專利名稱：帶有熱平衡器具的開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別用于氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(gas insulated switch gears)的開關(guān) 裝置(switching device)、中壓或高壓分站(substation)和熱平衡方法。
背景技術(shù)：
例如由文件EP 1863052A1得知用于高強度電流的通斷的開關(guān)裝置。在共同的殼 體內(nèi)布置了兩個導體部件。所述導體部件彼此是可電連接的。兩個導體布置在填充有絕緣 氣體的共同的殼體中。已知這種開關(guān)裝置借助于可動導體在兩個導體部件之間進行電連 接。問題是由于不同的截面積、電阻和電流密度的分布，會出現(xiàn)不平衡的溫度分布。特別是 在斷路器的所謂的額定電流觸點附近的區(qū)域中，將出現(xiàn)溫度升高。由于特別是這個區(qū)具有 距熱沉(如，舉例而言，殼體)的更大的距離，所以散熱可能是成問題的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標是改善在這種開關(guān)裝置或采用這種裝置的分站的內(nèi)部所產(chǎn)生 的熱量的耗散，從而擴大該開關(guān)裝置的使用溫度范圍。該問題由包括在權(quán)利要求1中所陳述的特征的開關(guān)裝置、根據(jù)權(quán)利要求14所述的 分站和根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱平衡方法來解決。根據(jù)本發(fā)明，開關(guān)裝置包括可電連接的第一導體部件和第二導體部件。第一導體 部件和第二導體部件布置在殼體的容積中，殼體填充有絕緣氣體作為絕緣介質(zhì)。用語導 體部件在下文中將寬泛地理解為暴露于高電壓或高強度電流中的至少一個的電有源部件 (active part)。所述第一導體部件的第一區(qū)借助于熱管組件連接到所述第一導體部件的 第二區(qū)上，從而使得第一區(qū)和第二區(qū)之間的熱連接由至少一個熱管組件形成。第二區(qū)定位 在距第一區(qū)一定距離處，從而使得第二區(qū)定位成參照于電流方向相對于第一區(qū)偏移。當電 流流(current flow)特別是額定電流流在開關(guān)裝置的運行狀態(tài)期間沿著電流路徑穿過開 關(guān)裝置時，所述第一導體部件的第一區(qū)和第二區(qū)處于不同的溫度水平。因此，熱管組件將改 善開關(guān)裝置的溫度分布。與現(xiàn)有技術(shù)相反，在開關(guān)裝置內(nèi)部產(chǎn)生的熱量的傳導不是僅由導 體部件本身內(nèi)的熱傳導和熱量的對流來完成，而是還借助于熱管組件而得到顯著增強。避 免了溫度熱點，且更大的面積可有效地有助于熱耗散。該問題進一步由包括至少一個如以上所描述的開關(guān)裝置的、根據(jù)權(quán)利要求14所 述的中壓或高壓分站、特別是氣體絕緣分站來解決。該問題還由根據(jù)權(quán)利要求15所述的、開關(guān)裝置的熱平衡方法來解決。該熱平衡方法包括下列步驟。在殼體內(nèi)的容積內(nèi)部以可連接的方式提供第一導體 部件和第二導體部件，該殼體填充有絕緣介質(zhì)。另外，提供了在第一導體部件的第一區(qū)和第 一導體部件的第二區(qū)之間的熱連接。第二區(qū)定位在距第一區(qū)一定距離處，而且當電流流在 開關(guān)裝置的運行狀態(tài)期間沿著電流路徑穿過開關(guān)裝置時，所述第一導體部件的第一區(qū)和第 二區(qū)處于不同的溫度水平。在第一區(qū)處，工作介質(zhì)在該至少一個熱管組件中蒸發(fā)。熱管組件內(nèi)部的工作介質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為約90攝氏度至115攝氏度。然后工作介質(zhì)在第二 區(qū)處冷卻并再次冷凝。因此，在開關(guān)裝置的運行狀態(tài)中，第一區(qū)借助于由至少一個熱管組件 所形成的該至少一個熱連接而得到冷卻，而第二區(qū)被加熱。因此，熱管組件將改善開關(guān)裝置 的溫度分布。在根據(jù)本發(fā)明的意義中的熱管組件是連接著處于不同溫度水平的兩個區(qū)域的任 何種類的封閉容積。該封閉容積包括連接熱管組件的冷端和熱端的至少一個毛細管。