CN101958200B - 带有热平衡器具的开关装置 - Google Patents

带有热平衡器具的开关装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101958200B
CN101958200B CN201010236523.8A CN201010236523A CN101958200B CN 101958200 B CN101958200 B CN 101958200B CN 201010236523 A CN201010236523 A CN 201010236523A CN 101958200 B CN101958200 B CN 101958200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductor part
heat pipe
district
switching device
pipe assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010236523.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101958200A (zh
Inventor
M·库多克
M·伯施
R·卡尔韦特
W·霍劳斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Energy Co ltd
Original Assignee
ABB T&D Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB T&D Technology AG filed Critical ABB T&D Technology AG
Publication of CN101958200A publication Critical patent/CN101958200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101958200B publication Critical patent/CN101958200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/6606Terminal arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/62Heating or cooling of contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52Cooling of switch parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52Cooling of switch parts
    • H01H2009/523Cooling of switch parts by using heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/6606Terminal arrangements
    • H01H2033/6613Cooling arrangements directly associated with the terminal arrangements

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

本发明涉及一种带有热平衡器具的开关装置,具体而言,涉及开关装置、相应的分站、以及热平衡方法。根据本发明,开关装置包括可电连接的第一导体部件和第二导体部件。第一和第二导体部件布置在填充有作为绝缘介质的绝缘气体的壳体的容积中。所述第一导体部件的第一区借助于热管组件连接到所述第一导体部件的第二区上。第二区定位在距第一区一定距离处。当电流流特别是额定电流流在开关装置的运行状态期间沿着电流路径穿过开关装置时,所述第一导体部件的第一和第二区处于不同的温度水平。因此,热管组件将改善开关装置的温度分布。

