DE891560C

DE891560C - Switching device housed in a housing

Info

Publication number: DE891560C
Application number: DES6058D
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Haese; Otto Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-03-25
Filing date: 1941-03-25
Publication date: 1953-09-28
Also published as: NL51222C

Description

In einem Gehäuse, untergebrachtes Schaltgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein in einem Gehäuse untergebrachtes, insbesondere für hohe Nennstromstärken bestimmtes Schaltgerät, z. B. einen gußgekapselten Selbstschalter,. einen als Überstromschalter zum Schalten und zum Schutz elektrischer Maschinen oder Anlagen gegen Kurzschlüsse oder Überlastungen dienenden gekapselten Motorschutzschalter, Sicherungstrennschalter od. dgl. Derartige Schaltgeräte werden oft während längerer Zeit, z. B. innerhalb mehrerer Stunden, hohen Strombelastungen ausgesetzt. Während bei Schaltgeräten im offenen Einbau die Wärmeabführung der stromleitenden Teile meistens ausreichend ist, ergeben sich bei in Gehäusen untergebrachten Schaltgeräten erhebliche Schwierigkeiten in bezug auf die Wärmeabfuhr.Switching device housed in a housing The invention relates to on a housed in a housing, especially for high rated currents certain switching device, e.g. B. a cast-encapsulated circuit breaker. one as an overcurrent switch for switching and protecting electrical machines or systems against short circuits encapsulated motor protection switch, fuse disconnector Od. Like. Such switching devices are often used for a long time, z. B. within exposed to high current loads for several hours. While switching devices in open installation, the heat dissipation of the electrically conductive parts is usually sufficient there are considerable difficulties in switching devices housed in housings in terms of heat dissipation.

Man hat versucht, durch Vergrößerung des Gehäuses und durch Anbringung von Kühlrippen am Gehäuse diese erhöhte Erwärmung zu beseitigen. Jedoch haben diese Maßnahmen in der Regel nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, da die Luftbewegung innerhalb des Gehäuses nur durch Auftriebsdifferenz der verschieden warmen Luftschichten bewirkt wird, wodurch, vor allem, wenn der Luftbewegung seitens der Lichtbogenkammern od..dgl. ein etwas größerer Widerstand entgegensteht, nur eine sehr geringe Luftumwälzung stattfiridet. Die heiße Luft kommt alsogar nicht oder nur in einem sehr geringen Maße mit den Gehäusewandurigen in Berührung, so daß keine nennenswerte Wärmeabnahme durch diese Wandungen erfolgt. Eine solche Wärmeabfuhr ist daher oft unzureichend.Attempts have been made by enlarging the housing and by attaching it of cooling fins on the housing to eliminate this increased heating. However, these have Measures usually do not lead to the desired success, since the air movement inside the housing only due to the difference in lift of the different warm air layers caused by which, especially when the air movement from the part of the arc chambers or the like there is a somewhat greater resistance, only a very small amount of air circulation takes place. The hot air does not come in at all, or only to a very small extent Dimensions in contact with the walls of the housing, so that no significant heat loss takes place through these walls. Such a heat dissipation is therefore often inadequate.