在熱 管組件的熱端處，容積內(nèi)部的工作介質(zhì)蒸發(fā)。蒸氣將流到熱管組件的冷端，在冷端處蒸氣冷 凝。在蒸氣冷凝之后，液體將借助于毛細管而被傳送回熱端。雖然非常類似于熱虹吸管那 樣地起作用，但是這種熱管組件允許沿任何定向的布置。另外的有利方面在從屬權(quán)利要求中闡述。特別有利的是，同樣地，將另外的熱管組件布置成與第二導體部件連接。通常，熱 區(qū)在第一導體部件和第二導體部件之間的電觸點附近。就如已針對第一導體部件的熱管組 件而解釋過的那樣，當額定電流在開關(guān)裝置的操作期間流過時，第二導體部件的第一區(qū)和 第二區(qū)也處于不同的溫度水平。因為兩個導體部件均由于其各自的熱管而展現(xiàn)出了改善的 溫度分布，所以溫差補償?shù)玫竭M一步的改善。進一步地尤其有利的是，將該至少一個熱管組 件和/或該至少一個另外的熱管組件定位在第一導體部件和/或第二導體部件內(nèi)部(該第 一導體部件和/或第二導體部件是空心的)。結(jié)合到空心的導體部件的內(nèi)部容積中有助于 實現(xiàn)開關(guān)裝置的較小的整體尺寸。特別地，已經(jīng)被使用的殼體在將來同樣可被使用而不需 要新的設(shè)計。優(yōu)選地，該至少一個熱管組件和/或至少一個另外的熱管組件主要布置在延伸通 過第一導體部件和/或第二導體部件的縱軸線、特別是通過由電流路徑限定的縱軸線的平 面的第一側(cè)或第二側(cè)。“主要布置在”意味著，該至少一個熱管組件和/或至少一個另外的 熱管組件的至少60 %、優(yōu)選至少70 %，更優(yōu)選至少80 %，特別是100 %布置在所述平面的第 一側(cè)或第二側(cè)。特別地，該至少一個熱管組件和/或至少一個另外的熱管組件在開關(guān)裝置 的安裝位置中布置在上側(cè)處，在這種情況中，對應(yīng)于電流路徑的縱軸線水平地定向。由于在大多數(shù)情況下，最高溫度出現(xiàn)在第一導體部件和第二導體部件之間的導電 性連接的可動部件附近，所以有利的是，使該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的 熱管組件的蒸發(fā)器側(cè)與第一導體部件和/或第二導體部件之間的接觸點分別地靠近可動 接觸件的導電性連接部。特別地，該至少一個導電性連接部允許在開關(guān)裝置的運行狀態(tài)中 輸送額定電流。另外，有利的是，將該熱管組件的和/或該另外的熱管組件的冷凝器側(cè)定位 在熱耗散裝置或熱沉附近。如果熱耗散裝置與導體部件處于電接觸中，則這是尤其有利的。 這種熱耗散裝置或熱沉可為適于將熱量耗散到環(huán)境中的任何元件。其可為與導體部件處于 電連接和熱連接中的另外的導體、冷卻元件或殼體(如果該開關(guān)裝置是所謂的氣體絕緣開 關(guān)設(shè)備的話)。在那種情況下，熱量將借助于絕緣氣體自導體部件通過熱量的對流而被傳遞 至殼體。最后，該熱量被開關(guān)裝置的殼體所耗散。在那種情況下，有利的是，分別地在使得 平穩(wěn)的對流成為可能的區(qū)中將冷凝器側(cè)連接到第一導體部件和/或第二導體部件上。在另 一種情況下，有利的是，將冷凝器連接到第一導體部件和/或第二導體部件的這樣的區(qū)上， 即，該區(qū)靠近于第一導體部件和/或第二導體部件與開關(guān)裝置中的另外的隨后的導體部件 之間的接觸點。在這種情況下，熱量在接觸點上耗散到該另外的隨后的導體部件上。
對于氣體絕緣開關(guān)設(shè)備中的使用而言，本發(fā)明的應(yīng)用特別地有利。因此，該開關(guān)裝 置優(yōu)選地至少包括斷路器和至少一個隔離開關(guān)。普遍已知氣體絕緣開關(guān)設(shè)備在高功率電路中被使用以用于例如高達5，000安培 的電流的通斷。有利的是，該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的熱管組件在開關(guān) 裝置的運行狀態(tài)中在電的方面位于高電壓上或位于高強度電流路徑上。因為熱管組件連接 著處在相同電勢下的導體部件，所以熱管組件可由具有良好的傳熱特性且不需要絕緣的、 廉價的導電材料(例如銅)制成。氣體絕緣開關(guān)設(shè)備普遍具有基本上成形成空心圓柱的導體部件。布置在這種空心 圓柱內(nèi)部的該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的熱管組件有利地基本上成形為 空心截錐或空心截錐的一個節(jié)段。