Description

带有热平衡器具的开关装置
技术领域
本发明涉及特别用于气体绝缘开关设备(gas insulated switch gears)的开关装置(switching device)、中压或高压分站(substation)和热平衡方法。
背景技术
例如由文件EP 1863052A1得知用于高强度电流的通断的开关装置。在共同的壳体内布置了两个导体部件。所述导体部件彼此是可电连接的。两个导体布置在填充有绝缘气体的共同的壳体中。已知这种开关装置借助于可动导体在两个导体部件之间进行电连接。问题是由于不同的截面积、电阻和电流密度的分布,会出现不平衡的温度分布。特别是在断路器的所谓的额定电流触点附近的区域中,将出现温度升高。由于特别是这个区具有距热沉(如,举例而言,壳体)的更大的距离,所以散热可能是成问题的。
发明内容
因此,本发明的目标是改善在这种开关装置或采用这种装置的分站的内部所产生的热量的耗散,从而扩大该开关装置的使用温度范围。
该问题由包括在权利要求1中所陈述的特征的开关装置、根据权利要求14所述的分站和根据权利要求15所述的热平衡方法来解决。
根据本发明,开关装置包括可电连接的第一导体部件和第二导体部件。第一导体部件和第二导体部件布置在壳体的容积中,壳体填充有绝缘气体作为绝缘介质。用语导体部件在下文中将宽泛地理解为暴露于高电压或高强度电流中的至少一个的电有源部件(active part)。所述第一导体部件的第一区借助于热管组件连接到所述第一导体部件的第二区上,从而使得第一区和第二区之间的热连接由至少一个热管组件形成。第二区定位在距第一区一定距离处,从而使得第二区定位成参照于电流方向相对于第一区偏移。当电流流(current flow)特别是额定电流流在开关装置的运行状态期间沿着电流路径穿过开关装置时,所述第一导体部件的第一区和第二区处于不同的温度水平。因此,热管组件将改善开关装置的温度分布。与现有技术相反,在开关装置内部产生的热量的传导不是仅由导体部件本身内的热传导和热量的对流来完成,而是还借助于热管组件而得到显著增强。避免了温度热点,且更大的面积可有效地有助于热耗散。
该问题进一步由包括至少一个如以上所描述的开关装置的、根据权利要求14所述的中压或高压分站、特别是气体绝缘分站来解决。
该问题还由根据权利要求15所述的、开关装置的热平衡方法来解决。
该热平衡方法包括下列步骤。在壳体内的容积内部以可连接的方式提供第一导体部件和第二导体部件,该壳体填充有绝缘介质。另外,提供了在第一导体部件的第一区和第一导体部件的第二区之间的热连接。第二区定位在距第一区一定距离处,而且当电流流在开关装置的运行状态期间沿着电流路径穿过开关装置时,所述第一导体部件的第一区和第二区处于不同的温度水平。在第一区处,工作介质在该至少一个热管组件中蒸发。热管组件内部的工作介质的相转变温度优选为约90摄氏度至115摄氏度。然后工作介质在第二区处冷却并再次冷凝。因此,在开关装置的运行状态中,第一区借助于由至少一个热管组件所形成的该至少一个热连接而得到冷却,而第二区被加热。因此,热管组件将改善开关装置的温度分布。
在根据本发明的意义中的热管组件是连接着处于不同温度水平的两个区域的任何种类的封闭容积。该封闭容积包括连接热管组件的冷端和热端的至少一个毛细管。在热管组件的热端处,容积内部的工作介质蒸发。蒸气将流到热管组件的冷端,在冷端处蒸气冷凝。在蒸气冷凝之后,液体将借助于毛细管而被传送回热端。虽然非常类似于热虹吸管那样地起作用,但是这种热管组件允许沿任何定向的布置。
另外的有利方面在从属权利要求中阐述。
特别有利的是,同样地,将另外的热管组件布置成与第二导体部件连接。通常,热区在第一导体部件和第二导体部件之间的电触点附近。就如已针对第一导体部件的热管组件而解释过的那样,当额定电流在开关装置的操作期间流过时,第二导体部件的第一区和第二区也处于不同的温度水平。因为两个导体部件均由于其各自的热管而展现出了改善的温度分布,所以温差补偿得到进一步的改善。进一步地尤其有利的是,将该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件定位在第一导体部件和/或第二导体部件内部(该第一导体部件和/或第二导体部件是空心的)。结合到空心的导体部件的内部容积中有助于实现开关装置的较小的整体尺寸。特别地,已经被使用的壳体在将来同样可被使用而不需要新的设计。
