Корпус из электроизоляционного материала с вентиляционной шахтой
Изобретение касается корпуса из электроизоляционного материала (1) с приспособленным для установки дугогасительной камеры крепежным участком (2), который снабжен входной соединительной деталью (5), и примыкающим в продольном направлении к крепежному участку (2) приводным участком (3), который имеет приводное отверстие для ввода движения привода в дугогасительную камеру и который снабжен выходной соединительной деталью (8). В корпусе предусмотрена сообщающаяся с внутренним пространством приводного участка (3) вентиляционная шахта (12), которая окружает крепежный участок (2) в виде воротника, что обеспечивает получение высокой мощности охлаждения, достаточной также для больших токов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к корпусу из электроизоляционного материала с приспособленным для приема дугогасительной камеры крепежным участком, который снабжен входной соединительной деталью, и примыкающим в продольном направлении к крепежному участку приводным участком, который содержит отверстие для ввода движения привода в дугогасительную камеру и снабжен выходной соединительной деталью, причем предусмотрена вентиляционная шахта, сообщающаяся с внутренним пространством приводного участка.
Изобретение, кроме того, относится к изолированному твердым электроизоляционным материалом полюсу выключателя с корпусом из электроизоляционного материала, в котором расположена дугогасительная камера.
Такой корпус из электроизоляционного материала и такой изолированный твердым электроизоляционным материалом полюс выключателя уже известны из китайской полезной модели CNZL00246088.2. В показанном там корпусе из электроизоляционного материала залита дугогасительная камера, которая на своей неподвижной контакт-детали свинчена с входной соединительной деталью, которая является контактируемой снаружи, то есть извне корпуса из электроизоляционного материала. На своей обращенной от входной соединительной детали стороне дугогасительная камера содержит металлическую торцовую крышку, которая пронизывается подвижно направляемой оперативной штангой. Оперативная штанга соединена через гибкий ленточный токопровод с выходной соединительной деталью, которая также является контактируемой снаружи. Для ввода движения привода в оперативную штангу корпус из электроизоляционного материала имеет отверстие, через которое проходит приводная штанга (изолирующая штанга для управления разъединителями). Приводная штанга предусмотрена для ввода движения привода приводного агрегата в оперативную штангу. Во включенном состоянии электрический ток течет через входную соединительную деталь, контакты дугогасительной камеры, оперативную штангу, тенточный токопровод и выходную соединительную деталь. Вследствие повышенного омического сопротивления, в частности, на ленточном токопроводе появляется зависящая от величины тока потеря энергии на рассеяние в виде тепла. Для отвода этого тепла предусмотрена имеющая форму канала вентиляционная шахта, которая через входное отверстие сообщается с внутренним пространством корпуса из электроизоляционного материала. Поднимающийся вверх нагретый воздух поступает через входное отверстие в вентиляционную шахту и, наконец, отдается в атмосферу. Тепло тем самым выводится из внутреннего пространства корпуса из электроизоляционного материала, причем холодный воздух окружающей среды подсасывается через приводное отверстие корпуса из электроизоляционного материала.
Корпусу из электроизоляционного материала, известному из уровня техники, присущ недостаток, что мощность охлаждения, полученная посредством выполненной в форме канала вентиляционной шахты, является недостаточной, в частности, при более высоких электрических токах.
Задачей изобретения является поэтому предоставление в распоряжение изолированного твердым электроизоляционным материалом полюса выключателя и корпуса из электроизоляционного материала названного вначале вида, с которыми предоставлена в распоряжение достаточно высокая мощность охлаждения также для более высоких электрических токов.
Изобретение решает эту задачу за счет того, что вентиляционная шахта охватывает крепежный участок в виде воротника.
Согласно изобретения конвекция не создается больше через узкий канал охлаждения, как в уровне техники. Более того, в распоряжение предоставлена охлаждающая шахта в виде воротника, который охватывает широкую область крепежного участка, в котором расположена дугогасительная камера. Вентиляционная шахта может охватывать крепежный участок полностью или только частично. Существенным является, однако, что за счет прохождения вентиляционной шахты вокруг крепежного участка в распоряжение предоставлена значительно большая мощность охлаждения, чем в уровне техники. При этом, разумеется, возможно, чтобы в вентиляционной шахте были расположены ребра жесткости, которые являются газонепроницаемыми или могут, однако, иметь газопроницаемые проходные области.
Ребра жесткости служат для механической стабилизации вентиляционной шахты.
Предпочтительным образом в виде поперечного сечения обе на узкой стороне ограничивающие стенки вентиляционной шахты образуют относительно средней точки крепежного участка угол по крайней мере 40 градусов.
В предпочтительном примере выполнения вентиляционная шахта в продольном направлении сужается к своему обращенному от приводного участка концу. За счет сужения вентиляционной шахты образуется сопловый участок на выходном конце вентиляционной шахты. В сопловой области скорость течения воздушного потока через вентиляционную шахту является большей, чем на большем всасывающем отверстии вентиляционной шахты, через которое вентиляционная шахта сообщается с приводным участком. Таким образом, устанавливается эффект дымовой трубы, за счет которого мощность охлаждения корпуса из электроизоляционного материала еще больше повышается.