Durch die Erfindung werden nicht nur diese Schwierigkeiten beseitigt, sondern es wird darüber hinaus ermöglicht, die durch die elektrischen Geräte entwickelte Wärme, insbesondere ohne Änderung der Gehäuseform in einem derart hohen Maße abzuführen, daß hierdurch die Leistung des jeweiligen elektrischen Geräts merklich gesteigert -werden kann. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß im Gehäuse ein elektrisch angetriebener Lüfter vorgesehen ist, der einen derartigen Umlauf der Luft innerhalb des Gehäuses hervorruft, daß die erwärmte Luft an den kühlenden Wandungen des Gehäuses vorbeigeführt wird. Auf diese Weise kann die Wärmeabfuhr in einem solchen Maße erfolgen, daß ein gekapseltes Schaltgerät, beispielsweise von iooo Amp. auf i5oo Amp. Nennstrom gebracht werden kann. Der Aufstellung eines Lüfters im Innern eines staub- und wasserdichten- Gehäuses standen hierbei (insofern Bedenken entgegn, als man befürchtete, daß durch die zusätzliche Wärmequelle, die durch einen im Innern des das Schaltgerät aufnehmenden . Gehäuses aufgestellten Lüftermotor entsteht, die Verhältnisse im Innblick auf -die Wärmeabfuhr nicht verbessert, sondern weiterhin verschlechtert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bereits eine verhältnismäßig geringe Luftströmung ausreicht, um den erwünschten Umlauf und somit trotz der Aizwendung unbedeutender und kleiner Mittel (Lüfter) einen günstigen Wirkungsgrad -der Wärmeübertragung und eine Leistungssteigerung des Schaltgeräts zu erzielen.The invention not only eliminates these difficulties, but it is also made possible by the electrical devices developed To dissipate heat to such a high degree, in particular without changing the shape of the housing, that this increases the performance of the respective electrical device noticeably -can be. The invention is essentially characterized in that in the housing an electrically driven fan is provided, which such a circulation The air inside the housing causes the heated air to pass through the cooling Walls of the housing is passed. In this way, the heat dissipation to such an extent that an encapsulated switching device, for example can be brought from iooo Amp. to i5oo Amp. rated current. The establishment of a Fans inside a dust and waterproof housing stood here (insofar Concerns, as one feared, that by the additional heat source, the by one inside the receiving the switching device. Housing erected Fan motor arises, the conditions in the Inn view -the heat dissipation does not improve, but continue to deteriorate. It has been shown, however, that already a relatively small air flow is sufficient to achieve the desired circulation and thus despite the use of insignificant and small means (fans) a favorable one Efficiency of the heat transfer and an increase in the performance of the switching device to achieve.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Handeines im Schnitt dargestellten gekapselten Schaltgeräts veranschaulicht.In the drawing, the subject of the invention is at hand in section illustrated encapsulated switching device.

In einem mittels eines abnehmbaren oder schwenkbaren Deckels i (der Tür) abgedeckten Gehäuse 2 ist beispielsweise ein ein- oder mehrpoliger Selbstschalter untergebracht, der. einen an der Stromzuleitung 6 angeschlossenen feststehenden Kontakt 3, einen beispielsweise über Strombänder 7 an der Stromableitung 8 angeschlossenen, mittels einer Antriebswelle 9 und eines Hebels ro betätigbaren beweglichen Kontaktq. sowie eineLichtbogenkammer i i enthält, die für eine sichere Lichtbogenführung sorgt. Außerdem können nm Gehäuse 2 noch in der Zeichnung nicht dargestellte Strom-und Spannungsmesser, Relais, z. B. Überstrom- oder Überspannungsrelais usw. untergebracht sein.In a removable or pivotable cover i (the Door) covered housing 2 is, for example, a single-pole or multi-pole circuit breaker housed that. a stationary one connected to the power supply line 6 Contact 3, one connected, for example, to the current lead 8 via current bands 7, movable contact q which can be actuated by means of a drive shaft 9 and a lever ro. as well as an arc chamber i i, which ensures safe arc guidance. In addition, nm housing 2 can power and not shown in the drawing Voltmeter, relay, e.g. B. overcurrent or overvoltage relays, etc. housed be.

An der hinteren Wandung des Gehäuses 2 ist mittels eines konsolartigen feststehenden oder schwenkbaren Tragarmes 15 ein z. B. gelenkig (schwenkbar) gelagerter Ventilator i2, insbesondere nahe der Stirnwandung des Deckels i aufgestellt. Der Lüfter i2 ruft einen in der Zeichnung durch Pfeile 1q, angedeuteten Umlauf der Luft innerhalb des Gehäuses hervor, in der Weise, daß die Luft durch die Lichtbogenkammern i r des Schalters entlang der Strombahnen geführt wird, worauf die erwärmte Luft an den Wandungen des Gehäuses abgekühlt wird. Die Richtung; in der die Luft im Innern des Gehäuses verläuft, kann je nach der einstellbaren Lage des Lüfters 12 verändert werden.On the rear wall of the housing 2 is by means of a bracket-like fixed or pivotable support arm 15 a z. B. articulated (pivotable) mounted Fan i2, in particular placed near the end wall of the cover i. Of the Fan i2 causes the air to circulate, indicated by arrows 1q in the drawing emerges inside the housing in such a way that the air passes through the arc chambers i r of the switch is guided along the current paths, whereupon the heated air is cooled on the walls of the housing. The direction; in which the air inside of the housing can be changed depending on the adjustable position of the fan 12 will.