由于第一導體部件和第二導體部件之間的連接是由布 置在空心圓柱中的一個之內(nèi)的可動導體來實現(xiàn)的，所以這改善了開關(guān)裝置的空間效率。特 別地，一個更寬的端部提供了如下可能，即，將可動導體的驅(qū)動機構(gòu)的構(gòu)件布置在該區(qū)域內(nèi) 部。備選地，該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的熱管組件包括多個單獨的 管道狀的管，其特別地沿著導體部件的周緣而分布。有利的是，該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的熱管組件包括至少一個 基本為管道狀的熱管，其中，該熱管的蒸發(fā)器側(cè)及其冷凝器側(cè)是封閉的，以便于流體地密封 該至少一個熱管。特別有利的是，通過對該至少一個基本為管道狀的熱管進行擠壓而分別 地將蒸發(fā)器側(cè)和冷凝器側(cè)封閉，并且，被擠壓的端部形成了分別用于將所述熱管固定到第 一導體部件和第二導體部件上的法蘭。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例在附圖中被顯示，且將在以下描述中詳細地被解釋。圖顯示 了 圖1根據(jù)本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的示意圖；圖2用于說明顯著的溫差的沿著電流路徑的溫度分布曲線；圖3根據(jù)本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的斷路器的截面圖；圖4氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)的有創(chuàng)造性的實施例；圖5沿著斷路器的線A-A的截面視圖，其示出了第一熱管組件；圖6示出了熱管組件的另一實施例的第二截面圖；圖7圖6的熱管組件的透視圖；圖8沿著線C-C的圖6的熱管組件的截面圖；以及圖9用于說明圖4的隔離開關(guān)內(nèi)部的單獨的熱管的分布式布置的截面圖。
具體實施例方式在圖1中，作為開關(guān)裝置的或者例如中壓或高壓分站的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1的簡 化示例作為截面視圖而部分地被示出。氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1包括用于在電氣方面連接或斷 開氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1的兩個端部的至少一個斷路器2。如圖1中所公開的氣體絕緣開關(guān) 設(shè)備1僅用于一相的電流的通斷。在運行狀態(tài)中，如圖1中所示的那樣地建立連接。
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除了斷路器2之外，如圖1所示的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1還公開了第一隔離開關(guān)3 和第二隔離開關(guān)4。第一和第二隔離開關(guān)3，4被提供用于維護操作，以確保已斷開側(cè)是沒有 電壓的。 通過在第一導體部件7和第二導體部件8之間建立導電性連接來進行在結(jié)合在系 統(tǒng)中的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1的正常操作期間的通斷。在第一導體部件7和第二導體部件8 之間布置有絕緣部件10。如從更加詳細的圖3 (該圖3將在下文中進行描述)中將顯而易 見的那樣，在第一導體部件7和絕緣部件10的內(nèi)部布置有可動導體。可動導體與第一導體 部件7處于永久性電連接中且可沿軸向方向運動以便與第二導體部件8建立導電性連接。為了在連接狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換，在殼體6的外部布置有驅(qū)動機構(gòu)9，且該驅(qū) 動機構(gòu)9能夠使可動導體沿軸向方向運動。殼體6由彼此連接的多個區(qū)段組成。由殼體6 的多個區(qū)段建立的內(nèi)部容積填充有絕緣氣體。根據(jù)本發(fā)明，將熱管18. 1,18. 2、19. 1,19. 2,27. 1和27. 2作為熱管組件18、19和
