DE1061911B

DE1061911B - Anordnung zur Kuehlung von Kontaktgeraeten, insbesondere solchen in mechanischen Stromrichtern

Info

Publication number: DE1061911B
Application number: DEL29003A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Ullrich Pflaum; Heinz Riedel; Dipl-Ing Guenter Lehmann; Max Schultz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-11-01
Filing date: 1957-11-01
Publication date: 1959-07-23

Description

Es ist bekannt, Kontaktgeräte in mechanischen Stromrichtern durch Flüssigkeit (Wasser) zu kühlen. Die Kühlung durch Wasser hat unangenehme Begleiterscheinungen, weil das Wasser ein verhältnismäßig guter Leiter ist und daher Korrosionserscheinungen auftreten. Man hat diese Folgeerscheinungen damit zu bekämpfen versucht, daß das Wasser mit einer organischen Isolierflüssigkeit gemischt wurde. Damit wurde zwar die Korrosion teilweise herabgesetzt, aber auch die Kühlwirkung verringert. In den letzten Jahren wurde vielfach Kühlung allein durch Luft bewirkt. Damit vermied man Korrosionserscheinungen, mußte aber in Kauf nehmen, daß die Kühlung durch Luft nicht so intensiv ist wie durch Wasser.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Kühlung von Kontaktgeräten, insbesondere solchen in mechanischen Stromrichtern, mittels Wasser. Dabei ist die Anordnung derart auszubilden, daß durch das Wasser keine leitende Verbindung zwischen den Schienen und somit auch keine Korrosion eintreten kann. Die Kühlkanäle dürfen im Dauerbetrieb nicht durch Kesselsteinablagerung verstopft werden. Ferner darf der Wärmeübergang durch den Kesselstein nicht beeinträchtigt werden.

Erfindungsgemäß ist die spannung- bzw. stromführende Stelle des Kontaktgerätes bzw. der anschließenden Schiene mit einem von Wasser durchströmten Kühlkopf versehen, und dieser Kühlkopf ist mit der spannung- bzw. stromführenden Stelle unter Zwischenschaltung einer dünnen (etwa 0,5 bis 1 mm dicken) Aluminiumplatte verbunden, welche beidseitig je eine etwa 20 μ dicke Schicht von elektrisch oxydiertem Aluminium aufweist. Eine solche Schicht hat eine Spannungsfestigkeit von etwa 400 bis etwa 500 V. Sollte der an der eingefügten Aluminiumplatte auftretende Wärmeübergangswiderstand nicht genügend klein sein, so empfiehlt es sich, Graphitöl an den Verbindungsstellen aufzubringen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich auf ein periodisch betätigtes Kontaktgerät eines mechanischen Stromrichters bezieht und am Ende einer Stromschiene befindet. Beispielsweise sei die Anordnung derart getroffen, daß vor und hinter einer Wechselstromschiene je eine Gleichstromschiene liegt und daß je ein Kontaktgerät für das Arbeiten auf eine Gleichstromschiene vorgesehen ist. Das in der Zeichnung dargestellte Kontaktgerät 2 soll die zeitweilige Verbindung zwischen der Wechselstromschiene 1 und der dahinterliegenden Gleichstromschiene herstellen. Die Kontaktbrücke 3 wird durch einen zwischen den beiden Schienen liegenden Stößel 4 betätigt. Am Ende der Stromschiene 1 ist nun ein beispielsweise aus Kupfer bestehender Kühlkopf befestigt. Dieser ist durch eine dünne Alu-

Anordnung zur Kühlung von Kontaktgeräten, insbesondere solchen in mechanischen Stromrichtern

