EP2427898B1 - Isolierstoffgehäuse zur aufnahme einer vakuumschaltröhre und feststoffisolierter schalterpol - Google Patents

Isolierstoffgehäuse zur aufnahme einer vakuumschaltröhre und feststoffisolierter schalterpol Download PDF

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EP2427898B1
EP2427898B1 EP10718541A EP10718541A EP2427898B1 EP 2427898 B1 EP2427898 B1 EP 2427898B1 EP 10718541 A EP10718541 A EP 10718541A EP 10718541 A EP10718541 A EP 10718541A EP 2427898 B1 EP2427898 B1 EP 2427898B1
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EP
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contact connection
fixed contact
connection area
insulating housing
moving contact
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Fabian RÖHRIG
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    • H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings

Definitions

  • the invention relates to an insulating material housing for receiving a vacuum interrupter with a fixed contact connection region and a Bewegumblean gleich Complex and a drive section for a drive rod for initiating a drive movement in a moving contact of the vacuum interrupter and a ventilation arrangement.
  • Such insulating material is for example from the DE 102004047260 B4 known.
  • the disclosed therein Isolierstoffgeophuse for receiving a vacuum interrupter has a fixed contact terminal area and a BewegCountan gleich Scheme and a drive portion for a drive rod for initiating a drive movement in a moving contact of the vacuum interrupter.
  • a ventilation arrangement in the form of a ventilation shaft, which is provided for discharging heated air from the drive section of the insulating housing, whereby a cooling of a current path in the region of a BewegMaptress between moving contact of the vacuum interrupter and Bewegumblean gleich Scheme is effected.
  • Object of the present invention is to develop an insulating material of the type mentioned, which has an improved heat dissipation at high current carrying capacity and higher rated voltage.
  • a drive opening of the insulating material housing is designed as an inlet opening of a first ventilation channel system for the Beweg.an gleich Hoch, which has first ventilation duct system via at least one outlet opening on the Beweg.an gleich Scheme and the fixed contact terminal region opposite housing side.
  • a second ventilation duct system for the fixed contact connection region is provided with at least one inlet opening above the Bewegumblean gleich Schemees and an outlet opening in the fixed contact connection region.
  • the invention further relates to a solid-insulated switch pole for a circuit breaker with an insulating housing according to one of the above embodiments.
  • a solid-insulated switch pole is advantageously used for circuit breaker, which have increased demands on operating currents and rated voltages, because with such a solid-insulated switch pole with an insulating material improved heat dissipation at higher operating currents is possible.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an insulating housing 1 for a solid-insulated switch pole of a circuit breaker for receiving a in the FIG. 1 of course not shown vacuum interrupter.
  • the insulating housing 1 comprises a drive opening 2, a BewegTypean gleich Scheme 3 and a fixed contact connection area 4.
  • the drive opening 2 serves as an inlet opening for a ventilation duct system of BewegCountan gleich Anlagenes 3 and the BewegTypean gleiches the vacuum interrupter, the air flows for ventilation and heat dissipation of BewegTypean gleich Symposium Edition
  • A, B and C are marked, wherein A denotes the incoming air flow through the drive opening 2 and B and C exiting air streams for heat dissipation through a first and a second outlet opening 5 and 6 of the ventilation duct system of Bewegumblean gleich Symposiums or the moving contact are designated. Furthermore, it is apparent from the FIG. 1 a first inlet opening 7 for a ventilation duct system of the fixed contact connection region 4, whose inflowing air flow is indicated by the arrow D and whose exiting air flow is designated from an outlet opening 8 in the region of the fixed contact connection region 4 with the arrow marked E.
  • FIG. 2 shows a further perspective view of the insulating material housing 1 with the BewegCountan gleich Scheme 3 and the fixed contact terminal region 4, wherein between the BewegCountan gleich Scheme 3 and the fixed contact connection region 4, second and third inlet openings 9 and 10 of the ventilation duct system for the fixed contact connection region 4 are provided whose air flows are marked with arrows F and G, which air flows F and G through the outlet opening 8 in the fixed contact connection region 4 marked by the arrow E exit.