27布置在斷路器2的導體部件7、8和隔離開關(guān)3的導體部件的內(nèi)部，這將在后面利用更加 詳細的圖3和4進行描述。由于圖1中的由點劃線5表示的電流路徑上的歐姆電阻是不恒定的，所以存在溫 度更高的區(qū)，其由圖1的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備中的A、B和C表示。另一方面，其處出現(xiàn)了高溫 點的構(gòu)件具有更冷的區(qū)。這些區(qū)域由相應(yīng)的字符A’、B’和C’表示。圖2顯示了沿著在氣 體絕緣開關(guān)設(shè)備1中且由圖1中的點劃線5表示的電流路徑的溫度分布曲線。虛線11是 不帶有本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1的溫度分布曲線。虛線11顯示了存在有溫度特別高 的一些區(qū)A、B和C。另一方面，在相對于同一元件的最高溫度點而偏移的相應(yīng)的區(qū)A’、B’ 和C’中，存在有在圖2中清楚地被顯示的更低的溫度。使用本發(fā)明，可實現(xiàn)的是改善對應(yīng) 的點AA’、BB’和CC’之間的熱傳導，并且因此通過由熱管組件連接第一和第二區(qū)來降低熱 點的第一區(qū)與相同構(gòu)件的更冷的第二區(qū)之間的溫差。當在圖1的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備1中使用本發(fā)明時的溫度分布曲線由實線12顯示。 在一方面，可看到溫度分布更均勻，且另一方面，還出現(xiàn)了更低的最高溫度。這導致了氣體 絕緣開關(guān)設(shè)備1的有所擴大的安全使用范圍。穿過圖1的示例性斷路器2的截面在圖3中被顯示。如已經(jīng)說過的那樣，斷路器 2在其相應(yīng)的進出端上包括第一導體部件7和第二導體部件8。為了進行通斷，建立或中斷 第一和第二導體部件7，8之間的導電性連接。第一導體部件和第二導體部件具有彼此相對 的相應(yīng)的前端15、17。在前端15、17之間布置有絕緣部件10。布置有在絕緣部件10內(nèi)部 且直徑更小的可動導體12?？蓜訉w12以及固定地布置在殼體6內(nèi)部的第一導體部件7 和第二導體部件8具有基本為圓形的截面?？蓜訉w12由可動滑板13支承?？蓜踊?3 布置在第一導體部件7內(nèi)部，且沿圖3中的向左和向右方向在傳導桿28上滑動。可動導體12的最大的部分的直徑對應(yīng)于接觸元件16的直徑，接觸元件16固定到 構(gòu)成了第一區(qū)7. 1的第一導體部件7的前端15上。可動導體12的徑向尺寸沿朝向第二導 體部件8的方向減小。因此，可動導體12包括圓錐形部分和在第一端和第二端處的兩個圓 柱形部分。第一圓柱形部分與接觸元件16接觸，而第二圓柱形部分可電連接到其對應(yīng)件14 上。對應(yīng)件14以固定的方式支承到第二導體部件8的前端17上，且同樣被表示為第二導 體部件8的第一區(qū)8. 1。當?shù)谝粚w部件7和第二導體部件8彼此導電地連接時，可動導體
812的第二圓柱形部分以所顯示的方式觸碰對應(yīng)件14。為了斷開斷路器2，將可動滑板13拉 到左側(cè)，從而首先使可動接觸件12與對應(yīng)件14斷開?？蓜咏佑|件12和對應(yīng)件14共同組 成所謂的額定電流觸點。在使可動接觸件12與對應(yīng)件14斷開之后，仍然存在由傳導桿28 和對應(yīng)傳導桿20所建立的傳導連接。為了在第二步中使第一導體部件7與第二導體部件 8斷開，傳導桿28同樣地并且獨立于可動滑板13地被拉向左側(cè)。第一導體部件7和第二導體部件8相對于它們的長度而言具有相對恒定的歐姆電 阻以及截面積。但是由于當開關(guān)閉合時額定電流流過可動接觸件12和對應(yīng)件14，所以，電 流還流過具有更高的歐姆電阻的區(qū)域。這尤其為第一導體部件7的一側(cè)上的接觸件16周 圍的第一區(qū)7. 1和作為第二導體部件8的一側(cè)上的第一區(qū)8. 1的對應(yīng)件14。因此，在具有 更高的歐姆電阻的區(qū)中產(chǎn)生了必須被傳導并最終被耗散的熱量。因此，具有最高溫度的第 一導體部件7的點在前端15附近位于第一區(qū)7. 1中。就圖1和2來說，這對應(yīng)于點B。根據(jù)本發(fā)明，空心的第一導體部件7在內(nèi)部包括熱管組件18。在圖3中，熱管組 件18由兩個熱管18. 1和18. 2組成?？稍诘谝粚w部件7的周緣上布置和分布更多的管。 熱管組件18的熱端導熱性地連接到在應(yīng)支承接觸元件16的內(nèi)部徑向梯級上的第一區(qū)7. 