Die zwischen den einzelnen Polen des mehrpoligen Schalters vorgesehenen Phasenisolierstoffwände 17 können vorteilhaft als -Luftführungen dienen. - _ Der Lüfter kann im Geigensatz zur Darstellung in: 'der Zeichnung am Deckel i vorgesehen werden. Auf diese Weise wird die Zugänglichkeit zu den nicht eingezeichneten. Schutzvorrichtungen, z. B. Relais od. dgl., erleichtert.The ones provided between the individual poles of the multipole switch Phase insulating material walls 17 can advantageously serve as air ducts. - _ Of the Fan can be used in the violin set for illustration in: 'the drawing on the cover i will. In this way, the accessibility is made to those not shown. Protective devices, z. B. relay or the like., Facilitated.

Man kann ferner erforderlichenfalls mehrere Ventilatoren im Gehäuseinnern vorsehen. Hierbei kann man diese Ventilatoren sä anordnen, daß sie im gleichen oder im wesentlichen im gleichen Sinne wirken, indem sie hintereinander oder unter einem Winkel zueinander angeordnet werden.You can also, if necessary, several fans inside the housing provide. Here you can arrange these fans sä that they are in the same or essentially act in the same sense by being one behind the other or under one Angle to be arranged to each other.

Ferner kann, insbesondere bei gekapselten Schaltgeräten, vorteilhaft durch Anordnung einzelner Isolierwände im Innern des Gehäuses die gewünschte; z. B. eine solche Luftströmung erzielt werden, äaß die Blasluft des Lüfters direkt an die warmen- Schalterteile geführt wird. Die warme Luft kann :dann durch eine Öffnung in der oberen Isolierabdeckung aus dem Schaltraum austreten und wird an dien Außenwänden des gekapselten staubdichten Gehäuses entlang dem Lüfter wieder zugeführt. Bei der zwangsweise auftretenden hohen Lufterwärmung kann es mit Rücksicht auf ,die Arbeitsmöglichkeit irgendwelcher eingebauter Relais vorteilhaft sein, ,die Relais od. dgl. durch Einbau einer oder mehrerer Zwischenwände dem Warmluftstrom zu entziehen.It can also be advantageous, particularly in the case of encapsulated switching devices by arranging individual insulating walls inside the housing the desired; z. B. such an air flow can be achieved, the blown air from the fan directly is led to the warm switch parts. The warm air can: then through a Exit opening in the upper insulating cover from the switchgear room and is connected to the outer walls of the encapsulated dust-proof housing along the fan again fed. With the inevitably occurring high air heating, it can be done with consideration on, the workability of any built-in relay will be advantageous, that Relays or the like by installing one or more partitions to the flow of hot air to withdraw.

Am Gehäuse z und Deckel i können vorteilhaft z. B. nach Art von Türkontakten ausgebildete, in dem Stromkreis des Lüftermotors sich befindende Kontakte vorgesehen sein, die beim Öffnen des Deckels i den Lüftermotor spannungslos machen.On the housing z and cover i can advantageously z. B. on the type of door contacts formed contacts located in the circuit of the fan motor are provided which de-energize the fan motor when the cover i is opened.

Eine zweckmäßigeWeiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist in der Form möglich, daß der Lüfterantrieb in Abhängigkeit von der Temperatur im Gehäuse, und zwar entweder von der Lufttemperatur oder der Temperatur eines beliebigen Geräteteils über einen Temperaturwächter, z. B. unter Verwen(dung eines Thermoelementes bzw. unter Benutzung eines Bimetall relais ein- und ausgeschaltet wind. Dadurch kann erreicht werden, daß bei niedriger Belastung des gekapselten Geräts der Ventilator abgeschaltet wird. Die Steuerung kann z. B. durch ein Hilfsrelais (Einbau indem Schutzrahmen für die Maaschennetzrelais) vorgenommen werden, das durch einen Bimetallsatz betätigt wird.An expedient further development of the subject matter of the invention is in Form possible that the fan drive depending on the temperature in the housing, either from the air temperature or the temperature of any part of the device via a temperature monitor, e.g. B. using a thermocouple or wind is switched on and off using a bimetal relay. This can can be achieved that with low load on the encapsulated device, the fan is switched off. The controller can e.g. B. by an auxiliary relay (installation by Protective frame for the mesh network relay) can be made by means of a bimetallic set is operated.