  • FIG. 3 shows a partially sectioned view of the insulating material 1 with arranged therein vacuum interrupter 11, the moving contact (not shown figuratively) via a drive rod 12 to a Bewegumblean gleich 13 of the BewegCountan gleich Hochs 3 is conductively connected, wherein the drive rod 12 has an insulating portion 14 to a galvanic isolation to ensure between the current path and a drive unit not shown figuratively.
  • the vacuum interrupter 11 further has a fixed contact, not shown in the figure, which is connected in an electrically conductive manner to a fixed contact connection 15 of the fixed contact connection region 4.
  • the ventilation channel system for the fixed contact connection region 4 is shown, wherein the incoming air streams are represented by the first, second and third inlet openings 7, 9 and 10 with the arrows D, F and G, which the fixed contact connection area 4 or the connection of the fixed contact terminal of the vacuum interrupter 11 with the fixed contact terminal region 4 flow around and marked by the outlet opening 8 with arrow E leave the insulating material, so that by means of in FIG. 3 shown air flows efficient cooling of the fixed contact connection area and the fixed contact terminal of the vacuum interrupter 11 are ensured.
  • FIG. 4 shows a further partially sectioned view of the insulating material housing 1 with the vacuum interrupter 11, the drive rod 12 with its insulating portion 14 in a drive portion 16 of the insulating 1 and the Bewegumblean gleich Scheme 3 and the fixed contact terminal portion 4, wherein FIG.
  • the ventilation duct system for the BewegCountan gleich Scheme 3 wherein by the drive opening 2, which simultaneously represents the drive opening for initiating the drive movement in the moving contact of the vacuum interrupter 11, marked with arrow A, the air flow for cooling the Beweg.an gleich Studentss or the moving contact of the vacuum interrupter 11 is guided, which through the first and second outlet openings 5 and 6 of the ventilation duct system for the Beweg.an gleich Scheme 3 characterized by arrows B and C exits the insulating material 1 and thus efficiently dissipates the heat from the Beweg.an gleich Scheme.
  • ribs 17 are arranged to form a sufficient creepage distance here as well.
  • the ventilation duct system for the fixed contact connection region 4 or the fixed contact of the vacuum interrupter 11 and the ventilation duct system for the Bewegumblean gleich Scheme 3 and the moving contact of the vacuum interrupter 11 are separated by means disposed therebetween wall sections of the insulating material, so that sufficient creepage distances between conductive by the wall sections , Are formed on different potential switch pole parts are formed, so that between fixed contact and Bewegumblean gleich Creepage distances are also formed at each point of the insulating material housing by the respective ventilation channel system or its wall sections so that the insulating material housing can be used for high rated voltages and operating currents.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre mit einem Festkontaktanschlussbereich und einem Bewegkontaktanschlussbereich und einem Antriebsabschnitt für eine Antriebsstange zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einem Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre sowie einer Belüftungsanordnung.
  • Ein derartiges Isolierstoffgehäuse ist beispielsweise aus der DE 102004047260 B4 bekannt. Das dort offenbarte Isolierstoffgehäuse zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre weist einen Festkontaktanschlussbereich und einen Bewegkontaktanschlussbereich auf sowie einen Antriebsabschnitt für eine Antriebsstange zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einem Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre. An dem Isolierstoffgehäuse vorgesehen ist eine Belüftungsanordnung in Form eines Belüftungsschachtes, welcher zum Abführen von erwärmter Luft aus dem Antriebsabschnitt des Isolierstoffgehäuses vorgesehen ist, womit eine Kühlung eines Strompfades im Bereich einer Bewegkontaktverbindung zwischen Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre und Bewegkontaktanschlussbereich bewirkt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Isolierstoffgehäuse der eingangs genannten Art weiterzubilden, welches über eine verbesserte Wärmeabfuhr bei hoher Stromtragfähigkeit und höherer Bemessungsspannung verfügt.
  • Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe bei einem Isolierstoffgehäuse der eingangs genannten Art dadurch, dass die Belüftungsanordnung durch mehrere durch Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses unter Ausbildung von Kriechstrecken voneinander getrennte Belüftungskanalsysteme für den Bewegkontaktanschlussbereich und den Festkontaktanschlussbereich gebildet ist.
  • Durch eine derartige Belüftungsanordnung mit voneinander getrennten Belüftungskanalsystemen sowohl für den Bewegkontaktanschlussbereich als auch für den Festkontaktanschlussbereich ist es möglich, bei einer hohen Stromtragfähigkeit und höheren Bemessungsspannung ausreichende Kriechstrecken zur Verfügung zu stellen, weil über die Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses zum Abtrennen der einzelnen Belüftungskanalsysteme voneinander ausreichende Kriechstrecken ausgebildet sind, so dass auch für hohe Bemessungsspannungen und Betriebsströme eine Überschlagsfestigkeit gewährleistet ist. Weiterhin wird mit einem separaten Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich auch im Festkontaktanschlussbereich entstehende Wärme effizient abgeführt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Antriebsöffnung des Isolierstoffgehäuses als Eintrittsöffnung eines ersten Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich ausgebildet, welches erste Belüftungskanalsystem über mindestens eine Austrittsöffnung auf einer dem Bewegkontaktanschlussbereich und dem Festkontaktanschlussbereich gegenüberliegenden Gehäuseseite verfügt. Mit einem derartigen Belüftungskanalssystem für den Bewegkontaktanschlussbereich ist in einfacher Weise eine effiziente Wärmeabfuhr im Bereich des Bewegkontaktanschlussbereiches des Isolierstoffgehäuses gewährleistet.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Belüftungskanalssystem für den Festkontaktanschlussbereich mit mindestens einer Eintrittsöffnung oberhalb des Bewegkontaktanschlussbereiches und einer Austrittsöffnung im Festkontaktanschlussbereich vorgesehen. Mittels eines derartigen zweiten Belüftungskanalsystems ist in einfacher Weise eine Wärmeabfuhr im Bereich des Festkontaktanschlussbereiches des Isolierstoffgehäuses ermöglicht, weil eintretende Luft durch die mindestens eine Eintrittsöffnung am Festkontaktanschlussbereich des Isolierstoffgehäuses und somit am Festkontaktanschluss der Vakuumschaltröhre vorbeigeführt wird und zur Abfuhr der dort entstehenden Wärme im Strompfad geführt ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen feststoffisolierten Schalterpol für einen Leistungsschalter mit einem Isolierstoffgehäuse nach einer der obigen Ausführungsformen. Ein derartiger feststoffisolierter Schalterpol ist in vorteilhafter Weise für Leistungsschalter einsetzbar, welche erhöhte Anforderungen an Betriebsströme und Bemessungsspannungen aufweisen, weil mit einem derartigen feststoffisolierten Schalterpol mit einem Isolierstoffgehäuse eine verbesserte Wärmeabfuhr bei höheren Betriebsströmen ermöglicht ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
    Figur 2
    eine weitere perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
    Figur 3
    eine teilgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses;
    Figur 4
    eine weitere teilgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäuses.
  • Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Isolierstoffgehäuses 1 für einen feststoffisolierten Schalterpol eines Leistungsschalters zur Aufnahme einer in der Figur 1 firgürlich nicht dargestellten Vakuumschaltröhre. Das Isolierstoffgehäuse 1 umfasst eine Antriebsöffnung 2, einen Bewegkontaktanschlussbereich 3 und einen Festkontaktanschlussbereich 4. Die Antriebsöffnung 2 dient als Eintrittsöffnung für ein Belüftungskanalsystem des Bewegkontaktanschlussbereiches 3 bzw. des Bewegkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre, wobei die Luftströme zur Belüftung und Wärmeabfuhr des Bewegkontaktanschlussbereiches 3 in der Figur 1 mit A, B und C gekennzeichnet sind, wobei A den eintretenden Luftstrom durch die Antriebsöffnung 2 kennzeichnet und mit B und C austretende Luftströme zur Wärmeabfuhr durch eine erste und eine zweite Austrittsöffnung 5 und 6 des Belüftungskanalsystems des Bewegkontaktanschlussbereichs bzw. des Bewegkontaktes bezeichnet sind. Weiterhin ersichtlich ist aus der Figur 1 eine erste Eintrittsöffnung 7 für ein Belüftungskanalsystem des Festkontaktanschlussbereichs 4, dessen einströmender Luftstrom mit dem Pfeil D gekennzeichnet ist und dessen austretender Luftstrom aus einer Austrittsöffnung 8 im Bereich des Festkontaktanschlussbereichs 4 mit dem mit E gekennzeichneten Pfeil bezeichnet ist.
  • Figur 2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit dem Bewegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4, wobei zwischen dem Bewegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4 zweite und dritte Eintrittsöffnungen 9 und 10 des Belüftungskanalsystems für den Festkontaktanschlussbereich 4 vorgesehen sind, deren Luftströme mit Pfeilen F und G gekennzeichnet sind, welche Luftströme F und G durch die Austrittsöffnung 8 im Festkontaktanschlussbereich 4 gekennzeichnet durch den Pfeil E austreten.
  • Figur 3 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit darin angeordneter Vakuumschaltröhre 11, deren Bewegkontakt (figürlich nicht dargestellt) über eine Antriebsstange 12 mit einem Bewegkontaktanschluss 13 des Bewegkontaktanschlussbereichs 3 leitend verbunden ist, wobei die Antriebsstange 12 über einen isolierenden Abschnitt 14 verfügt, um eine galvanische Trennung zwischen dem Strompfad und einer figürlich nicht dargestellten Antriebseinheit zu gewährleisten. Die Vakuumschaltröhre 11 verfügt weiterhin über einen figürlich nicht dargestellten Festkontakt, welcher elektrisch leitend verbunden mit einem Festkontaktanschluss 15 des Festkontaktanschlussbereichs 4 verbunden ist. In der Figur 3 dargestellt ist das Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich 4, wobei durch die erste, zweite und dritte Eintrittsöffnung 7, 9 und 10 mit den Pfeilen D, F und G gekennzeichnet die eintretenden Luftströme dargestellt sind, welche den Festkontaktanschlussbereich 4 bzw. die Verbindung des Festkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre 11 mit dem Festkontaktanschlussbereich 4 umströmen und durch die Austrittsöffnung 8 gekennzeichnet mit Pfeil E das Isolierstoffgehäuse verlassen, so dass mittels der in Figur 3 dargestellten Luftströme eine effiziente Kühlung des Festkontaktanschlussbereichs und des Festkontaktanschlusses der Vakuumschaltröhre 11 gewährleistet sind.
  • Figur 4 zeigt eine weitere teilgeschnittene Ansicht des Isolierstoffgehäuses 1 mit der Vakuumschaltröhre 11, der Antriebsstange 12 mit ihrem isolierenden Abschnitt 14 in einem Antriebsabschnitt 16 des Isolierstoffgehäuses 1 sowie dem Bewegkontaktanschlussbereich 3 und dem Festkontaktanschlussbereich 4, wobei in Figur 4 in der Schnittansicht dargestellt ist das Belüftungskanalsystem für den Bewegkontaktanschlussbereich 3, wobei durch die Antriebsöffnung 2, welche gleichzeitig die Antriebsöffnung zur Einleitung der Antriebsbewegung in den Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre 11 darstellt, mit Pfeil A gekennzeichnet der Luftstrom zur Kühlung des Bewegkontaktanschlussbereichs bzw. des Bewegkontaktes der Vakuumschaltröhre 11 geführt ist, welcher durch die erste und zweite Austrittsöffnung 5 und 6 des Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich 3 gekennzeichnet durch Pfeile B und C aus dem Isolierstoffgehäuse 1 austritt und somit effizient die Wärme aus dem Bewegkontaktanschlussbereich abführt. Zwischen der Eintrittsöffnung 7 des Belüftungskanalsystems für den Festkontaktanschlussbereich 4 und den Austrittsöffnungen 5 und 6 des Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich sind Rippen 17 angeordnet, um auch hier eine ausreichende Kriechstrecke auszubilden.