1 上。因此，在可動導體12的所示實施例中，這個內(nèi)部徑向梯級是第一區(qū)7. 1，其靠近于通向 第二導體部件8的導電性連接部。熱管組件18的這個端部是蒸發(fā)器側(cè)。熱管組件18的相 對的端部是冷凝器側(cè)，該冷凝器側(cè)熱連接到定位在距第一區(qū)7. 1 一定距離處的第一導體部 件7的較冷的第二區(qū)7. 2上。優(yōu)選地，第二導體部件8也包圍著包括至少兩個單獨的熱管19. 1和19. 2的另外 的熱管組件19。熱管19. 1和19. 2的蒸發(fā)器側(cè)連接到對應(yīng)件14上，對應(yīng)件14是第二導體 部件8的一部分且構(gòu)成了第二導體部件8的第一區(qū)8. 1。由于被固定地連接到剛性部件8’ 的前端上，所以該第一區(qū)在相同的電勢上。管19. 1和19. 2的冷凝器側(cè)連接到第二區(qū)8. 2 上，第二區(qū)8. 2相對于第一區(qū)8. 1偏移且比第一區(qū)8. 1冷。因此，熱管組件18和19改善了從第一導體部件7和第二導體部件8的熱點到同 一導體部件7或8的各自的更冷的區(qū)域的熱量流。在一種備選實施例中，在自由空氣接觸的情況下，斷路器2的連接接觸件201. 1和 201. 2布置成以背離斷路器2的接觸部件12和14地指向的成角度的定向而接觸第一和第 二導體部件7和8。優(yōu)選地，連接接觸件201. 1和201. 2布置在導體部件7和8的上側(cè)處且 這樣地穿過殼體6，即，使得殼體6內(nèi)部的容積仍然與外部隔離。連接接觸件201. 1和201. 2 被使用以用于支持通往導體部件7和8的電流/除去來自導體部件7和8的電流且還用于 帶走導體部件7和8中產(chǎn)生的熱量。因此，對于帶電箱殼斷路器/接地箱殼斷路器來說，有 利的是，在連接接觸件201. 1和201. 2附近提供導體部件7和8的第二區(qū)7. 2和8. 2。因 此，通過熱管組件18和19將來自第一區(qū)7. 1和8. 1的熱量引導到起熱沉作用的連接接觸 件201. 1和201. 2。連接接觸件201. 1和201. 2是以虛線繪制，因為它們涉及備選的實施 例。在圖4中，顯示了隔離開關(guān)3的截面。隔離開關(guān)3包括第一導體部件70和第二導 體部件80，其為所謂的隔離開關(guān)接觸件。第一導體部件70和第二導體部件80類似于圖3 的斷路器的、且已針對斷路器2參照圖3而進行過解釋的第一導體部件和第二導體部件。第 一導體部件70和第二導體部件80相對于殼體6固定地布置。第一導體部件70和第二導體部件80是空心的，且可借助于另外的可動導體彼此連接。另外的可動導體包括兩個空心 的導電圓柱22和23。導電圓柱22和23固定到主軸螺帽24上。主軸螺帽24相對于可從 殼體6外部操作的主軸21而布置。當轉(zhuǎn)動主軸21時，主軸螺帽24且因此導電元件22和 23可沿主軸21的軸向方向運動。主軸螺帽24由導桿25和26支承。導電圓柱22和23布置在主軸螺帽24的相對側(cè)上。導電圓柱22導電性地接觸布 置在第一導體部件70的內(nèi)邊緣處的、構(gòu)成了第一區(qū)70. 1的另外的接觸元件160，而另外的 導電圓柱23可與布置在第一導體部件70的相對端處的接地接觸元件161接觸。當主軸21 順時針轉(zhuǎn)動時，主軸螺帽24將運動到圖中的左側(cè)，直到接地接觸元件161通過另外的導電 圓柱23與接地接觸件162連接為止。接地接觸件162還可包括與殼體6永久地接觸的特 殊的接觸元件。明顯的是，第二導體元件80處布置有類似的接觸元件164。至少由圖中的兩個單獨的熱管27. 1和27. 2組成的熱管組件27利用其蒸發(fā)器側(cè) 連接到靠近接觸元件160的第一導體部件70的第一區(qū)70. 1上。另一方面，熱管組件27的 冷凝器側(cè)在遠離第一區(qū)70. 1且構(gòu)成了更冷的第二區(qū)70. 2的點處熱連接到第一導體部件70 上。通過在帶有位于第一導體部件70的第二區(qū)70. 2附近的額外的冷卻元件200的外壁處 支承第一導體部件70，可改善熱管組件27的冷卻性能。因此，通過熱管組件27從連接元件 160傳送到第二區(qū)的熱量可高效地被耗散。另外，至少由圖中的兩個單獨的熱管29. 1和29. 2組成的熱管組件29利用其蒸發(fā) 器側(cè)連接到靠近第二導體部件80的接觸元件164的第二導體部件80的第一區(qū)80. 1上。另 一方面，熱管組件29的冷凝器側(cè)在遠離其的、構(gòu)成了更冷的第二區(qū)80. 