优选地,该至少一个热管组件和/或至少一个另外的热管组件主要布置在延伸通过第一导体部件和/或第二导体部件的纵轴线、特别是通过由电流路径限定的纵轴线的平面的第一侧或第二侧。“主要布置在”意味着,该至少一个热管组件和/或至少一个另外的热管组件的至少60%、优选至少70%,更优选至少80%,特别是100%布置在所述平面的第一侧或第二侧。特别地,该至少一个热管组件和/或至少一个另外的热管组件在开关装置的安装位置中布置在上侧处,在这种情况中,对应于电流路径的纵轴线水平地定向。
由于在大多数情况下,最高温度出现在第一导体部件和第二导体部件之间的导电性连接的可动部件附近,所以有利的是,使该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件的蒸发器侧与第一导体部件和/或第二导体部件之间的接触点分别地靠近可动接触件的导电性连接部。特别地,该至少一个导电性连接部允许在开关装置的运行状态中输送额定电流。另外,有利的是,将该热管组件的和/或该另外的热管组件的冷凝器侧定位在热耗散装置或热沉附近。如果热耗散装置与导体部件处于电接触中,则这是尤其有利的。这种热耗散装置或热沉可为适于将热量耗散到环境中的任何元件。其可为与导体部件处于电连接和热连接中的另外的导体、冷却元件或壳体(如果该开关装置是所谓的气体绝缘开关设备的话)。在那种情况下,热量将借助于绝缘气体自导体部件通过热量的对流而被传递至壳体。最后,该热量被开关装置的壳体所耗散。在那种情况下,有利的是,分别地在使得平稳的对流成为可能的区中将冷凝器侧连接到第一导体部件和/或第二导体部件上。在另一种情况下,有利的是,将冷凝器连接到第一导体部件和/或第二导体部件的这样的区上,即,该区靠近于第一导体部件和/或第二导体部件与开关装置中的另外的随后的导体部件之间的接触点。在这种情况下,热量在接触点上耗散到该另外的随后的导体部件上。
对于气体绝缘开关设备中的使用而言,本发明的应用特别地有利。因此,该开关装置优选地至少包括断路器和至少一个隔离开关。
普遍已知气体绝缘开关设备在高功率电路中被使用以用于例如高达5,000安培的电流的通断。有利的是,该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件在开关装置的运行状态中在电的方面位于高电压上或位于高强度电流路径上。因为热管组件连接着处在相同电势下的导体部件,所以热管组件可由具有良好的传热特性且不需要绝缘的、廉价的导电材料(例如铜)制成。
气体绝缘开关设备普遍具有基本上成形成空心圆柱的导体部件。布置在这种空心圆柱内部的该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件有利地基本上成形为空心截锥或空心截锥的一个节段。由于第一导体部件和第二导体部件之间的连接是由布置在空心圆柱中的一个之内的可动导体来实现的,所以这改善了开关装置的空间效率。特别地,一个更宽的端部提供了如下可能,即,将可动导体的驱动机构的构件布置在该区域内部。
备选地,该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件包括多个单独的管道状的管,其特别地沿着导体部件的周缘而分布。
有利的是,该至少一个热管组件和/或该至少一个另外的热管组件包括至少一个基本为管道状的热管,其中,该热管的蒸发器侧及其冷凝器侧是封闭的,以便于流体地密封该至少一个热管。特别有利的是,通过对该至少一个基本为管道状的热管进行挤压而分别地将蒸发器侧和冷凝器侧封闭,并且,被挤压的端部形成了分别用于将所述热管固定到第一导体部件和第二导体部件上的法兰。
附图说明
本发明的优选实施例在附图中被显示,且将在以下描述中详细地被解释。图显示了:
图1根据本发明的气体绝缘开关设备的示意图;
图2用于说明显著的温差的沿着电流路径的温度分布曲线;
图3根据本发明的气体绝缘开关设备的断路器的截面图;
图4气体绝缘开关设备的隔离开关的有创造性的实施例;
图5沿着断路器的线A-A的截面视图,其示出了第一热管组件;
图6示出了热管组件的另一实施例的第二截面图;
图7图6的热管组件的透视图;
图8沿着线C-C的图6的热管组件的截面图;以及
