DE19850206A1

DE19850206A1 - Schaltanlagen mit Schaltgeräten, insbesondere mit Vakuumschützen

Info

Publication number: DE19850206A1
Application number: DE19850206A
Authority: DE
Inventors: Thomas Erk; Andreas Stelzer; Reinhard Zeuke; Hartmut Schoentag
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-04-27
Also published as: WO2000025334A1; EP1131833B1; US6483066B1; AU1547600A; JP2002528876A; DE59901677D1; EP1131833A1; AU752681B2

Abstract

Die Erfindung betrifft Schaltanlagen mit von magnetischen Antriebseinrichtungen steuerbaren Schaltgeräten, insbesondere mit Vakuumschützen, wobei die Schaltgeräte entsprechend der Anzahl zu schaltender Phasen jeweils blockweise in einem Gehäuse angeordnet und von diesem jeweils dreiseitig umgeben sind und im Gehäuse von einem oberen und von einem unteren Kontaktanschlußstück lösbar von demselben schraubbefestigt sind. DOLLAR A Die Schaltgeräte (VS) weisen jeweils separate Gehäuse auf, die durch jeweils zwei separate, spiegelbildlich zueinander angeordnete Polschalen (PS) gebildet sind und das obere und das untere Kontaktanschlußstück (KAo, KAu), jeweils einen oberen und einen unteren Kühlkörper (KKo, KKu) bilden, die jeweils zwischen separat zugeordneten Vakuumschütz-Befestigungsstegen (VB...) der Polschalen (PS) lösbar befestigt sind, wobei der obere Kühlkörper (KKo) im Umfangsbereich der Schaltgeräte (VS) mit zentrisch zu diesen verlaufende Lüftungsschlitze (LS...) und der untere Kühlkörper KKu) im Umfangsbereich der Schaltgeräte (VS) mit mittensymmetrisch angeordneten Lufteintrittsöffnungen (LE...) versehen sind. DOLLAR A Derartige Schaltanlagen werden zur Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft Schaltanlagen mit von magnetischen An triebseinrichtungen steuerbaren Schaltgeräten, insbesondere mit Vakuumschützen, wobei die Schaltgeräte entsprechend der Anzahl zu schaltender Phasen jeweils blockweise in einem Ge häuse angeordnet und von diesem jeweils dreiseitig umgeben sind und im Gehäuse von einem oberen und von einem unteren Kontaktanschlußstück lösbar von demselben schraubbefestigt sind.

Schaltanlagen der eingangs definierten Art sind u. a. aus der Druckschrift "Catalog HG 11.21, 1997, 3TL Vacuum Contactors, Page 3/5" bekannt.

Die Schaltanlagen sind mit Vakuumschützen im Spannungsbereich bis zu 12 kV (Kilo-Volt) ausgestattet, wobei jeweils drei Va kuumschütze gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind. Die drei Vakuumschütze sind von dem Gehäuse dreiseitig derart umgeben, daß die oberen und die unteren Kontaktanschlüsse der Vakuumschütze von vorne her frei zugänglich sind. Das Gehäuse der Vakuumschütze wird außerdem von unten durch eine magneti sche Antriebseinrichtung und von oben durch eine isolierte Abdeckung begrenzt. Die konstruktiven Anforderungen hinsich lich der notwendigen Spannungfestigkeit und der thermischen Belastbarkeit sind durch entsprechend große Abstände der spannungsführenden Teile zueinander sowie durch entsprechend große Dimensionierung der Kontaktanschlußstücke mit großer Oberfläche zur ausreichenden Wärmeableitung gelöst.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Schaltanlagen bei Erweiterung des Spannungsbereiches auf 24 kV anzugeben, bei denen die Schaltgeräte ebenfalls in kom pakter Bauweise aufgebaut und die durch den höheren Span nungsbereich bedingten höheren Erwärmungen wesentlich verbes sert abgeleitet sind.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