2的點處熱連接到第 二導體部件80上。第一區(qū)80. 1沿著電流路徑5自第二區(qū)80. 2移置約一定距離，以用于平 衡第一區(qū)80. 1和第二區(qū)80. 2之間的溫度。在圖5中，顯示了穿過如圖3所示的線A-A的截面視圖?？煽吹綗峁芙M件30包括 多個單獨的熱管30. 1至30. 5。單獨的熱管30. 1至30. 5例如借助于線纜接頭連接到第一 導體部件7上。優(yōu)選通過擠壓管道狀的熱管的端部并插入至少一個孔來制造線纜接頭。因 此，實現(xiàn)了熱管組件30的簡易的安裝。如可在圖3中看到的那樣，熱管組件30的蒸發(fā)器側(cè) 第一導體部件7的前端15處連接到徑向梯級上，所有的單獨的熱管30. 1至30. 5沿著空 心截錐的側(cè)面區(qū)域而布置。優(yōu)選地，該多個單獨的熱管30. 1至30. 5主要地布置在平面(該 平面延伸通過第一導體部件7的縱軸線)的第一側(cè)或第二側(cè)上。在該上下文中，“主要地” 意味著，如所示的管30. 1至30. 5中的至少60%，特別是至少70%，特別是至少80%，至少 90%，特別是100%處在所述側(cè)上。優(yōu)選地，其為第一導體部件7的內(nèi)部容積的上半部，如果 縱軸線在操作期間沿水平方向布置的話。甚至更優(yōu)選地，該多個管30. 1至30. 5布置成彼 此相距相同的距離。圖6顯示了熱管組件的另一優(yōu)選實施例。熱管組件31這次是在圖7中以透視圖 示出的空心截錐的節(jié)段。熱管組件31本身在空心截錐的側(cè)面區(qū)域的節(jié)段旁邊延伸，其中， 熱管組件31的較窄的端部朝熱側(cè)(即，朝第一區(qū)7. 1)而指向。在兩端處分別布置有法蘭 32、33。在法蘭內(nèi)已經(jīng)布置有孔，以便將熱管組件31連結(jié)到第一導體部件7上。法蘭32和 法蘭33定向成彼此成直角。圖8顯示了沿熱管組件31的縱向方向的截面。如可在截面圖中看到的那樣，法蘭 32,33僅由板狀材料制成，以便將熱管31連結(jié)到第一導體部件7上。明顯的是，可容易地修改熱管的特定構(gòu)造，以便將熱管連結(jié)到第二導體部件8上。在根據(jù)圖8的截面圖中可看 到，在由帶有頂板34和底板35 (例如由銅制成)的熱管31所封閉的容積內(nèi)布置了帶有毛 細管36的材料。如果熱量在法蘭32處被施加，填充該容積的液體將會在熱端處蒸發(fā)。蒸 氣將在帶有毛細管36的材料之間流到熱管組件31的冷端。在冷端(該冷端是法蘭33的 一側(cè))處，液體將冷凝復原且將被材料36內(nèi)部的毛細力重新傳送到熱端。在圖9中，顯示了另一截面圖。這一次，該圖意在說明圖4的隔離開關(guān)3中的布置。 與圖4中所示的隔離開關(guān)3相反，主軸螺帽24布置在圖4的左端側(cè)。因此，在截面圖中，可 看到主軸螺帽24。為了避免主軸螺帽24的非有意的旋轉(zhuǎn)，主軸螺帽24由三個導桿25、26 和37引導。主軸螺帽24的形狀基本為三角形，其中，一個角位于頂側(cè)處。因此，根據(jù)該截 面圖，類似于圖5的管30. 1至30. 5的熱管組件38的管38. 1至38. 4布置在左上側(cè)或右上 側(cè)中。優(yōu)選地，熱管組件18、19、27、29、30、31、38的殼體是導電的，從而使得可使用廉價 的金屬材料來生產(chǎn)熱管組件18、19、27、29、30、31、38。熱管組件18、19、27、29、30、31、38的工作介質(zhì)的溫度在蒸發(fā)器側(cè)在約90至約 115°C的范圍中，優(yōu)選約105°C，且在冷凝器側(cè)處在約50°C至約75°C的范圍中，優(yōu)選約65°C。需注意的是，所示的關(guān)于熱管的實施例僅以舉例說明為由而被選擇。特別地，可行 的是，不僅具有截錐的小的節(jié)段，而且還具有延伸至通過縱軸線的平面的第二側(cè)的更大的 節(jié)段，或者小的熱管(該熱管的形狀對應(yīng)于截錐的完整的側(cè)面區(qū)域)。在那種情況下，與圖 6中所示的截錐的節(jié)段相比，容量(其為熱管組件的內(nèi)部容積)得到增大，而且補償流進一 步增進均勻的溫度分布。另外，需注意的是，優(yōu)選的是，至殼體6的熱傳遞由熱量的對流來實現(xiàn)。該說明基 于接地箱殼式布置，但同樣可應(yīng)用于自由空氣接觸。另外，優(yōu)選實施例內(nèi)的利用特定實施例而顯示的單獨的特征也可以有利的方式被 結(jié)合至備選實施例的特征。
1權(quán)利要求