  • Aus den Figuren 1 bis 4 ist ersichtlich, dass das Belüftungskanalsystem für den Festkontaktanschlussbereich 4 bzw. den Festkontakt der Vakuumschaltröhre 11 und das Belüftungskanalsystem für den Bewegkontaktanschlussbereich 3 bzw. den Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre 11 mittels dazwischen angeordneter Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses voneinander getrennt sind, so dass durch die Wandabschnitte ausreichende Kriechstrecken zwischen leitenden, auf unterschiedlichem Potential befindlichen Schalterpolteilen ausgebildet sind, so dass zwischen Festkontaktanschluss und Bewegkontaktanschluss an jeder Stelle des Isolierstoffgehäuses auch durch das jeweilige Belüftungskanalsystem bzw. dessen Wandabschnitte Kriechstrecken so ausgebildet sind, dass das Isolierstoffgehäuse für hohe Bemessungsspannungen und Betriebsströme einsetzbar ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Isolierstoffgehäuse
    2
    Antriebsöffnung
    3
    Bewegkontaktanschlussbereich
    4
    Festkontaktanschlussbereich
    5
    erste Austrittsöffnung
    6
    zweite Austrittsöffnung
    7
    erste Eintrittsöffnung
    8
    Austrittsöffnung
    9
    zweite Eintrittsöffnung
    10
    dritte Eintrittsöffnung
    11
    Vakuumschaltröhre
    12
    Antriebsstange
    13
    Bewegkontaktanschluss
    14
    isolierender Abschnitt
    15
    Festkontaktanschluss
    16
    Antriebsabschnitt
    17
    Rippen
    A bis G
    Strömungspfeile

Claims (4)

  1. Isolierstoffgehäuse (1) zur Aufnahme einer Vakuumschaltröhre (11) mit einem Festkontaktanschlussbereich (4) und einem Bewegkontaktanschlussbereich (3) und einem Antriebsabschnitt (16) für eine Antriebsstange (12) zum Einleiten einer Antriebsbewegung in einem Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre (11) sowie einer Belüftungsanordnung,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Belüftungsanordnung durch mehrere durch Wandabschnitte des Isolierstoffgehäuses (1) unter Ausbildung von Kriechstrecken voneinander getrennte Belüftungskanalsysteme für den Bewegkontaktanschlussbereich (3) und den Festkontaktanschlussbereich (4) gebildet ist.
  2. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Antriebsöffnung (2) des Isolierstoffgehäuses (1) als Eintrittsöffnung eines ersten Belüftungskanalsystems für den Bewegkontaktanschlussbereich (3) ausgebildet ist, welches erste Belüftungskanalsystem über mindestens eine Austrittsöffnung (5, 6) auf einer dem Bewegkontaktanschlussbereich (3) und dem Festkontaktanschlussbereich (4) gegenüberliegenden Gehäuseseite verfügt.
  3. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein zweites Belüftungskanalssystem für den Festkontaktanschlussbereich (4) mit mindestens einer Eintrittsöffnung (7, 9, 10) oberhalb des Bewegkontaktanschlussbereiches (3) und einer Austrittsöffnung (8) im Festkontaktanschlussbereich (4) vorgesehen ist.
  4. Feststoffisolierter Schalterpol für einen Leistungsschalter mit einem Isolierstoffgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
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