[發明專利]用于出現在安裝設備中的氣體的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201380060113.4
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104798161A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: A·扎卡里亞斯;C·瑞莫泊勒
• 申請（專利權）人: 伊頓電氣IP兩合公司
• 主分類號: H01H9/34
• 分類號: H01H9/34;H01H9/52;H01H71/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

技術領域

本發明涉及一種冷卻裝置，該冷卻裝置用于在開關過程期間和開關過程之后在電氣安裝設備、優選低壓-斷路器中出現的熱氣。

背景技術

在斷開電機開關中的電流時，在觸點開啟時產生了開關電弧。該電弧加熱了開關室中的空氣，這會導致壓力上升并因此導致加熱的氣體通過吹風孔流出，下面稱之為排氣。這些加熱的且可導電的氣體還以精細分布的形式包含固體微粒，并且還根據組份和氣體溫度在離開安裝設備之后能夠不同地導電。在設計開關室時(殼體堅固性)時，必須考慮排氣時(溫度、開關室壓力)的工藝。

大部分電弧能量已經在開關室中通過開關室壁板接收。為了冷卻和分割開關電弧，通常在斷路器中應用隔弧板，它能夠快速地熄滅電弧。開關室中的電弧冷卻是在較高的溫度水平上進行的，并且基本上通過輻射輸送來實現。

這些熱的排出的氣體是導電的，如果對相鄰的、可導電的且可能引起電壓的部件沒有保持足夠的安全間距，則可能在安裝設備之外點燃引起電壓的部件之間的電弧，并且可能引起損壞。

低壓斷路器中的冷卻裝置是公知的，其中應用網絡細密的金屬的網或格柵(EP?0817223?B1)。

其它的發明還闡述了排氣的冷卻，例如US?7488915?B2或DE?102010034264?B3。但在這些解決方案中，流體多次轉向。這些布局的缺點是，壓力因流體沿著冷卻裝置轉向而形成，這對開關性能產生不利影響。如果要避免該反作用，則要擴大橫截面。通過該復雜的流體引導(以及多處轉向)和易損的結構，在網絡細密的冷卻網狀組織中(EP?0817223?Al)流動通道可能會被排氣中的微粒堵塞，并且損壞該網狀組織。

DE?1640265?A1示出了一級聯冷卻裝置，其中多個板在預冷器的出口成角度地布置，使得電弧的歸程變得困難。此外，DE?35?41?514?A1還示出了一種滅弧室，其具有用來進一步冷卻排出氣體的套管。

發明內容

本發明的目的是，說明一種安裝設備上的裝置，它用來冷卻排出的開關氣體，并且只在開關室中形成最小的壓力。

此任務的解決方式在于獨立權利要求的特征。在從屬權利要求中描述了有利的構造方案。

本發明的重要方面在于，氣流路徑中的開關氣體以盡可能小的影響流經具有狹小貫通孔的窗口，并且存在著由高導熱性和高熱容量(其由體積和質量決定)的材料構成的窗口。窗口中的貫通孔構成為平面的，并且相互平行地設置。這些貫通孔形成開關氣體的流動路徑和方向。開關氣體的溫度借助冷卻裝置下降，使得這些開關氣體喪失其導電性并因此喪失其主要的破壞效應。開關性能很少受到影響。通過冷卻裝置既不會明顯影響流動，也不會明顯影響開關室中的壓力形成。

所述排氣在平行的平坦的冷卻板之間進行引導，這些冷卻板例如由(金屬)材料構成且具有非常小的間距(狹縫)。該冷卻板間距明顯小于典型的電弧-隔弧板間距。該較小的間距用于實現從氣體到冷卻裝置表面的良好對流的熱傳遞。通過高的導熱性，熱量快速地從該表面上排出。材料的熔化得以避免。該熱量在此暫時存儲在冷卻板自身上，這通過該冷卻板的相應的熱容量實現。通過與流動方向平行設置的且平坦的冷卻板，不會出現流動轉向；并且壓力的形成也降至最低。該在幾何方面簡單的構造使得本發明的布局對由排氣引起的損壞和堵塞不敏感。

冷卻裝置的金屬冷卻板能夠(不是必須的)導電的彼此相連。該冷卻裝置應該在流動路徑上設置在滅弧裝置之后。冷卻裝置應該這樣設置在開關室的端部上，使得越過滅弧裝置出現的電弧不會抵達冷卻裝置。這種電弧在冷卻裝置上不允許接觸，因此沒有足點(Fuβpunkt)。這些冷卻板設計得相對薄，并且不適用于滅弧裝置。

冷卻板之間的狹縫負責實現氣體和冷卻板之間的熱傳遞。有利的是，這些狹縫的寬度是0.1至0.5mm。窗口的尺寸(也就是說狹縫的數量以及狹縫的距離和寬度)按具體設備的排氣性能來定。給出的整個橫截面通過狹縫的數量、狹縫距離和狹縫寬度來定。冷卻裝置的尺寸基本上由安裝設備的開關性能來定，其具有開關功率或額定電流這樣的特性。

優選的實施例在下面簡短地列舉出來：

·貫通孔由平坦的冷卻板構成，這些冷卻板構成緊湊的堆垛，作為自承載的結構。

·整個開關氣體流穿透貫通孔。側面的孔口應該不存在，可以通過相應的密封件封閉。

·所有冷卻板都具有同樣的厚度，其中能夠優選定500至1000μm的厚度，其中在冷卻板的受熱能力較大時該厚度尺寸具有較小的數值，而在冷卻板的受熱能力較小時該厚度尺寸具有更大的數值。

·所有貫通孔應該由平坦的冷卻板構成；所有的貫通孔能夠具有相同的伸展。