1. 1.1 die Schaltgeräte weisen jeweils separate Gehäuse auf,
2. 1.2 die Gehäuse sind jeweils durch zwei separate, spiegel bildlich zueinander angeordnete Polschalen gebildet,
3. 1.3 das obere und das untere Kontaktanschlußstück bilden je weils einen oberen und einen unteren Kühlkörper,
4. 1.4 der obere und der untere Kühlkörper sind jeweils zwi schen separat zugeordneten Vakuumschütz-Befestigungs stegen der Polschalen lösbar befestigt,
5. 1.5 der obere Kühlkörper ist im Umfangsbereich der Schaltge räte mit zentrisch zu diesen verlaufende Lüftungsschlit ze versehen,
6. 1.6 der untere Kühlkörper ist im Umfangsbereich der Schalt geräte mit mittensymmetrisch angeordneten Lufteintritts öffnungen versehen,

erreicht.

Durch den Ersatz des einstückigen Gehäuseteils durch die den Schaltgeräten jeweils zugeordneten zwei Polschalen lassen sich ohne wesentliche Vergrößerung des Einbauvolumens auch für den Spannungsbereich bis 24 kV kompakte Schaltanlagen mit den notwendiger Weise einzuhaltenen Spannungsfestigkeiten herstellen. Die beiden spiegelbidlich zueinander angeordneten Polschalen, die unmittelbar auf der magnetischen Antriebsein richtung schraubbefestigt sind, lassen sich darüber hinaus für die unterschiedlichen Schaltgeräte bzw. Vakuumschütze in einfacher Weise durch verschiedene Abstände zueinander anpas sen. Mit den einheitlichen Polschalen lassen sich also ohne konstruktive Veränderungen praktisch beliebige Gehäuse zur Aufnahme der Schaltgeräte oder Vakuumschütze zusammenstellen. Die gleichzeitge Ausgestalltung der oberen und unteren Kon taktanschlußstücke als entsprechende obere und untere Kühl körper ermöglichen eine ausreichende Wärmeableitung für den 24 kV-Spannungsbereich. Als besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Anordnung der Lüftungsschlitze im oberen Kühlkörper und die der Lufteintrittsöffnungen im unte ren Kühlkörper anzusehen. Durch die nach oben unverschlosse nen Polschalen wird von unten her durch die Lufteintrittsöff nungen ein Kühlluftstrom gezielt am Umfang des Schaltgerätes bzw. des Vakuumschützes und deren Kontaktanschlüsse vorbeige führt, der durch die Lüftungsschlitze der oberen Kühlkörper entweicht. Durch diesen gezielt lenkbaren Kühlluftstrom ist praktisch ein aktives Kühlsystem wirksam, mit dem die erhöhte thermische Belastbarkeit in diesem Spannungsbereich erreicht ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang außerdem die Merkmale

1. 2.1 der obere Kühlkörper weist nach Außen gerichtete, zen trisch und mittensymmetrisch angeordnete Kühlrippen auf,
2. 2.2 der untere Kühlkörper weist eine nach Außen gerichtete, kugelförmige Begrenzungskontur auf, vor.

Mit den nach Außen gerichteten Kühlrippen lassen sich im Hin blick auf die Oberflächenvergrößerung bekannter Maßen größere Wärmemengen in der Zeiteinheit abführen.

Die kugelförmigen Begrenzungskonturen der unteren Kühlkörper, die in gleicher Weise nach Außen gerichtet sind, gewährlei sten durch die vergrößerten Abstände eine höhere Spannungssi cherheit.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

1. 3.1 der obere und der untere Kühlkörper sind jeweils mit zur Längachse des Schaltgerätes spiegelsymmetrich angeordneten Kühlkörperbefestigungen versehen,
2. 3.2 der obere und der untere Kontaktanschluß sind mit den freien Enden jeweils nach Außen gerichtet, vor.