Предпочтительным образом крепежный участок выполнен в виде трубы, а приводной участок - в виде усеченного конуса, причем внутренний диаметр крепежного участка больше, чем внутренний диаметр приводного участка. Целесообразно крепежный участок согласован с размерами дугогасительной камеры, которая предусмотрена для монтажа в корпусе из электроизоляционного материала. Для избежания воздушных включений между дугогасительной камерой и корпусом из электроизоляционного материала обычно предусмотрена аморизирующая подушка, которая, кроме того, выравнивает различные тепловые расширения при более высоких температурах дугогасительной камеры и помогает избежать образования трещин корпуса из электроизоляционного материала. За счет выполнения приводного участка в виде усеченного конуса, который расположен ниже крепежного участка, поддерживается эффект дымовой трубы, который возникает за счет вентиляционной шахты. Тем самым мощность охлаждения еще больше повышается.
Согласно соответствующей целесообразной форме дальнейшего развития ограничивающие стенки вентиляционной шахты непрерывно и бесступенчато продолжают внешний контур приводного участка в виде усеченного конуса. Таким образом, в распоряжение предоставлен эффект дымовой трубы, причем одновременно приняты меры для получения, по возможности, компактного корпуса из электроизоляционного материала.
Целесообразно крепежный участок и приводной участок связаны друг с другом посредством переходной полки. При этом крепежный участок и приводной участок приформованы друг к другу и выполнены цельными так, что корпус из электроизоляционного материала может изготавливаться за одну литейную операцию.
Предпочтительным образом входная соединительная деталь соединена с охладителем, причем вентиляционная шахта выполнена так, что выступающий из вентиляционной шахты воздушный поток направлен на охладитель. Если образованный корпусом из электроизоляционного материала и дугогасительной камерой полюс выключателя рассчитан для более высоких токов, то для дальнейшего теплоотвода является предпочтительным теплопроводно соединять входную соединительную деталь с охладителем так, что поверхность теплопроводящего металлического материала, на которой устанавливается высокая скорость теплообмена с воздухом окружающей среды, является увеличенной. За счет ориентации воздушного потока на охладитель мощность охлаждения значительно повышается так, что также можно управлять более высокими электрическими токами.
Целесообразные формы выполнения и преимущества являются предметом последующего описания со ссылкой на чертежи, причем одинаково действующие детали снабжены одинаковыми ссылочными позициями.
Фиг.1 показывает перспективное представление примера выполнения соответствующего изобретению корпуса из электроизоляционного материала.
Фиг.2 показывает корпус из электроизоляционного материала согласно фиг.1 в перспективном виде сверху.
Фиг.3 показывает вид на корпус из электроизоляционного материала снизу и тем самым внутреннее пространство корпуса.
Фиг.1 показывает пример выполнения соответствующего изобретению корпуса из электроизоляционного материала 1 в перспективном представлении. Корпус из электроизоляционного материала 1 располагает выполненным в основном в виде полого цилиндра крепежным участком 2, а также имеющим форму усеченного конуса приводным участком 3, который примыкает к крепежному участку в продольном направлении и имеет увеличенный по сравнению с крепежным участком 2 внутренний диаметр. На верхнем конце крепежного участка 2 образована приемная втулка 4, в которую залита входная соединительная деталь 5 из меди. Для крепления не представленной на чертеже вакуумной дугогасительной камеры сзади приемной втулки 4 предусмотрено монтажное отверстие 6, через которое вакуумная дугогасительная камера является жестко свинчиваемой с входной соединительной деталью 5.
На приводном участке 3 также приформована приемная втулка 1, в которой залита выходная соединительная деталь 8. За счет установки, а также электрического соединения вакуумной дугогасительной камеры с входной соединительной деталью 5 или, соответственно, с выходной соединительной деталью 8 реализован изолированный твердым электроизоляционным материалом полюс выключателя. Входная соединительная деталь 5 предусмотрена для подключения к линии высокого напряжения, которая имеет относительно потенциала земли напряжение от 10 до 50 кВ. Во включенном состоянии вакуумной дугогасительной камеры также выходная соединительная деталь находится на потенциале высокого напряжения. Для удлинения пути скользящего разряда между находящимся на потенциале земли цоколем 9 корпуса из электроизоляционного материала 1 служат внешние ребра 10.
Крепежный участок 2 частично переходит через переходную полку 11 в приводной участок 3. В задней части корпуса из электроизоляционного материала 1 при этом можно видеть вентиляционную шахту 12, входное отверстие которой образовано в переходной области между приводным участком 3 и крепежным участком 2. При этом внешний контур приводного участка 3 непрерывно продолжается внешней окружной ограничивающей поверхностью вентиляционной шахты 12 так, что в области вентиляционной шахты 12 переходные полки 11 исключены. Другими словами, ограничивающая стенка вентиляционной шахты 12 непрерывно и бесступенчато продолжает внешний контур приводного участка 3.
Вентиляционная шахта 12 окружает больше чем половину цилиндрического крепежного участка 3, причем для механической стабилизации вентиляционной шахты 12 предусмотрены удерживающие стержни 14.