一種開關(guān)裝置，包括第一導體部件(7，70)，該第一導體部件(7，70)能夠電連接到第二導體部件(8，80)上，該第一導體部件(7，70)和該第二導體部件(8，80)布置在填充有絕緣介質(zhì)的殼體內(nèi)的容積中，其特征在于由至少一個熱管組件(18，30，31)形成的熱連接，該至少一個熱管組件(18，30，31)將該第一導體部件(7，70)的第一區(qū)(7.1，70.1)與該第一導體部件(7，70)的第二區(qū)(7.2，70.2)熱連接，該第二區(qū)(7.2，70.2)定位在距該第一區(qū)(7.1，70.1)一定距離處，其中，當電流流在該開關(guān)裝置的運行狀態(tài)期間沿著電流路徑(5)穿過該開關(guān)裝置時，所述第一導體部件(7，70)的第一區(qū)(7.1，70.1)和第二區(qū)(7.2，70.2)處于不同的溫度水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述第二導體部件(8，80)的第一區(qū)(14)借助于至少一個另外的熱管組件(19，29) 連接到所述第二導體部件(8，80)的第二區(qū)(8’ )上，所述第二導體部件(8，80)的第二區(qū) (8’ )定位成參照于電流的方向相對于該第一區(qū)(14)而偏移，當額定電流在該開關(guān)裝置的 運行狀態(tài)期間流過時，所述第二導體部件(8，80)的第一和第二區(qū)處于不同的溫度水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置，其特征在于，該第一和/或第二導體部件(7，70;8，80)是空心的，而且該相應(yīng)的熱管組件(18，30， 31)和/或另外的熱管組件(19，29)布置在空心的導體部件(7，70 ；8,80)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)裝置，其特征在于，該至少一個熱管組件(18，30，31)和/或至少一個另外的熱管組件(19，29)的至少 60 %，優(yōu)選至少70 %，更優(yōu)選至少80 %，特別是100 %布置在延伸通過該第一和/或第二導 體部件的縱軸線、特別是延伸通過由該電流路徑(5)限定的縱軸線的平面的第一側(cè)或第二 側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的開關(guān)裝置，其特征在于，該至少一個熱管組件(18，30，31，19)的蒸發(fā)器側(cè)在可動接觸件(12，22)與所述第一導 體部件(7，70)的導電性連接部附近與所述第一導體部件(7，70)處于熱接觸中，以及/或者該至少一個另外的熱管組件(19，29)的蒸發(fā)器側(cè)在該可動接觸件(12，22)與所述第二 導體部件(8)的導電性連接部附近與所述第二導體部件(8)處于熱接觸中，其中，至少一個 導電性連接部允許在該開關(guān)裝置的運行狀態(tài)中輸送電流、特別是額定電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的開關(guān)裝置，其特征在于，特別是當熱耗散裝置(200,201. 1,201. 2)與相應(yīng)的導體部件(7,70 ；8)電連接時，該至 少一個熱管組件(18，30，31)和/或該至少一個另外的熱管組件(19，29)的冷凝器側(cè)在與 該相應(yīng)的導體部件(7，70 ；8)處于熱接觸中的熱耗散裝置(200,201. 1,201. 2)附近連接到 所述相應(yīng)的第一或第二導體部件(7，70 ；8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，所述開關(guān)裝置(1)包括斷路器(2)和隔離開關(guān)(3，4)中的至少一個，特別是具有氣態(tài) 絕緣介質(zhì)的開關(guān)裝置(1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，該至少一個熱管組件(18，30，31)和/或該至少一個另外的熱管組件(19，29)在該開 關(guān)裝置的運行狀態(tài)中在電的方面位于高電壓電勢上或位于高強度電流路徑上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，該至少一個熱管組件(18，30，31)和/或該至少一個另外的熱管組件(19，29)包括基 本上成形成空心截錐或空心截錐的節(jié)段的熱管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，該至少一個熱管組件(30)和/或該至少一個另外的熱管組件(38)包括多個單獨的類 似于管道的熱管(30. 