Damit sind die Schaltgeräte zwischen den Polschalen sicher lösbar befestigt und darüber hinaus die oberen und unteren Kontaktanschlüsse mit weitem Abstand zueinander gut zugäng lich.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausfüh rungsbeispiel in drei Figuren näher erläutert, wobei die

Fig. 1 eine Vorderansicht auf den Seitenbereich des lediglich angedeuteten Schaltgerätes mit dem Innenbereich der Polscha le zeigt, die

Fig. 2 nähere Einzelheiten des oberen Kühlkörpers und die

Fig. 3 nähere Einzelheiten des unteren Kühlkörpers erkennen läßt.

Die Fig. 1 zeigt die Innenseite der Polschale PS, an die der obere und der unteren Kontaktanschluß KAo und KAu mit dem je weilig dazugehörigen oberen und unteren Kühlkörper KKo und KKu mittels der jeweiligen Kühlkörperbefestigung KB. . . schraubbefestigt sind. Zum besseren Verständnis ist das Schaltgerät VS in seiner Einbaulage zwischen dem oberen und unteren Kühlkörper KKo und KKu innerhalb einer Polschale mit dünner Zeichenlinie angedeutet. Um nähere Einzelheiten sicht bar zu machen, ist die zweite seitlich vorhandene Polschale in der Fig. 1 nicht dargestellt. Innerhalb der Polschalen PS sind die Vakuumschütz-Befestigunsstege VB. . . vorgesehen, die zur Befestigung der oberen und unteren Kühlkörper KKo und KKu mittels der Kühlkörperbefestigungen KB. . . dienen.

Weiterhin ist angedeutet, daß das Schaltgerät VS am oberen Kühlkörper KKo mit der Vakuumschützbefestigung SB verbunden ist und der untere Kühlkörper KKu im wesentlichen die Lagefi xierung des Schaltgerätes VS bewirkt. Der obere Kühlkörper KKo weist darüber hinaus den oberen Kontaktanschluß KAo auf, der im Einbauzustand zwischen den Polschalen PS - dargestellt ist, wie bereits erwähnt, in dieser Ansicht nur die hintere Polschale - zur Herstellung der elektrischen Verbindung frei zugänglich ist. Zur besseren Wärmeableitung ist der obere Kühlkörper KKo mit zum Vakuumschütz VS zentrisch angeordneten Kühlrippen KR. . . ausgestattet, die in ihrer Höhe von Innen nach Außen mit verringerter Oberfläche entsprechend der an fallenden thermischen Belastung versehen sind. Zwischen den einzelnen Kühlrippen KR. . . sind die Lüftungsschlitze LS. . . angedeutet, aus denen der Kühlluftstrom KLS aus dem Schaltge rät VS herausgeführt wird.

Unterhalb des lediglich angedeuteten Schaltgerätes VS ist der untere Kühlkörper KKu angeordnet, deren kugelförmige Begren zungskontur BK sowie deren unterer Kontaktanschluß KAu - wie die Kühlrippen KR. . und deren oberer Kontaktanschluß KAo des oberen Kühlkörpers KKo - nach Außen gerichtet sind. Der unte re Kühlkörper KKu ist im Umfangsbereich des Schaltgerätes VS mit mittensymmetrisch angeordneten Lufteintrittsöffnungen LE. . . derart versehen, daß sich zwischen dem unteren und dem oberen Kühlkörper der Kühlluftstrom KLS einstellt, der für eine ausreichende Wärmeabfuhr vom Schaltgerät VS im Zusammen hang mit den Kühlrippen KR. . des oberen Kühlkörpers KKo sorgt. Mit diesem durch Schlotwirkung entstehenden Kühlluft strom KLS wird das Schaltgerät also aktiv gekühlt und ist so mit für den höheren Spannungsbereich einsetzbar.

