DE10221576A1

DE10221576A1 - Elektrisches Schaltgerät mit einer Kühleinrichtung

Info

Publication number: DE10221576A1
Application number: DE10221576A
Authority: DE
Inventors: Andrzej Nowakowski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: DE10221576B4; CN1650380A; EP1502272B1; RU2309477C2; US20050150868A1; CN1293585C; WO2003096366A1; RU2004135812A; DE50301755D1; EP1502272A1

Abstract

Zur Steuerung der Kühlleistung einer Kühleinrichtung eines elektrischen Schaltgerätes (1) sind Durchtrittsöffnungen (14a, b, c) mittels einer Fassungsarmatur (16) verschließbar. Die Fassungsarmatur (16) fixiert die Kühleinrichtung zumindest teilweise.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schaltgerät, welches im Zuge einer Ausschaltbewegung eine Löschgasströmung hervorruft, mit einer Durchtrittsöffnungen für die Löschgasströmung aufweisenden massiven Wandung einer Kühleinrichtung.

Ein derartiges elektrisches Schaltgerät ist beispielsweise aus dem US-Patent 4,328,403 bekannt. Das dortige elektrische Schaltgerät weist eine Schaltstrecke auf, in welcher durch einen Lichtbogen bedingt Löschgas generiert wird. Dieses Löschgas strömt durch einen Kanal in eine Kühleinrichtung, welche als Kühlrohr ausgebildet ist. Dieses Kühlrohr weist eine massive Wandung auf, in welche mehrere Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Löschgasströmung eingebracht sind. Zur Verbesserung der Kühlwirkung des Kühlrohres weist die Kühleinrichtung weiterhin ein Kühlgewebe (Mesh-Cooler) auf, welches im Inneren des Isolierrohres angeordnet ist und teilweise die Durchtrittsöffnungen überdeckt.

Die Kühlwirkung eines derartigen Kühlrohres ist abhängig von der Anzahl sowie dem Querschnitt der in die massive Wandung eingebrachten Durchtrittsöffnungen. Je nach gewünschter Kühlwirkung ist es deshalb notwendig, eine unterschiedliche Anzahl von Durchtrittsöffnungen in das Kühlrohr einzubringen. Die von der Kühleinrichtung zu erbringende Kühlleistung wird im Wesentlichen durch die Konstruktion des elektrischen Schaltgerätes festgelegt. Änderungen in der Konstruktion des elektrischen Schaltgerätes ziehen deshalb zwangsweise Anpassungen der Kühleinrichtung hinsichtlich ihrer Kühlleistung nach sich. Das betrifft insbesondere die Art und Anzahl sowie die Anordnung der Durchtrittsöffnungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eine massive Wandung aufweisende Kühleinrichtung eines elektrischen Schaltgerätes derart auszubilden, dass eine vereinfachte Anpassung der Kühlleistung der Kühleinrichtung ermöglicht ist.

Die Aufgabe wird bei einem elektrischen Schaltgerät mit einer Kühleinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine der Durchtrittsöffnungen mittels einer lösbar mit der Kühleinrichtung verbundenen Fassungsarmatur verschließbar ist.

Zur Steuerung der Kühlleistung der Kühleinrichtungen ist zumindest eine der Durchtrittsöffnungen verschließbar. Dadurch ist es ermöglicht, einen Standardkörper mit standardisiert angeordneten Durchtrittsöffnungen zu verwenden und diesen je nach den konstruktiven Gegebenheiten des elektrischen Schaltgerätes so anzupassen, dass ein gewünschtes Kühlverhalten erzielbar ist. Durch die Kombination der Verschlusswirkung mit einer geeigneten Fassungsarmatur ist es möglich, die massive Wandung sowohl zu fassen als auch Öffnungen in der massiven Wandung durch die Fassungsarmatur zu verschließen. Durch die lösbare Verbindung von Kühleinrichtung und Fassungsarmatur ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Montage der Kühleinrichtung in dem elektrischen Schaltgerät. Weiterhin können mit einer geringen Anzahl von Grundelementen verschiedene Kühleinrichtungen mit unterschiedlichen Kühlleistungen vormontiert werden. Dadurch ist eine aufwendige Lagehaltung verschiedenartiger Kühleinrichtungen hinfällig.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiterhin vorsehen, dass die Fassungsarmatur die Kühleinrichtung zumindest teilweise fixiert.

Durch eine derartige Ausgestaltung sind zusätzliche Halteeinrichtungen zum Fixieren der Kühleinrichtungen vermeidbar. Dadurch sinkt die Anzahl der notwendigen Bauteile.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Fassungsarmatur zusätzlich über den zur Fixierung der Kühleinrichtung nötigen Bereich hinaus ausgedehnt ist, um zumindest eine der Durchtrittsöffnungen zu verschließen.

