810 B3 [0002]