图9用于说明图4的隔离开关内部的单独的热管的分布式布置的截面图。
具体实施方式
在图1中,作为开关装置的或者例如中压或高压分站的气体绝缘开关设备1的简化示例作为截面视图而部分地被示出。气体绝缘开关设备1包括用于在电气方面连接或断开气体绝缘开关设备1的两个端部的至少一个断路器2。如图1中所公开的气体绝缘开关设备1仅用于一相的电流的通断。在运行状态中,如图1中所示的那样地建立连接。
除了断路器2之外,如图1所示的气体绝缘开关设备1还公开了第一隔离开关3和第二隔离开关4。第一和第二隔离开关3,4被提供用于维护操作,以确保已断开侧是没有电压的。
通过在第一导体部件7和第二导体部件8之间建立导电性连接来进行在结合在***中的气体绝缘开关设备1的正常操作期间的通断。在第一导体部件7和第二导体部件8之间布置有绝缘部件10。如从更加详细的图3(该图3将在下文中进行描述)中将显而易见的那样,在第一导体部件7和绝缘部件10的内部布置有可动导体。可动导体与第一导体部件7处于永久性电连接中且可沿轴向方向运动以便与第二导体部件8建立导电性连接。
为了在连接状态和断开状态之间切换,在壳体6的外部布置有驱动机构9,且该驱动机构9能够使可动导体沿轴向方向运动。壳体6由彼此连接的多个区段组成。由壳体6的多个区段建立的内部容积填充有绝缘气体。
根据本发明,将热管18.1、18.2、19.1、19.2、27.1和27.2作为热管组件18、19和27布置在断路器2的导体部件7、8和隔离开关3的导体部件的内部,这将在后面利用更加详细的图3和4进行描述。
由于图1中的由点划线5表示的电流路径上的欧姆电阻是不恒定的,所以存在温度更高的区,其由图1的气体绝缘开关设备中的A、B和C表示。另一方面,其处出现了高温点的构件具有更冷的区。这些区域由相应的字符A’、B’和C’表示。图2显示了沿着在气体绝缘开关设备1中且由图1中的点划线5表示的电流路径的温度分布曲线。虚线11是不带有本发明的气体绝缘开关设备1的温度分布曲线。虚线11显示了存在有温度特别高的一些区A、B和C。另一方面,在相对于同一元件的最高温度点而偏移的相应的区A’、B’和C’中,存在有在图2中清楚地被显示的更低的温度。使用本发明,可实现的是改善对应的点AA’、BB’和CC’之间的热传导,并且因此通过由热管组件连接第一和第二区来降低热点的第一区与相同构件的更冷的第二区之间的温差。
当在图1的气体绝缘开关设备1中使用本发明时的温度分布曲线由实线12显示。在一方面,可看到温度分布更均匀,且另一方面,还出现了更低的最高温度。这导致了气体绝缘开关设备1的有所扩大的安全使用范围。
穿过图1的示例性断路器2的截面在图3中被显示。如已经说过的那样,断路器2在其相应的进出端上包括第一导体部件7和第二导体部件8。为了进行通断,建立或中断第一和第二导体部件7,8之间的导电性连接。第一导体部件和第二导体部件具有彼此相对的相应的前端15、17。在前端15、17之间布置有绝缘部件10。布置有在绝缘部件10内部且直径更小的可动导体12。可动导体12以及固定地布置在壳体6内部的第一导体部件7和第二导体部件8具有基本为圆形的截面。可动导体12由可动滑板13支承。可动滑板13布置在第一导体部件7内部,且沿图3中的向左和向右方向在传导杆28上滑动。
可动导体12的最大的部分的直径对应于接触元件16的直径,接触元件16固定到构成了第一区7.1的第一导体部件7的前端15上。可动导体12的径向尺寸沿朝向第二导体部件8的方向减小。因此,可动导体12包括圆锥形部分和在第一端和第二端处的两个圆柱形部分。第一圆柱形部分与接触元件16接触,而第二圆柱形部分可电连接到其对应件14上。对应件14以固定的方式支承到第二导体部件8的前端17上,且同样被表示为第二导体部件8的第一区8.1。当第一导体部件7和第二导体部件8彼此导电地连接时,可动导体12的第二圆柱形部分以所显示的方式触碰对应件14。为了断开断路器2,将可动滑板13拉到左侧,从而首先使可动接触件12与对应件14断开。可动接触件12和对应件14共同组成所谓的额定电流触点。在使可动接触件12与对应件14断开之后,仍然存在由传导杆28和对应传导杆20所建立的传导连接。为了在第二步中使第一导体部件7与第二导体部件8断开,传导杆28同样地并且独立于可动滑板13地被拉向左侧。
