полюсная часть переключающего устройства среднего напряжения

Формула изобретения

1. Полюсная часть переключающего устройства среднего напряжения с камерой вакуумного прерывателя, заключенной в изоляционный материал и содержащей неподвижный и подвижный контакты, при этом литой изолирующий корпус открыт в нижней части в области подвижного контакта или по направлению к приводному стрежню, приводящему в действие подвижный контакт, причем в области подвижного контакта или в месте его сочленения с приводным стержнем (3) выполнено по меньшей мере одно вентиляционное отверстие (7), проходящее сквозь стенку изоляции (2), пограничную область между изоляцией и электрической соединительной частью или через электрическую соединительную часть (4) подвижного контакта, отличающаяся тем, что вентиляционное отверстие (7) образовано в соединительной части (4) посредством по меньшей мере одного сквозного полого винта (8), с помощью которого в соединительной части закреплен внешний контакт, при этом отверстие, вмещающее по меньшей мере один такой полый винт, является сквозным и соединяет наружную и внутреннюю области полюсной части, подлежащей вентилированию.

2. Полюсная часть по п.1, отличающаяся тем, что вентиляционное отверстие (7) проходит, по существу, перпендикулярно оси движения приводного стержня подвижного контакта.

3. Полюсная часть по п.1, отличающаяся тем, что токопроводящее соединение между частью подвижного контакта и соединительной частью (4) представляет собой подвижное электрическое контактное соединение, образованное посредством поршня (5), электрически и жестко механически соединенного с контактным стержнем, и посредством цилиндрического отверстия (6), просверленного в соединительной части по принципу конструкции поршень/цилиндр, при этом вентиляционное отверстие (7) выполнено непосредственно под нижним положением поршня при размыкании.

4. Полюсная часть по п.1, отличающаяся тем, что для улучшения передачи тепла газу поверхность имеет повышенную шероховатость или грубую структуру.

5. Полюсная часть по п.1, отличающаяся тем, что вентиляционное отверстие (7) выполнено в области внешней соединительной пластины соединительной части (4).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полюсной части переключающего устройства среднего напряжения с камерой вакуумного прерывателя, заключенной в изоляционном материале и содержащей неподвижный контакт и подвижный контакт, при этом литой изолирующий корпус открыт в нижней части в области подвижного контакта или по направлению к приводному стержню, приводящему в действие подвижный контакт, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Во время работы коммутационного устройства среднего напряжения вследствие переходного сопротивления выделяется тепло, что приводит к ограничению допустимой нагрузки по току в области полюсных частей. Так как полюсные части переключающего устройства должны быть заключены в изоляционный материал, как правило, эпоксидную смолу или пластмассу, рассеяние тепла, происходящее в результате конвекции, ограничивается.

В связи с этим задаваемая допустимая нагрузка по току ограничивается максимально допустимой температурой, т.е. такой максимальной температурой, при которой, в частности, не происходит повреждения изоляционного материала.

В документе DE 29825094 U1 описана полюсная часть переключающего устройства среднего напряжения, в которой камера вакуумного прерывателя вставлена в корпус из эпоксидной смолы и открыта в основании, т.е. в нижней части. В этом случае наибольшее электрическое переходное сопротивление в токовой цепи создается по существу в нижнем, т.е. подвижном контакте. Выделяющееся там тепло по существу может рассеяться только посредством теплопроводности и с трудом посредством конвекции. Однако изоляционный материал из эпоксидной смолы является плохим проводником тепла, в результате чего затрудняется его рассеяние.

Задача изобретения заключается в уменьшении нагрева полюсных частей и, следовательно, в обеспечении более высокой допустимой нагрузки по номинальному току.

Указанная задача решена в полюсной части переключающего устройства среднего напряжения согласно пункту 1 формулы изобретения.

Дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.

В полюсной части согласно изобретению в области подвижного контакта или в месте сочленения с приводным стержнем выполнено по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, которое проходит сквозь стенку изоляции, пограничную область между изоляцией и электрической соединительной частью или через электрическую соединительную часть подвижного контакта. Посредством этого вентиляционного отверстия рассеяние тепла происходит путем конвекции непосредственно от корпуса полюсной части. Другими словами, воздух или газ может протекать через нижнее отверстие, т.е. через отверстие в основании изолирующего корпуса полюсной части, и может выходить наружу через вентиляционное отверстие, расположенное в непосредственной близости к области выделения тепла, и тепло, таким образом, может отводиться. В результате достигается более высокая допустимая нагрузка по номинальному току, т.к. больше не происходит какого-либо накопления тепла ввиду возможности рассеивания тепла наружу путем конвекции.