Durch eine zusätzliche Ausdehnung der Fassungsarmatur ist es in einfacher Weise möglich, eine größere Anzahl von Durchtrittsöffnungen zu verschließen. Da nunmehr der über den zur Fixierung der Kühleinrichtungen nötige Bereich lediglich der Abdeckung und dem Verschluss von Durchtrittsöffnungen dient, kann dort eine materialsparende Konstruktionen genutzt werden, da diese Bereiche keine Kräfte zur Fixierung der Kühleinrichtung aufbringen müssen. Dadurch wird die Fassungsarmatur trotz der zusätzlichen Aufgabe des Verschließens nur um ein geringeres Maß schwerer.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die massive Wandung rohrförmig ausgebildet ist.

Eine rohrförmige Wandung stellt ein dielektrisch vorteilhaftes Gebilde dar, an welchem in einem großen Bereich Durchtrittsöffnungen anordenbar sind. Bei einem relativ kleinen Bauvolumen ist so eine große Kühlleistung erzielbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fassungsarmatur auf der Außenseite der rohrförmigen massiven Wandung angeordnet ist.

Bei einer Anordnung der Fassungsarmatur auf der Außenseite bleibt der innere Bereich der rohrförmigen massiven Wandung frei von zusätzlichen Einbauten. Damit ist das Strömen des Löschgases auf der Innenseite der rohrförmigen Wandung nicht behindert. Weiterhin ist die Fassungsarmatur auf der Außenseite der rohrförmigen massiven Wandung in einfache Art und Weise montierbar.

Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Fassungsarmatur die rohrförmige massive Wandung an einem Ende in vollem Umfang umfasst.

Die Fassungsarmatur schließt die rohrförmige Wandung an einem Ende ab und haltert die Wandung, ohne deren Umfang stark zu vergrößern. Somit ist die rohrförmige Wandung in kleinvolumige elektrische Schaltgeräte in einfacher Art und Weise einzubauen und dort zu positionieren. Durch die Umfassung im vollen Umfange ergibt sich weiterhin eine gute mechanische Halterung der massiven Wandung in der Fassungsarmatur. Auftretende Haltekräfte werden so auf einer großen Fläche verteilt.

Neben den bereits beschriebenen Ausgestaltungsvarianten kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Fassungsarmatur eine Endfassung für die rohrförmige massive Wandung in Form eines Rohrstutzens ausbildet und dass die Fassungsarmatur zu einem mittleren Abschnitt der rohrförmigen massive Wandung weiter ausgedehnt ist, als für die mechanische Haltefunktion notwendig.

Ein Rohrstutzen bildet eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsvariante für die Fassungarmatur. Rohrstutzen sind besonders einfach zu fertigen und mit der rohrförmigen massiven Wandung verbindbar.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Durchtrittsöffnungen aufweisende massive Wandung durch ein Lochblech gebildet ist.