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Phys. Ullrich Pflaum, Berlin-Friedenau, Heinz Riedel, Berlin-Spandau, Dipl.-Ing. Günter Lehmann, Berlin, und Max Schultz, Berlin-Lankwitz, sind als Erfinder genannt worden

miniumplatte 6, die beidseitig elektrisch oxydiert (Schicht etwa 20 μ) ist, von der Stromschiene elektrisch isoliert. Der Kühlkopf 5 möge zwei in Reihe liegende, von Wasser durchströmte Kühlkanäle aufweisen, d. h., die Kühlflüssigkeit tritt am Anfang des einen Kühlkanals ein und tritt am Ende des anderen Kühlkanals aus. Es ist zweckmäßig, die Kühlkanäle von mindestens zwei Kühlköpfen in Reihe zu schalten. Man muß dann bemüht sein, daß j eder Kühlkopf elektrisch gut isoliert ist. Um Schwierigkeiten wegen Kesselsteinbildung auszuschalten, empfiehlt es sich, in dem Umlaufsystem entkalktes Wasser zu verwenden; zur Erzeugung des gewünschten Wasserdruckes im Umlaufsystem dient eine Pumpe, die eine Leistung von etwa 1000 W benötigt. Die von den Kühlköpfen abgeführte Wärme wird über einen Wärmeaustauscher, der mit Frischwasser gekühlt werden kann, abgeführt.

DerErfindungsgedanke hat vorzugsweise Bedeutung für die Kontaktgeräte von mechanischen Stromrichtern. Dabei wird es vielfach vorteilhaft sein, eine kombinierte Kühlung vorzusehen, und zwar eine Kühlung gemäß der Erfindung und eine intensive Luftkühlung für die Kontaktbrücke.

Der Erfindungsgedanke hat jedoch nicht nur Bedeutung für mechanische Stromrichter. Beispielsweise kann er auch bei anderen hochbeanspruchten Schaltgeräten, z. B. Schnellschaltern und Schützen, Anwendung finden. Es bereitet Schwierigkeiten, Schnellschalter für Stromstärken größer als 10 000 A herzustellen. Wenn man das feste Kontaktstück des Schnellschalters gemäß der Erfindung mit einem oder zwei Kühlköpfen versieht, kann der Schnellschalter für

909 578/343

Claims

einen größeren Strom als bisher (15 000 oder 20 000 A an Stelle von 10 000 A) vorgesehen werden. Gleichartige Überlegungen gelten auch für Schütze. Die Erfindung ermöglicht es also, Schaltgeräte höher zu belasten. Da die an mechanischen Stromrichtern interessierten Verbraucher eine Erhöhung der Nennstromstärke befürworten, ermöglicht der Erfindungsgedanke eine solche Erhöhung allein mittels intensiver Kühlung. Wegen der Befestigung des Kühlkopfes 5 am Ende der Stromschiene 1 sei bemerkt, daß sich eine Befestigung mit Schrauben empfiehlt. Diese Schrauben gehen durch den Kühlkopf 5 und durch die dünne Aluminiumplatte in das Ende der Stromschiene 1, wobei die Bohrlöcher vorteilhaft mit Isolierstoff ausgekleidet sind. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Kühlung von Kontaktgeräten, insbesondere solchen in mechanischen Stromrichtern, mittels Flüssigkeit (Wasser), dadurch gekennzeichnet, daß die spannung- bzw. "stromführende Stelle des Kontaktgerätes bzw. der anschließenden Schiene mit mindestens einem von der Flüssigkeit durchströmten Kühlkopf versehen ist und daß dieser Kühlkopf mit der spannungbzw. stromführenden Stelle unter Zwischenschal-

rung" einer dünnen (etwa 0,5 bis 1 mm dicken) Aluminiumplatte verbunden ist, welche beidseitig je eine etwa 20 μ dicke Schicht von elektrisch oxydiertem Aluminium aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des an der Aluminiumplatte auftretenden Wärmeübergangswiderstandes Graphitöl an den mechanischen Verbindungsstellen aufgebracht ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kühlköpfe nacheinander von der Flüssigkeit durchströmt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Kühlkopfes an der spannung- bzw. stromführenden Stelle mittels Schrauben erfolgt und daß das Bohrloch mit Isolierstoff ausgekleidet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung im Kühlkopf entkalktes Wasser dient und daß für die Rückkühlung dieses entkalkten Wassers ein von Frischwasser gekühlter Wärmeaustauscher dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 911 053;
schweizerische Patentschriften Nr. 305 861, 227 695, !7 929.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen