[發明專利]具有冷卻裝置的高壓斷路器

有效

• 申請號: 201010254736.3
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101908729A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 馬丁·拉克納;丹尼爾·沙爾圖尼;吉恩-克勞德·莫魯;托馬斯·舍內曼;約亨·基弗;盧卡斯·策恩德;馬克·默倫科普夫
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02B1/56
• 分類號: H02B1/56;H02G5/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;周濤

本發明申請為2005年11月16日提交的申請號為200510114948.0、發明名稱為“具有冷卻裝置的高壓斷路器”的發明申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及斷路器技術領域。其涉及一種斷路器以及一種用于冷卻斷路器的內導體的方法，如在獨立專利權利要求的前敘項中所要求的。

背景技術

如此的斷路器和如此的方法例如從EP?1?022?830?A1得知。在該文檔中，提供風扇以便于冷卻斷路器的在殼體內的內導體，借助于所述風扇產生繞內導體流動的環流。以該方式循環的氣體吸收來自內導體的熱損失，并且然后將這些熱損失排放到殼體的內面。殼體又將熱排放到殼體外部的周圍空氣。內導體的冷卻意味著可以承載較大的電流。

如此的設置具有這樣的缺點：其是有源的，即其必須被驅動。例如風扇電源的故障導致冷卻故障，并可迅速導致超過斷路器的最大允許溫度限制值。如此的冷卻系統還需要定期維護以便確保風扇的正確工作。

發明內容

因此本發明的一個目的是提供不具有以上所述缺點的最初提及類型的斷路器和用于冷卻斷路器的內導體的方法。一個特定目標是創造一種帶有無源的和(實際上)免維護的冷卻系統的斷路器。

該目的通過具有獨立專利權利要求的特征的設備和方法而實現。

其內導體(還可被稱為有源部分)被冷卻的斷路器可以承載比未冷卻的斷路器高的電流，同時服從由相關標準所規定的溫度限制值。所提供的冷卻設備越有效地耗散在內導體上產生的熱損失，斷路器的電流承載能力可因此以越大的程度增加。

根據本發明的斷路器具有伸長的內導體和如殼體一樣包圍內導體的外導體(其還可被稱為無源部分或返回導體)，特征在于至少一個熱管被提供以耗散來自內導體的熱能(通常針對所有熱損失)，并且具有絕緣空心體以形成電絕緣間隙。熱管有利地從內導體延伸到接近于外導體，直到外導體為止，或者特別有利地到外導體之外。

熱管是用于通過在稱為蒸發器的熱管段中蒸發工質，以及通過在稱為冷凝器的熱管段中冷凝工質來耗散熱的裝置，具有被提供用于將工質從冷凝器返回到蒸發器的裝置。熱管有利地被密閉地密封，由此使得有可能在其中產生閉合回路。伸長的或管狀的熱管形狀是有利的，但不是必要的。空心體可簡單的用作將工質從冷凝器返回到蒸發器的裝置，并且可被如此設置以使液體工質通過重力來載運，或不然有可能使用借助于毛細作用力將工質送回的材料。

具有絕緣空心體的如此的熱管可橋接電勢差，特別是存在于內導體和外導體之間的高電壓。在熱管中提供的工質的蒸發可因此發生在與工質的冷凝不同的電勢。

熱管是無源冷卻設備，其不需要電源或任何其它供給。作為具有密閉地密封的回路的冷卻系統，其一般不需要維護且通常可不需維護地工作幾年或幾十年。

熱管和外導體不必要接觸。它們有利地彼此機械連接，或彼此成為整體。例如，外導體可有利地支持熱管的冷凝器段。然而，熱管和外導體有利地彼此電連接，特別是被接地。

通常，內導體為管狀或空心圓柱狀。承載返回電流的外導體形成通常是接地的封裝。在工作期間，在內導體和外導體之間存在高電壓。

斷路器的額定電壓大于1kV，或事實上具有10kV的數量級，或不然它們是幾十kV到幾百kV。(由雷擊(lightning?strike)引起的)過壓典型地從100kV直到幾百kV。斷路器中的電流和返回電流具有1kA或10kA(額定電流)的數量級，且經常是20kA到30kA；短路電流近似地大一個數量級。斷路器被設計用于100kW或幾百MW數量級的功率水平，或高達千兆瓦范圍。如此的電流、電壓以及功率水平使斷路器的物理實施和例如中壓或低壓斷路器不需要的斷路器設計對稱性成為必要。

待耗散的熱基本上由內導體中的電阻損失產生。還可發生另外的損失，例如，如趨膚效應(skin?effect)導致的損失，或渦電流損失以及滯后損失。

熱管有利地包含工質，用于通過在稱為蒸發器的熱管段中蒸發工質并且通過在稱為冷凝器的熱管段中冷凝工質來耗散熱能，其中冷凝器與外導體緊密熱接觸和/或具有用于熱排放的設備，并且其中蒸發器與內導體緊密熱接觸。

緊密熱接觸得到特別有效的冷卻。無源冷卻設備可有利地用作用于熱排放的設備。熱有利地排放到包圍外導體的周圍空氣。例如，可提供冷卻肋裝置，其附著到外導體，或者熱管的外壁可例如通過折疊來形成冷卻肋。