第一导体部件7和第二导体部件8相对于它们的长度而言具有相对恒定的欧姆电阻以及截面积。但是由于当开关闭合时额定电流流过可动接触件12和对应件14,所以,电流还流过具有更高的欧姆电阻的区域。这尤其为第一导体部件7的一侧上的接触件16周围的第一区7.1和作为第二导体部件8的一侧上的第一区8.1的对应件14。因此,在具有更高的欧姆电阻的区中产生了必须被传导并最终被耗散的热量。因此,具有最高温度的第一导体部件7的点在前端15附近位于第一区7.1中。就图1和2来说,这对应于点B。
根据本发明,空心的第一导体部件7在内部包括热管组件18。在图3中,热管组件18由两个热管18.1和18.2组成。可在第一导体部件7的周缘上布置和分布更多的管。热管组件18的热端导热性地连接到在应支承接触元件16的内部径向梯级上的第一区7.1上。因此,在可动导体12的所示实施例中,这个内部径向梯级是第一区7.1,其靠近于通向第二导体部件8的导电性连接部。热管组件18的这个端部是蒸发器侧。热管组件18的相对的端部是冷凝器侧,该冷凝器侧热连接到定位在距第一区7.1一定距离处的第一导体部件7的较冷的第二区7.2上。
优选地,第二导体部件8也包围着包括至少两个单独的热管19.1和19.2的另外的热管组件19。热管19.1和19.2的蒸发器侧连接到对应件14上,对应件14是第二导体部件8的一部分且构成了第二导体部件8的第一区8.1。由于被固定地连接到刚性部件8’的前端上,所以该第一区在相同的电势上。管19.1和19.2的冷凝器侧连接到第二区8.2上,第二区8.2相对于第一区8.1偏移且比第一区8.1冷。
因此,热管组件18和19改善了从第一导体部件7和第二导体部件8的热点到同一导体部件7或8的各自的更冷的区域的热量流。
在一种备选实施例中,在自由空气接触的情况下,断路器2的连接接触件201.1和201.2布置成以背离断路器2的接触部件12和14地指向的成角度的定向而接触第一和第二导体部件7和8。优选地,连接接触件201.1和201.2布置在导体部件7和8的上侧处且这样地穿过壳体6,即,使得壳体6内部的容积仍然与外部隔离。连接接触件201.1和201.2被使用以用于支持通往导体部件7和8的电流/除去来自导体部件7和8的电流且还用于带走导体部件7和8中产生的热量。因此,对于带电箱壳断路器/接地箱壳断路器来说,有利的是,在连接接触件201.1和201.2附近提供导体部件7和8的第二区7.2和8.2。因此,通过热管组件18和19将来自第一区7.1和8.1的热量引导到起热沉作用的连接接触件201.1和201.2。连接接触件201.1和201.2是以虚线绘制,因为它们涉及备选的实施例。
在图4中,显示了隔离开关3的截面。隔离开关3包括第一导体部件70和第二导体部件80,其为所谓的隔离开关接触件。第一导体部件70和第二导体部件80类似于图3的断路器的、且已针对断路器2参照图3而进行过解释的第一导体部件和第二导体部件。第一导体部件70和第二导体部件80相对于壳体6固定地布置。第一导体部件70和第二导体部件80是空心的,且可借助于另外的可动导体彼此连接。另外的可动导体包括两个空心的导电圆柱22和23。导电圆柱22和23固定到主轴螺帽24上。主轴螺帽24相对于可从壳体6外部操作的主轴21而布置。当转动主轴21时,主轴螺帽24且因此导电元件22和23可沿主轴21的轴向方向运动。主轴螺帽24由导杆25和26支承。
导电圆柱22和23布置在主轴螺帽24的相对侧上。导电圆柱22导电性地接触布置在第一导体部件70的内边缘处的、构成了第一区70.1的另外的接触元件160,而另外的导电圆柱23可与布置在第一导体部件70的相对端处的接地接触元件161接触。当主轴21顺时针转动时,主轴螺帽24将运动到图中的左侧,直到接地接触元件161通过另外的导电圆柱23与接地接触件162连接为止。接地接触件162还可包括与壳体6永久地接触的特殊的接触元件。明显的是,第二导体元件80处布置有类似的接触元件164。
至少由图中的两个单独的热管27.1和27.2组成的热管组件27利用其蒸发器侧连接到靠近接触元件160的第一导体部件70的第一区70.1上。另一方面,热管组件27的冷凝器侧在远离第一区70.1且构成了更冷的第二区70.2的点处热连接到第一导体部件70上。通过在带有位于第一导体部件70的第二区70.2附近的额外的冷却元件200的外壁处支承第一导体部件70,可改善热管组件27的冷却性能。因此,通过热管组件27从连接元件160传送到第二区的热量可高效地被耗散。