Der Biinetallsatz kann, wie bereits an anderer Stelle angegeben wurde, aus zwei Streifen bestehen, von denen der eine die Zuschaltung, der andere die Abschaltung übernimmt. Der Bimetallsatz wird beispielsweise oben im Gehäuse gegen. Schaltfeuer geschützt eingebaut und wird somit bei Stillstand des Lüfters der aufsteigenden Warmluft ausgesetzt. Der . erste B:imetallstreifen ist so eingestellt, daß der Lüfter eingeschaltet wird, wenn die Erwärmung des Schaltgeräts, die künstliche Belüftung notwendig macht. Da bei Anlauf des Lüfters eine sofortige Temperaturabsenkung der Luft oben im Gehäuse eintritt, so wird die Lüftersteuerung über den zweiten Bimetallstreifen nach dem Ansprechen geschlos- i sen gehalten. Der zweite Bimetallstreifen öffnet erst, wenn die Lufttemperatur im Gehäuse so weit gesunken ist, daß ein ungefährdeter Betrieb des Schalters ohneLüfter aufrechterhalten werden kann.The biinetallic rate can, as already stated elsewhere, consist of two strips, one for connection, the other for disconnection takes over. The bimetallic set is opposed, for example, in the top of the housing. Switchfire installed in a protected manner and thus becomes the ascending one when the fan comes to a standstill Exposed to warm air. Of the . first B: imetallstrip is set so that the fan is switched on when the heating of the switching device, the artificial ventilation makes necessary. Since when the fan starts up, the temperature of the If air enters the top of the housing, the fan control is via the second bimetal strip kept closed after responding. The second bimetal strip opens first, when the air temperature in the housing has dropped so far that operation is safe of the switch can be maintained without a fan.

Für den Fall, daß aus irgendeinem Grund der Lüfter nicht anlaufen sollte, kann ein weiterer Bimetallstreifen vorgesehen werden, der dann den Schalter bei Gefährdung über den Arbeitsstromausläser ausschaltet.In case the fan does not start for any reason should, another bimetal strip can be provided, which then the switch switches off in the event of a hazard via the shunt release.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching device housed in a housing, : characterized in that an electrically driven fan in the housing (2) (i2) is provided that such a circulation of the air within the housing causes the heated air to be guided along the cooling walls of the housing will.

2 .. Switching device according to claim i, characterized in that the fan is on the inner wall of the housing (2), in particular in the vicinity of the cover (i), and although it is arranged, for example, on a bracket-like support arm (i5).

3. Switching device Mach claim i, characterized in that the fan on the cover (i) of the housing (2) is provided. q ..

Switch according to claims i to 3, characterized in that @ that the circulating cooling air through the arc chamber of the switch along the Current paths is guided.

5. Switch according to claim i to q., Characterized in that that the fan (i2) is pivotably mounted, in particular such that depending on the respective position of the fan the direction of the inside of the encapsulated housing (2) circulating air can be changed.

6. Switch according to claim i to 5, characterized characterized in that the provided between the individual poles of the switch Ph: asenisolierwand (i7) serve as air ducts.

7. Switch according to claim i to 6, characterized in that in the housing (2) and / or. in the lid (i) guide surfaces are provided for guiding the circulating air. B.

Switch according to claim i to 7, characterized in that the guide surfaces in particular between the current paths (the outward and return lines) are arranged.

9. Switch according to claim i to 8, characterized characterized in that: that the air flow of the fan (i2) is directed directly at the switch is. ok

Switch according to Claims i to 9, characterized in that in the housing (2) a plurality of fans acting essentially in the same sense are provided. i i.

Switch according to Claims i to 1o, characterized in that the fans are one behind the other.

12. Switch according to claim i to io, characterized in that the fans are arranged at an angle to one another. 13. Switch according to claim i to i2, characterized in that the housing (2) and cover (i) z. B. trained in the manner of door contacts, dete, in the circuit of the fan motor located contacts are provided that de-energize the fan motor when the lid is opened. , 1q ..

Switch according to Claims 1 to 13, characterized in that an intermediate wall is built into the interior of the housing (2), with the aid of which relays or the like are withdrawn from the flow of hot air.