Фиг.2 показывает корпус из электроизоляционного материала согласно фиг.1 в перспективном представлении сверху. Можно видеть, что входная соединительная деталь 5 проходит через монтажное отверстие 6 так, что является возможным последующее подсоединение вакуумной дугогасительной камеры путем привинчивания. Далее можно видеть крепежное ребро 15, которое предусмотрено для стабилизации корпуса из электроизоляционного материала 1 или изолированного твердым электроизоляционным материалом полюса выключателя, когда он вмонтирован в выключатель с другими расположенными рядом полюсами выключателя. При этом каждый полюс выключателя предусмотрен для коммутации одной фазы сети трехфазного тока.
Фиг.3 показывает внутреннее пространство корпуса из электроизоляционного материала 1 в виде на нижнюю сторону корпуса из электроизоляционного материала 1. Можно видеть, что корпус из электроизоляционного материала 1 может жестко привинчиваться через отверстия 16 в цоколе 9. Далее можно видеть, что в передней области образована переходная полка 11, в то время как вентиляционная шахта 12 как бы простирается через выемку в переходной полке 11 в верхней области. Обе узкие стороны 13 вентиляционной шахты 12 образуют к средней точке крепежного участка 2 угол больше 180 градусов. Далее, можно видеть, что вентиляционная шахта 12 сужается к своему обращенному от цоколя 9 выходному отверстию так, что может создаваться эффект дымовой трубы, повышающий мощность охлаждения. После монтажа вакуумной дугогасительной камеры в крепежном участке 2 внутри приводного участка 3, в частности, на высоте выходной соединительной детали 8, то есть ниже всасывающего отверстия вентиляционной шахты 12, выделяется тепло. Оно возникает прежде всего на соединении подвижной контакт-детали, которое берет на себя электрическое присоединение подвижно направляемой оперативной штанги вакуумной дугогасительной камеры к неподвижной выходной соединительной детали. Такое соединение подвижной контакт-детали охватывает, например, один или несколько ленточных токопроводов, скользящий контакт, роликовый контакт или тому подобное. Повышенное выделение тепла на соединении подвижной контакт-детали объясняется более высокими потерями на прохождение тока. За счет расположения соединения подвижной контакт-детали точно под всасывающим отверстием вентиляционной шахты 12 восходящее тепло может поступать непосредственно в вентиляционную шахту так, что мощность охлаждения является значительно повышенной. Лабиринтоподобные пути потока воздуха, как в области техники, согласно изобретения избегаются.
1. Корпус из электроизоляционного материала (1) с приспособленным для приема дугогасительной камеры крепежным участком (2), который снабжен входной соединительной деталью (5), и примыкающим в продольном направлении к крепежному участку
(2) приводным участком (3), который содержит приводное отверстие для ввода движения привода в дугогасительную камеру, и снабжен выходной соединительной деталью (8), причем предусмотрена сообщающаяся с внутренним пространством приводного участка
(3) вентиляционная шахта (12),
отличающийся тем, что вентиляционная шахта (12) окружает крепежный участок (2) в виде воротника.
2. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.1, отличающийся тем, что в виде поперечного сечения обе с узкой стороны ограничивающие стенки (13) вентиляционной шахты (12) образуют относительно средней точки (15) крепежного участка (2) угол по крайней мере 40°.
3. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что вентиляционная шахта (12) в продольном направлении сужается к своему обращенному от приводного участка (3) концу.
4. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что крепежный участок (2) выполнен трубчатой формы, а приводной участок (3) в форме усеченного конуса, причем внутренний диаметр крепежного участка (2) является меньшим, чем внутренний диаметр приводного участка (3).
5. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.4, отличающийся тем, что ограничительная стенка вентиляционной шахты (12) непрерывно и бесступенчато продолжает внешний контур имеющего форму усеченного конуса приводного участка (3).
6. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что крепежный участок (2) и приводной участок (3) соединены по меньшей мере частично посредством переходной полки (11).
7. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что входная соединительная деталь (5) соединена с охладителем, причем вентиляционная шахта (12) выполнена так, что выступающий из вентиляционной шахты(12) воздушный поток направлен на охладитель.
8. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.3, отличающийся тем, что крепежный участок (2) выполнен трубчатой формы, а приводной участок (3) - в форме усеченного конуса, причем внутренний диаметр крепежного участка (2) является меньшим, чем внутренний диаметр приводного участка (3).
9. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.3, отличающийся тем, что крепежный участок (2) и приводной участок (3) соединены по меньшей мере частично посредством переходной полки (11).
10. Корпус из электроизоляционного материала (1) по п.3, отличающийся тем, что входная соединительная деталь (5) соединена с охладителем, причем вентиляционная шахта (12) выполнена так, что выступающий из вентиляционной шахты (12) воздушный поток направлен на охладитель.
11. Изолированный твердым электроизоляционным материалом полюс выключателя с корпусом из электроизоляционного материала (1), в котором расположена дугогасительная камера, отличающийся корпусом из электроизоляционного материала (1) по любому из предыдущих пунктов.