另外,至少由图中的两个单独的热管29.1和29.2组成的热管组件29利用其蒸发器侧连接到靠近第二导体部件80的接触元件164的第二导体部件80的第一区80.1上。另一方面,热管组件29的冷凝器侧在远离其的、构成了更冷的第二区80.2的点处热连接到第二导体部件80上。第一区80.1沿着电流路径5自第二区80.2移置约一定距离,以用于平衡第一区80.1和第二区80.2之间的温度。
在图5中,显示了穿过如图3所示的线A-A的截面视图。可看到热管组件30包括多个单独的热管30.1至30.5。单独的热管30.1至30.5例如借助于线缆接头连接到第一导体部件7上。优选通过挤压管道状的热管的端部并***至少一个孔来制造线缆接头。因此,实现了热管组件30的简易的安装。如可在图3中看到的那样,热管组件30的蒸发器侧在第一导体部件7的前端15处连接到径向梯级上,所有的单独的热管30.1至30.5沿着空心截锥的侧面区域而布置。优选地,该多个单独的热管30.1至30.5主要地布置在平面(该平面延伸通过第一导体部件7的纵轴线)的第一侧或第二侧上。在该上下文中,“主要地”意味着,如所示的管30.1至30.5中的至少60%,特别是至少70%,特别是至少80%,至少90%,特别是100%处在所述侧上。优选地,其为第一导体部件7的内部容积的上半部,如果纵轴线在操作期间沿水平方向布置的话。甚至更优选地,该多个管30.1至30.5布置成彼此相距相同的距离。
图6显示了热管组件的另一优选实施例。热管组件31这次是在图7中以透视图示出的空心截锥的节段。热管组件31本身在空心截锥的侧面区域的节段旁边延伸,其中,热管组件31的较窄的端部朝热侧(即,朝第一区7.1)而指向。在两端处分别布置有法兰32、33。在法兰内已经布置有孔,以便将热管组件31连结到第一导体部件7上。法兰32和法兰33定向成彼此成直角。
图8显示了沿热管组件31的纵向方向的截面。如可在截面图中看到的那样,法兰32、33仅由板状材料制成,以便将热管31连结到第一导体部件7上。明显的是,可容易地修改热管的特定构造,以便将热管连结到第二导体部件8上。在根据图8的截面图中可看到,在由带有顶板34和底板35(例如由铜制成)的热管31所封闭的容积内布置了带有毛细管36的材料。如果热量在法兰32处被施加,填充该容积的液体将会在热端处蒸发。蒸气将在带有毛细管36的材料之间流到热管组件31的冷端。在冷端(该冷端是法兰33的一侧)处,液体将冷凝复原且将被材料36内部的毛细力重新传送到热端。
在图9中,显示了另一截面图。这一次,该图意在说明图4的隔离开关3中的布置。与图4中所示的隔离开关3相反,主轴螺帽24布置在图4的左端侧。因此,在截面图中,可看到主轴螺帽24。为了避免主轴螺帽24的非有意的旋转,主轴螺帽24由三个导杆25、26和37引导。主轴螺帽24的形状基本为三角形,其中,一个角位于顶侧处。因此,根据该截面图,类似于图5的管30.1至30.5的热管组件38的管38.1至38.4布置在左上侧或右上侧中。
优选地,热管组件18、19、27、29、30、31、38的壳体是导电的,从而使得可使用廉价的金属材料来生产热管组件18、19、27、29、30、31、38。
热管组件18、19、27、29、30、31、38的工作介质的温度在蒸发器侧在约90至约115℃的范围中,优选约105℃,且在冷凝器侧处在约50℃至约75℃的范围中,优选约65℃。
需注意的是,所示的关于热管的实施例仅以举例说明为由而被选择。特别地,可行的是,不仅具有截锥的小的节段,而且还具有延伸至通过纵轴线的平面的第二侧的更大的节段,或者小的热管(该热管的形状对应于截锥的完整的侧面区域)。在那种情况下,与图6中所示的截锥的节段相比,容量(其为热管组件的内部容积)得到增大,而且补偿流进一步增进均匀的温度分布。
另外,需注意的是,优选的是,至壳体6的热传递由热量的对流来实现。该说明基于接地箱壳式布置,但同样可应用于自由空气接触。
另外,优选实施例内的利用特定实施例而显示的单独的特征也可以有利的方式被结合至备选实施例的特征。

Claims (17)

1.一种开关装置,包括第一导体部件(7, 70),该第一导体部件(7, 70)能够电连接到第二导体部件(8, 80)上,该第一导体部件(7, 70)和该第二导体部件(8, 80)布置在填充有气态绝缘介质的壳体内的封闭容积中,
其特征在于
由热管组件(18, 30, 31)形成的热连接,该热管组件(18, 30, 31)仅将该第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)与该第一导体部件(7, 70)的第二区(7.2, 70.2)热连接,该第二区(7.2, 70.2)定位在距该第一区(7.1, 70.1)一定距离处,其中,当电流在该开关装置的运行状态期间沿着电流路径(5)流动穿过该开关装置时,所述第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)和第二区(7.2, 70.2)处于不同的温度水平,其中,该第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)和该第一导体部件(7, 70)的第二区(7.2, 70.2)均布置在所述壳体内的封闭容积中。
2.根据权利要求1所述的开关装置,
其特征在于,
该第一导体部件(7, 70)是空心的,而且该热管组件(18, 30, 31)布置在空心的第一导体部件(7, 70)内。
3.根据权利要求2所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)的至少60%布置在延伸通过该第一和/或第二导体部件的纵轴线的平面的第一侧或第二侧上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)的蒸发器侧在可动接触件(12, 22)与所述第一导体部件(7, 70)的导电性连接部附近与所述第一导体部件(7, 70)处于热接触中,其中,至少一个导电性连接部在该开关装置的运行状态中允许输送电流。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)的冷凝器侧在与该第一导体部件(7, 70)处于热接触中的热耗散装置(200, 201.1)附近连接到所述第一导体部件(7, 70)上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
所述开关装置(1)包括断路器(2)或隔离开关(3, 4),或者包括断路器(2)和隔离开关(3, 4)二者。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)在该开关装置的运行状态中在电的方面位于高电压电势上或位于高强度电流路径上。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)包括成形成空心截锥或空心截锥的节段的热管。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件(30)包括多个单独的类似于管道的热管(30.1-30.5; 38.1-38.4)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该热管组件包括基本为管道状的热管,其中,该基本为管道状的热管的蒸发器侧及其冷凝器侧被封闭。
11.根据权利要求10所述的开关装置,
其特征在于,
所述热管的被封闭侧各形成分别用于将所述热管(31)固定到该第一和第二导体部件(7, 70, 8, 80)上的法兰(32, 33)。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
该第一区(7.1, 70.1)沿着该电流路径自该第二区(7.2, 70.2)而移置一定距离。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的开关装置,
其特征在于,
所述第二导体部件(8, 80)的第一区(14)借助于另外的热管组件(19, 29)连接到所述第二导体部件(8, 80)的第二区(8’)上,所述第二导体部件(8, 80)的第二区(8’)定位成参照于电流的方向相对于所述第二导体部件(8, 80)的第一区(14)而偏移,当额定电流在该开关装置的运行状态期间流过时,所述第二导体部件(8, 80)的第一和第二区处于不同的温度水平。
14.一种中压或高压分站,包括至少一个根据权利要求1至13中任一项所述的开关装置。
15.一种开关装置中的热平衡方法,包括下列步骤:
在填充有气态绝缘介质的壳体内的封闭容积中提供第一导体部件(7, 70),该第一导体部件(7, 70)能够电连接到第二导体部件(8, 80)上,
其特征在于
提供仅在该第一导体部件(7, 70)的第一区与该第一导体部件的第二区(7.2, 70.2)之间的热连接,该第二区定位在距该第一区(7.1, 70.1)一定距离处,
其中,当电流在该开关装置的运行状态期间沿着电流路径(5)穿过该开关装置时,所述第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)和第二区处于不同的温度水平,
且其中,该第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)和该第一导体部件(7, 70)的第二区(7.2, 70.2)均布置在所述壳体内的封闭容积中,并且
借助于由热管组件(18, 30, 31)形成的热连接通过降低第一区与第二区之间的温差而在该开关装置的运行状态中冷却该第一区(7.1, 70.1),该热管组件(18, 30, 31)将所述第一导体部件(7, 70)的第一区(7.1, 70.1)和第二区热连接。
16.根据权利要求15所述的热平衡方法,
其特征在于,
该热管组件(18, 30, 31)在该开关装置的运行状态中在电的方面位于高电压电势上或位于高强度电流路径上。
17.根据权利要求15或16所述的热平衡方法,
其特征在于
在处于90摄氏度至115摄氏度的范围中的工作介质的第一相变温度处,在该热管组件(18, 30, 31的第一区(7.1, 70.1)处使该工作介质在该热管组件(18, 30, 31)中蒸发,以及
在处于50摄氏度至75摄氏度的范围中的工作介质的第二相变温度处,在该第二区(7.2, 70.2)处使该工作介质在该热管组件中冷凝。
CN201010236523.8A 2009-07-15 2010-07-15 带有热平衡器具的开关装置 Active CN101958200B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09165538.1 2009-07-15
EP20090165538 EP2276046B1 (en) 2009-07-15 2009-07-15 Switching device with thermal balancing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101958200A CN101958200A (zh) 2011-01-26
CN101958200B true CN101958200B (zh) 2015-07-08