1-30. 5 ；38. 1-38. 4)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，該至少一個熱管組件和/或該至少一個另外的熱管組件包括基本為管道狀的熱管，其 中，該基本為管道狀的熱管的蒸發(fā)器側(cè)及其冷凝器側(cè)被封閉，特別是借助于擠壓而被封閉， 以便將該至少一個熱管流體地密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，被擠壓的端部各形成分別用于將所述熱管(31)固定到該第一和第二導體部件(7，70， 8，80)上的法蘭(32，33)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的開關(guān)裝置， 其特征在于，該第一區(qū)(7. 1,70. 1)沿著該電流路徑自該第二區(qū)(7. 2,70. 2)而移置約一定距離。
14.一種中壓或高壓分站，特別是氣體絕緣分站，包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至13中 任一項所述的開關(guān)裝置。
15.一種開關(guān)裝置中的熱平衡方法，包括下列步驟在填充有絕緣介質(zhì)的殼體內(nèi)的容積中提供第一導體部件(7，70)，該第一導體部件(7， 70)能夠電連接到第二導體部件(8，80)上， 其特征在于在該第一導體部件(7，70)的第一區(qū)與該第一導體部件的第二區(qū)(7. 2，70. 2)之間提供 至少一個熱連接，該第二區(qū)定位在距該第一區(qū)(7. 1,70. 1) 一定距離處，其中，當電流流在該開關(guān)裝置的運行狀態(tài)期間沿著電流路徑(5)穿過該開關(guān)裝置時， 所述第一導體部件(7，70)的第一區(qū)(7. 1,70. 1)和第二區(qū)處于不同的溫度水平，并且借助于由至少一個熱管組件(18，30，31)形成的該至少一個熱連接在該開關(guān)裝置的運行狀態(tài)中冷卻該第一區(qū)(7. 1,70. 1)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱平衡方法， 其特征在于，該至少一個熱管組件(18)在該開關(guān)裝置的運行狀態(tài)中在電的方面位于高電壓電勢上 或位于高強度電流路徑上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的熱平衡方法， 其特征在于特別地，在處于約90攝氏度至約115攝氏度的范圍中的、特別是在約105攝氏度處的 工作介質(zhì)的第一相變溫度處，在該第一區(qū)(7. 1,70. 1,80. 1)處使該工作介質(zhì)在該至少一個 熱管組件(18，30，31)中蒸發(fā)，以及特別地，在處于約50攝氏度至約75攝氏度的范圍中的、特別是在約65攝氏度處的該 工作介質(zhì)的第二相變溫度處，在該第二區(qū)(7. 2，702，80. 2)處使該工作介質(zhì)在該至少一個 熱管組件中冷凝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有熱平衡器具的開關(guān)裝置，具體而言，涉及開關(guān)裝置、相應(yīng)的分站、以及熱平衡方法。根據(jù)本發(fā)明，開關(guān)裝置包括可電連接的第一導體部件和第二導體部件。第一和第二導體部件布置在填充有作為絕緣介質(zhì)的絕緣氣體的殼體的容積中。所述第一導體部件的第一區(qū)借助于熱管組件連接到所述第一導體部件的第二區(qū)上。第二區(qū)定位在距第一區(qū)一定距離處。當電流流特別是額定電流流在開關(guān)裝置的運行狀態(tài)期間沿著電流路徑穿過開關(guān)裝置時，所述第一導體部件的第一和第二區(qū)處于不同的溫度水平。因此，熱管組件將改善開關(guān)裝置的溫度分布。
文檔編號H01H9/52GK101958200SQ20101023652
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者M·伯施, M·庫多克, R·卡爾韋特, W·霍勞斯 申請人:Abb技術(shù)有限公司