Предпочтительно вентиляционное отверстие проходит перпендикулярно оси приведения в движение приводного стержня подвижного контакта. Длина канала вентиляционного отверстия, насколько это возможно, может быть небольшой, чтобы обеспечивался выпуск нагретого воздуха или газа.

Предпочтительно для улучшения передачи тепла газу поверхность имеет повышенную шероховатость или грубую структуру.

Предпочтительно токопроводящее соединение части подвижного контакта и соединительной части представляет собой подвижное электрическое контактное соединение, образованное посредством поршня, электрически и жестко механически соединенного с контактным стержнем, и посредством просверленного цилиндрического отверстия, выполненного в соединительной части по принципу поршень/цилиндр, при этом вентиляционное отверстие выполнено непосредственно под нижним положением поршня при размыкании. Таким образом, вентилирование или рассеяние тепла происходит непосредственно в области накопления тепла, следовательно, осуществляется максимально эффективно.

Предпочтительно вентиляционное отверстие выполнено в области внешней соединительной пластины соединительной части. Таким образом, вентиляционное отверстие расположено в подходящем месте, с точки зрения производственной технологии.

Предпочтительно в соединительной части вентиляционное отверстие выполнено посредством по меньшей мере одного сквозного полого винта, с помощью которого в соединительной части закреплен внешний контакт, а отверстие, вмещающее по меньшей мере один такой полый винт, является сквозным и соединяет наружную и внутреннюю области полюсной части, подлежащей вентилированию. В частности, использование полых винтов является предпочтительным, поскольку нет необходимости выполнять какие-либо специальные отверстия.

Эксперименты показали, что, несмотря на возможно возникающее увеличение сопротивления, например на 1 мкОм, указанная температура в той же самой соединительной части может быть снижена приблизительно на 0,5K. Из этих экспериментов можно сделать вывод, что энергия, рассеянная с помощью этой дополнительной меры, составляет около 10 Вт при токе около 3000 А. С учетом полного сопротивления можно сделать вывод, что как на стороне неподвижного контакта, так и на стороне переключающего контакта может быть рассеяно тепло, составляющее приблизительно 70 Вт. Вследствие использования просверленных отверстий пропускная способность полюсной части может быть увеличена приблизительно на 14%. Литая часть полимерного элемента остается без изменений, и рассеяние тепла в окружающую среду происходит путем конвекции от внутренней области полюсной части через соединительную часть.

Изобретение проиллюстрировано чертежом, на котором показана в разрезе полюсная часть.

Как показано на фиг.1, камера 1 вакуумного прерывателя заключена в изолирующий корпус 2 из эпоксидной смолы. В камере вакуумного прерывателя верхний контакт является неподвижным, а нижний контакт - подвижным, при этом он выходит наружу через гофрированную трубку (подробно не показана) и имеет возможность перемещения посредством подвижного приводного стержня 3.

Для создания электрического соединения между нижним подвижным контактом и наружной соединительной частью 4 выполнено металлическое токопроводящее соединение между подвижным контактом и металлическим поршнем 5. Металлический поршень 5 может перемещаться по металлическому токопроводящему цилиндрическому участку 6, который выполнен в металлическом корпусе соединительной части 4. В этом случае внешний контакт контактной площадки выполнен при помощи токопроводящей шины. В этом варианте осуществления изобретения в металлическом корпусе соединительной части 4 просверлено вентиляционное отверстие 7. При разомкнутом контакте оно расположено ниже крайнего нижнего положения поршня, т.е. под поршнем 5.

Изолирующий корпус 2 открыт в нижней части. Согласно изобретению воздух или газ может протекать вниз и затем вытекать через вентиляционное отверстие, отводя в процессе работы тепло.

В этом случае вентиляционное отверстие 7 также может быть выполнено в эпоксидном изолирующем корпусе 2.

Если вентиляционное отверстие 7 выполнено в металлическом корпусе внизу соединительной части 4, то указанное отверстие (или отверстия) может быть выведено наружу посредством полого винта 8, который ввинчивается в это отверстие. Таким образом, нет необходимости просверливать специальное вентиляционное отверстие 7, так как используются просверленные отверстия, которые выполняются в любом случае для крепления внешней токопроводящей шины крепежными винтами. В этом случае выполняемые отверстия должны быть сквозными, а не обычно выполняемыми глухими.

Ссылочные позиции:

1 - Камера вакуумного прерывателя

2 - Изолирующий корпус

3 - Приводной стержень

4 - Соединительная часть

5 - Поршень

6 - Цилиндрический участок

7 - Вентиляционное отверстие

8 - Полые винты