Family

ID=41279195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010236523.8A Active CN101958200B (zh) 2009-07-15 2010-07-15 带有热平衡器具的开关装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2276046B1 (zh)
KR (1) KR20110007041A (zh)
CN (1) CN101958200B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2485353A1 (de) * 2011-02-03 2012-08-08 ABB Technology AG Elektrische Verbindungsanordnung für ein Stromverteilungssystem einer Hoch- und/oder Mittelspannungsanlage
CN102568871B (zh) * 2012-03-05 2014-03-05 上海化工研究院 一种空气强冷式直流低压大电流开关
KR102023228B1 (ko) 2012-05-07 2019-09-19 포노닉, 인크. 보호용 열 확산 리드 및 최적 열 계면 저항을 포함하는 열전 열 교환기 컴포넌트
US20130291555A1 (en) 2012-05-07 2013-11-07 Phononic Devices, Inc. Thermoelectric refrigeration system control scheme for high efficiency performance
KR200485206Y1 (ko) * 2013-07-08 2017-12-07 엘에스산전 주식회사 가스절연개폐장치
US9593871B2 (en) 2014-07-21 2017-03-14 Phononic Devices, Inc. Systems and methods for operating a thermoelectric module to increase efficiency
US10458683B2 (en) 2014-07-21 2019-10-29 Phononic, Inc. Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662137A (en) * 1970-01-21 1972-05-09 Westinghouse Electric Corp Switchgear having heat pipes incorporated in the disconnecting structures and power conductors
US4005297A (en) * 1972-10-18 1977-01-25 Westinghouse Electric Corporation Vacuum-type circuit interrupters having heat-dissipating devices associated with the contact structures thereof
CN1783608A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 Abb研究有限公司 高电压***以及具有冷却的高功率断路器
EP1672655A1 (de) * 2004-12-20 2006-06-21 Abb Research Ltd. Vakuumschalter mit grosser Stromtragfähigkeit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1863052B1 (de) 2006-05-29 2011-05-11 ABB Technology AG Behälter für gasisolierte Leistungsschalter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662137A (en) * 1970-01-21 1972-05-09 Westinghouse Electric Corp Switchgear having heat pipes incorporated in the disconnecting structures and power conductors
US4005297A (en) * 1972-10-18 1977-01-25 Westinghouse Electric Corporation Vacuum-type circuit interrupters having heat-dissipating devices associated with the contact structures thereof
CN1783608A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 Abb研究有限公司 高电压***以及具有冷却的高功率断路器
EP1672655A1 (de) * 2004-12-20 2006-06-21 Abb Research Ltd. Vakuumschalter mit grosser Stromtragfähigkeit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用于导电杆的热管热性能分析;张亚平;《西安科技大学学报》;20090131;第29卷(第1期);正文第2页第18-21行及附图5 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2276046B1 (en) 2014-09-24
KR20110007041A (ko) 2011-01-21
CN101958200A (zh) 2011-01-26
EP2276046A1 (en) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101958200B (zh) 带有热平衡器具的开关装置
EP2715891B1 (en) Withdrawable switchgear with thermosiphon heat- pipe cooled bushings
EP2828872B1 (en) Cooling apparatus for switchgear with heat pipe structure having integrated busbar tube
US8717746B2 (en) Cooling apparatus for switchgear with enhanced busbar joint cooling
US20120205074A1 (en) Cooling device for cooling medium-voltage apparatus using insulated heat pipes
BRPI1001574B1 (pt) Dispositivo para a conexão de uma linha elétrica, quadro de distribuição elétrica e dispositivo de comutação elétrica
US8717745B2 (en) Cooling method for cooling medium-voltage electrical switchgear using integrated heat pipes, and a system using said method
CN105283939A (zh) 开关组件、包括开关组件的开关设备、包括开关装置的开关设备和冷却方法
CN203950620U (zh) 电气绝缘体套管以及可拆卸的热导管
CN104335310A (zh) 用于开关设备的双端口热管结构
EP2494667B1 (en) Electrical installation with heat transfer assembly
CN101707895B (zh) 用于电气设备中的导体的冷却装置
JPS6248444B2 (zh)
US10453624B2 (en) Electrical connector device including heat transfer device and method of manufacturing same
KR20170049891A (ko) 초전도 케이블 단말장치
CN1963972A (zh) 一种高额定电流值的高压真空断路器
KR20220159425A (ko) 중전압 또는 고전압 개폐기용 냉각 장치
CN113874673A (zh) 中压或高压开关设备的冷却装置
CN100463092C (zh) 一种高额定电流高压真空断路器
Masmeier et al. Improvement of thermal performance of medium voltage circuit breakers by the implementation of heat pipes
CN101438361B (zh) 功率开关、尤其是大电流开关
CN117292972A (zh) 中压或高压断路器
CN118376115A (zh) 一种高电压设备用热管及其制作方法
KR20180055479A (ko) 절연내력 향상용 초전도 케이블 단말장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180507

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB Switzerland Co.,Ltd.

Address before: Zurich

Patentee before: ABB TECHNOLOGY Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210617

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB grid Switzerland AG

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: ABB Switzerland Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Swiss Baden

Patentee after: Hitachi energy Switzerland AG

Address before: Swiss Baden

Patentee before: ABB grid Switzerland AG

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240105

Address after: Zurich, SUI

Patentee after: Hitachi Energy Co.,Ltd.

Address before: Swiss Baden

Patentee before: Hitachi energy Switzerland AG

TR01 Transfer of patent right