JP4298645B2 - 冷却手段を備えた高圧設備の区間 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した電気的な高圧設備の区間に関する。この設備はメガワット乃至ギガワットの範囲の大きな電気出力を伝達するために適している。この場合に発生する電流または電圧はｋＡまたはｋＶの範囲である。代表的な設備は多相の発電機出力線を含んでいる。この発電機出力線では個々の位相で、５〜３０ｋＡの動作電流と、例えば１５〜２１ｋＶの動作電圧が発生する。このような高圧設備は、比較的に大きな電流損失のために多量の熱を発生する区間である。接点遷移部、例えば開閉個所を通って電流を案内する区間が多量の熱にさらされる。このような開閉個所は一般的に発電機開閉器である。

発電機開閉器は通常は、自然の対流と輻射によって冷却される。このような開閉器が被包されずに形成されていると、電流導体の損失出力が熱の形態で、開閉器の接点装置を含む消弧室絶縁体に伝達される。この消弧室絶縁体は垂直方向に案内された冷却リブを備えている。消弧室絶縁体に吸収された熱は対流と輻射によって周囲に放出される。このような発電機開閉器は、スイス国チューリッヒのＡＢＢ高圧テクノロジーリミット社によってタイプ名ＨＥ１・・・ＨＥ５によって販売されている。更に、上記の会社はタイプ名ＨＥＣ３／ＨＥＣ４によって発電機開閉器を販売している。この発電機開閉器の場合には、電流導体と消弧室絶縁体が、絶縁ガス特に空気を充填したハウジング内に配置されている。電流導体内で発生し、主として消弧室絶縁体に案内される熱は、自然の対流と輻射によってハウジングに放出される。その際、放熱は、電流導体または消弧室絶縁体とハウジングの間の温度差によって行われる。ハウジングによって吸収された熱は自然の対流と輻射によって、ハウジングと周囲の間の温度差に基づいて周囲に放出される。このようなシステムでの熱の流れはそれ自体から発生し、主として幾何学的な寸法、使用される材料および表面形状に依存し、熱放出のメカニズムによって制限される。発電機開閉器が三相に形成され、三相が並べて配置されていると、中央に配置された位相のハウジングは常に高い温度を有する。というのは、側壁が輻射エネルギーを放出することができないからである。この中央のハウジングは強く冷却しなければならない。

そこで、本発明の課題は、できるだけ簡単に形成され、それにもかかわらず設備の幾何学的な寸法を変更することなく、設備電流の大幅な増大を可能にする冷却手段を、冒頭に述べた種類の高圧設備のための区間に装備することである。

この課題は本発明に従い、独立請求項の特徴によって解決される。

本発明は、それぞれ１個の電流導体を収容する少なくとも３個のハウジングを備え、このハウジングがハウジング側壁に並べて配置され、ハウジングが垂直に向いた通路を形成しながら互いに間隔をおいて配置され、少なくとも１つの通路内に、隣接するハウジングの画成側壁に対して平行に案内された第１の中間壁が配置されている、電気的な高圧設備の区間、特にジェネレータ開閉器の区間にある。

本発明では、少なくとも１つの通路内に、この通路の画成側壁に対して平行に中間壁が配置されている。この中間壁は通路を画成する側壁から輻射エネルギーを吸収する。この輻射エネルギーはその後で、煙突作用によって通路から放出可能である。

この煙突作用はハウジングの外側に取付けられた１個または複数個の流れ源によって促進することができる。

中間壁は流量、ひいては外側にある流れ源の出力を低減する。通路はそれを通って案内される流れが、中間壁を備えていてもいなくても妨害されず、この流れを形成する空気が強く加熱されないような幅を有する。

対流およびまたは付加的な流れ源によって増大する空気流への中間壁のきわめて良好な熱の放出は、中間壁に形成された表面積増大手段によって達成される。このような手段は垂直に案内された波形部およびまたは縦方向リブを備えていてもよいし、中間壁に対して平行に案内された他の中間壁を備えていてもよい。この中間壁は垂直方向に案内された縦方向リブによって中間壁にきわめて良好に連結可能である。

本発明は、少なくとも１個の中間壁自体と、少なくとも１個の本発明による中間壁を有する設備区間を備えた、三相に形成された電気的な高圧設備を対象とする。

本発明の他の効果および用途は、図に基づく次の記載から明らかである。

すべての図において、同じように作用する部品には同じ参照符号が付けてある。

代表的な電流導体３は、１０〜３６ｋＶの動作電圧の場合、５〜３０ｋＡの動作電流を案内する。特に接点遷移の大きな抵抗損失のために、電流導体３は強く温められる。電流導体内で発生する熱は自然の対流と輻射によってハウジング１Ｓに放出される。