Ein Lochblech ist in besonders günstiger Art und Weise herstellbar. Bei Verwendung einer rohrförmigen massiven Wandung ist aus dem Lochblech ein Rohr einfach herstellbar. Bei einer geeigneten Ausgestaltung der Fassungsarmatur ist es dabei möglich, das Rohr derart auszubilden, dass das Lochblech im Bereich der Rohrnaht überlappend ausgebildet ist und durch die Fassungsarmatur in der Rohrform gehalten wird. Damit ist es nicht notwendig, das Lochblech selbst, beispielsweise mittels Verschweißungen, in der Rohrform zu halten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
Figur den schematischen Aufbau eines elektrischen Schaltgerätes mit einer Kühleinrichtung.
Die Figur zeigt ein elektrisches Schaltgerät 1, und zwar ein Hochspannungs-Leistungsschalter in einer schematischen Darstellung. Das elektrische Schaltgerät 1 ist innerhalb eines mit einem Isoliergas gefüllten in der Figur nicht dargestellten Gehäuses angeordnet. Das elektrische Schaltgerät 1 weist ein bewegbares Lichtbogenkontaktstück 2 sowie ein feststehendes Lichtbogenkontaktstück 3 auf. Koaxial zu dem Lichtbogenkontaktstück 2 und dem diesem gegenüberstehenden bewegbaren feststehenden Kontaktstück 3 sind ein bewegbares Nennstromkontaktstück 4 sowie ein feststehendes Lichtbogenkontaktstück 5 angeordnet. Bei einem Schaltvorgang tritt an den Lichtbogenkontaktstücken 2 und 3 ein Lichtbogen auf. Aufgrund dieses Lichtbogens wird im Bereich der die beiden Lichtbogenkontaktstücke 2, 3 umgebenden Isolierstoffdüse 6 ein Löschgas generiert. Dieses Löschgas strömt zu einem Teil aus der Isolierstoffdüse 6 in Richtung des feststehenden Lichtbogenkontaktstückes 3 ab. Das feststehende Lichtbogenkontaktstück 3 ist von einem rohrförmigen Kanal 7 umgeben. Zunächst strömt das Löschgas im Innern des rohrförmigen Kanals 7 von der durch die beiden Lichtbogenkontaktstücke 2, 3 gebildete Schaltstrecke fort und wird gegen eine erste Strömungsumlenkeinrichtung 8 gelenkt. Die erste Strömungsumlenkeinrichtung 8 lenkt die Löschgasströmung auf die Außenseite des rohrförmigen Kanals 7. Die erste Strömungsumlenkeinrichtung 8 ist Teil eines Traggehäuses 9. Das Traggehäuse 9 weist eine radiale Öffnung 10 auf. Die radiale Öffnung 10 ist ringförmig umlaufend ausgebildet. Die radiale Öffnung 10 ist mittels einer zweiten rohrförmigen Umlenkeinrichtung 11 abgedeckt. Zwischen der zweiten Umlenkeinrichtung 11 und der ersten Umlenkeinrichtung 8 ist eine Ausströmöffnung 12 gebildet, durch welches das Löschgas austreten kann.
Im Bereich der radialen Öffnung 10 ist im Strömungsweg des Löschgases eine rohrförmige massive Wandung 13 einer Kühleinrichtung angeordnet. Die rohrförmige massive Wandung 13 weist eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 14a, b, c auf. An einem ersten Ende der rohrförmigen massiven Wandung 13 ist diese in einer Ringnut 15 gelagert. An dem zweiten Ende der rohrförmigen massiven Wandung 13 ist ein Rohrstutzen 16 angeordnet. Der Rohrstutzen 16 wirkt als Fassungsarmatur und umgibt die rohrförmige massive Wandung 13 vollumfänglich. Der Rohrstutzen 16 weist einen radial nach innen gerichteten Anschlag 17 auf, welcher ein Aufschieben des Rohrstutzens 16 auf die rohrförmige massive Wandung 13 begrenzt. Gleichzeitig dient der Anschlag 17 als Anschlag für die Strömungsumlenkeinrichtung 8, welche den Rohrstutzen 16 und die rohrförmige massive Wandung 13 in die ortsfeste Ringnut 15 einpresst. Weiterhin ist an dem Rohrstutzen 16 radial nach außen ein umlaufender Bund 18 angeformt, welcher in eine in der Umlenkeinrichtung 11 befindliche Nut eingreift. Somit ist ein axiales Verschieben des Rohrstutzens 16 verhindert. Der Rohrstutzen 16 ist dabei in Richtung der Mitte der rohrförmigen massiven Wandung 13 weiter ausgedehnt als es zur Fassung der rohrförmigen massiven Wandung 13 erforderlich ist. Die zur Halterung notwendige Überdeckung ist in der Figur beispielsweise an der Tiefe der Ringnut 15 erkennbar. Durch die Erweiterung in Richtung der Mitte der rohrförmigen massiven Wandung 13 ist eine Durchtrittsöffnung 14c verschlossen.
Durch einen Austausch des Rohrstutzens 16 gegen einen anderen Rohrstutzen mit einer größeren/kleineren Rohrstutzenlänge ist die Anzahl der verschließbaren Durchtrittsöffnungen variabel einstellbar. Dadurch ist die Kühlleistung der Kühleinrichtung veränderbar sowie die Strömung des Löschgases steuerbar.
Die in der Figur gezeigte rohrförmige massive Wandung 13 kann vorteilhafterweise aus einem Lochblech gebildet sein. Dabei ist das Lochblech in eine Rohrform zu biegen, wobei sich die Enden des Lochbleches überlappen. Bei einer geringfügig größeren Wahl des Durchmessers der rohrförmigen massiven Wandung 13 gegenüber dem Durchmesser der Ringnut 15 sowie gegenüber dem Durchmesser des Rohrstutzens 16 ist die rohrförmige massive Wandung 13 elastisch selbsthaltend in die Ringnut 15 und den Rohrstutzen 16 einlegbar.

Claims

1. Elektrisches Schaltgerät (1), welches im Zuge einer Ausschaltbewegung eine Löschgasströmung hervorruft, mit einer Durchtrittsöffnungen (14a, b, c) für die Löschgasströmung aufweisenden massiven Wandung (13) einer Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Durchtrittsöffnungen (14c) mittels einer lösbar mit der Kühleinrichtung verbundenen Fassungsarmatur (16) verschließbar ist.

2. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassungsarmatur (16) die Kühleinrichtung zumindest teilweise fixiert.

3. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassungsarmatur (16) zusätzlich über den zur Fixierung der Kühleinrichtung nötigen Bereich hinaus ausgedehnt ist, um zumindest eine der Durchtrittsöffnungen (14c) zu verschließen.

4. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die massive Wandung (13) rohrförmig ausgebildet ist.

5. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassungsarmatur (16) auf der Außenseite der rohrförmigen massiven Wandung (13) angeordnet ist.

6. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassungsarmatur (16) die rohrförmige massive Wandung (13) an einem Ende in vollem Umfang umfasst.

7. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassungsarmatur (16) eine Endfassung für die rohrförmige massive Wandung (13) in Form eines Rohrstutzens ausbildet und dass die Fassungsarmatur (16) zu einem mittleren Abschnitt der rohrförmigen massive Wandung (13) weiter ausgedehnt ist, als für die mechanische Haltefunktion notwendig.

8. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (14a, b, c) aufweisende massive Wandung (13) durch ein Lochblech gebildet ist.