Die Fig. 2 zeigt den oberen Kühlkörper KKo mit dem oberen Kontaktanschluß KAo mit Sicht auf den Bereich des unmittelbar angrenzenden, nicht dargestellten Schaltgerätes. Besonders zu erkennen ist hier die zentrische Anordnung eines Teils der Kühlrippen KR. . ., zwischen denen sich die Lüftungsschlitze LS befinden. Mitten- und spiegelsymmetrisch um die Vakuumschütz befestigung SB des oberen Kühlkörpers KKo sind die Kühlkör perbefestigungen KB. . . angeordnet. Desweiteren sind zur Ver steifung und zur Oberflächenvergrößerung in den Randbereichen der oberen Kühlkörper KKo weitere Kühlrippen KR. . . vorgese hen.

Die Fig. 3 läßt nähere Einzelheiten des unteren Kühlkörpers KKu mit dem unteren Kontaktanschluß KAu durch Sicht auf die von dem Schalgerät abgewandte Außenseite erkennen. Hier ist in besondere Weise die Anordnung der Lufteintrittsöffnungen LE. . . neben dem ebenfalls hier nicht dargestellten Schaltge rät zu erkennen. Durch die seitliche mittensymmetrische An ornung der Lufteintrittsöffnungen LE. . . können diese zur Ver größerung der sogenannten Schlotwirkung entsprechend groß ausgeführt sein, ohne das ein Stabilitätsverlust durch Quer schnittverringungen auftreten kann.

Wie die oberen Kühlkörper KKo (Fig. 2) sind auch die unteren Kühlkörper KKu mitten- und spiegelsymmetrisch um das nicht dargestellte Schaltgerät angeordnet.

Claims

1. Schaltanlagen mit von magnetischen Antriebseinrichtungen steuerbaren Schaltgeräten, insbesondere mit Vakuumschützen, wobei die Schaltgeräte entsprechend der Anzahl zu schaltender Phasen jeweils blockweise in einem Gehäuse angeordnet und von diesem jeweils dreiseitig umgeben sind und im Gehäuse von ei nem oberen und von einem unteren Kontaktanschlußstück lösbar von demselben schraubbefestigt sind, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 1.1 die Schaltgeräte (VS) weisen jeweils separate Gehäuse auf,
2. 1.2 die Gehäuse sind jeweils durch zwei separate, spiegel bildlich zueinander angeordnete Polschalen (PS) gebil det,
3. 1.3 das obere und das untere Kontaktanschlußstück (KAo, KAu) bilden jeweils einen oberen und einen unteren Kühlkörper (KKo, KKu),
4. 1.4 der obere und der untere Kühlkörper (KKo, KKu) sind je weils zwischen separat zugeordneten Vakuumschütz-Be festigungsstegen (VB. . .) der Polschalen (PS) lösbar be festigt,
5. 1.5 der obere Kühlkörper (KKo) ist im Umfangsbereich der Schalgeräte (VS) mit zentrisch zu diesen verlaufende Lüftungsschlitze (LS. . .) versehen,
6. 1.6 der untere Kühlkörper (KKu) ist im Umfangsbereich der Schaltgeräte (VS) mit mittensymmetrisch angeordneten Lufteintrittsöffnungen (LE. . .) versehen.

2. Schaltanlagen mit von magnetischen Antriebseinrichtungen steuerbaren Schaltgeräten, nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 2.1 der obere Kühlkörper (KKo) weist nach Außen gerichtete, zentrisch und mittensymmetrisch angeordnete Kühlrippen (KR. . .) auf,
2. 2.2 der untere Kühlkörper (KKu) weist eine nach Außen ge richtete, kugelförmige Begrenzungskontur (BK) auf.

3. Schaltanlagen mit von magnetischen Antriebseinrichtungen steuerbaren Schaltgeräten, nach Patentanspruch 1 und den Pa tentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. 3.1 der obere und der untere Kühlkörper (KKo, KKu) sind je weils mit zur Längsachse des Schaltgerätes (VS) spiegel symmetrisch angeordneten Kühlkörperbefestigungen (KB. . .) versehen,
2. 3.2 der obere und der untere Kontaktanschluß (KAo, KAu) sind mit den freien Enden jeweils nach Außen gerichtet.