図１，２に示したこの設備区間では、個々の位相に付設されたハウジング１Ｒ，１Ｓおよび１Ｔは、互いに間隔をおいて配置されて垂直に形成された通路ＲＳ，ＳＴを形成し、３個のハウジングの中央のハウジング１Ｓ内に、図１，２に示していないファンが配置されている。ハウジング１Ｓのハウジング側壁８，９に沿って案内される熱は、通路ＲＳ，ＳＴの煙突作用によって搬出される。更に、隣接するハウジング１Ｒ，１Ｓまたは１Ｓ，１Ｔの側壁９，８に対して平行に案内された中間壁Ｚを、通路ＲＳまたはＳＴ内に配置可能である。この中間壁内では損失が発生せず、ハウジング側壁９，８または９，８と中間壁Ｚとの間に温度差が生じる。従って、ハウジング側壁８，９から中間壁Ｚへ、輻射エネルギーを放出することができる。輻射エネルギーによって温められた中間壁は、周囲空気の自由な対流によって冷却される。この付加的な熱の搬出は、図１から判るように中間壁Ｚが両ハウジング壁９，８の間の中央に配置され、滑らかに形成されているときには、損失熱全体の約１０％である。中間壁がハウジング例えば１Ｓに熱伝導するように連結されているかあるいはハウジングの一体的な構成部品であると有利である。

図２から判るように、本発明による設備区間の他の実施の形態では、中間壁Ｚに対して平行に他の中間壁Ｚ′が配置されている。この実施の形態の場合、対流の流れへの熱の放出が更に高められる。更に良好な熱放出を達成するために、両中間壁は垂直に案内された縦方向リブによって連結されている。

図３〜５に示した実施の形態では、中間壁は表面積拡大手段を備えている。この表面積拡大手段によって、自然の対流の流れに対する熱放出が更に改善される。このような手段が波形構造の中間壁Ｚを備えていると有利である。この構造は対流の流れのための垂直に案内される排出通路を形成し、狭く（図３）または広く（図４）形成可能な波または縦方向リブ（図５）を備えている。自由な対流の流れを妨害しないようにするために、ハウジング１Ｒ，１Ｓまたは１Ｔは互いに最小間隔を有する。

熱の排出は通路ＲＳまたはＳＴによって強制案内される流れによって改善することができる。そのために、この強制流れを生じる１個または２個以上の外部ファンを設けることができる。このような外部ファンは図１において矢印で象徴的に示してあり、参照番号Ｇが付けてある。

三相に形成された高圧設備の、本発明の実施の形態に従って形成された区間を、電流導体に対して横方向に切断して示す図である。 三相に形成された高圧設備の、本発明の他の実施の形態に従って形成された区間を、電流導体に対して横方向に切断して示す図である。 図１の本発明の実施の形態に従って形成された設備区間の平面図である。 本発明の他の実施の形態に従って形成された設備区間の平面図である。 本発明の他の実施の形態に従って形成された設備区間の平面図である。

符号の説明

１，１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ ハウジング
３ 電流導体
８，９ ハウジング側壁
Ｇ 外部ファン
Ｒ，Ｓ，Ｔ 位相
ＲＳ，ＳＴ 通路
Ｚ，Ｚ′ 中間壁

Claims (10)

1. それぞれ１個の電流導体（３）を収容する少なくとも３個のハウジング（１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ）を備え、このハウジングがハウジング側壁（８，９）に並べて配置され、ハウジング（１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ）が垂直に向いた通路（ＲＳ，ＳＴ）を形成しながら互いに間隔をおいて配置されている、電気的な高圧設備の区間、特にジェネレータ開閉器の区間において、少なくとも１つの前記通路（ＲＳ，ＳＴ）内に、隣接するハウジング（１Ｒ，１Ｓ）の画成側壁（９，８）に対して平行に案内された第１の中間壁（Ｚ）が配置されていることを特徴とする設備区間。
2. 第１の中間壁（Ｚ）が表面積を拡大する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の設備区間。
3. 表面積を拡大する手段が垂直に案内された波形部およびまたは縦方向リブを含んでいることを特徴とする請求項２記載の設備区間。
4. 少なくとも１つの通路（ＲＳ，ＳＴ）内に、第１の中間壁（Ｚ）に対して平行に案内された第２の中間壁（Ｚ′）が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の設備区間。
5. 第１と第２の中間壁（Ｚ，Ｚ′）が垂直に案内された縦方向リブによって連結されていることを特徴とする請求項４記載の設備区間。
6. 通路（ＲＳ，ＳＴ）内にガス流を発生する働きをする少なくとも１個の流れ源（Ｇ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の設備区間。
7. 通路（ＲＳ，ＳＴ）を通って案内される流れが中間壁（Ｚ，Ｚ′）によって妨害されず、この流れを形成する空気が強く加熱されすぎないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の設備区間。
8. 中間壁（Ｚ）で損失が発生しないため、ハウジング側壁（８，９）と中間壁（Ｚ）の間に温度差が生じることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の設備区間。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の設備区間のための中間壁（Ｚ，Ｚ′）。
10. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の設備区間を備えたことを特徴とする三相に形成された高圧設備。

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