具有冷卻體的耦合裝置的製作方法
2023-08-07 23:11:51
專利名稱：具有冷卻體的耦合裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將第一導體與第二導體導電連接的耦合裝置，其具有用於連接第一導體的第一連接件和用於連接第二導體的第二連接件，其中第一連接件通過柔性連接器件、滑動連接器件或滾動連接器件與第二連接件相連，從而允許第一導體與第二導體之間的相對運動。
此外，本發明還涉及一種固體絕緣的開關極(Schalterpol)，它具有不導電的絕緣材料外殼以及一個在該絕緣材料外殼中安置的開關管，該開關管在輸入連接端與位置固定的輸出連接端之間延伸，其中，一個可沿軸向運動的開關杆用於將驅動運動引入到該開關管內。
背景技術：
這樣一種耦合裝置和這樣一種固體材料絕緣的開關極，例如已經由德國專利申請DE 19712182A1公開。其中，所示出的耦合裝置具有一個作為第一連接件的夾緊件，該夾緊件固定地與一個可沿軸向運動的作為第一導體的開關杆相連。第二連接件位置固定地設置在由澆注樹脂製成的絕緣材料外殼內，所述開關杆可沿軸向運動地在該絕緣材料外殼內導引移動。在此，開關杆與一真空開關管的動觸頭剛性相連，該真空開關管固定地嵌入在所述絕緣材料外殼內。為了能夠將所述可運動的開關杆與固定地嵌入在所述絕緣材料外殼內的連接件導電地連接，所述耦合裝置具有柔性的金屬導電帶，該導電帶在兩側分別與一連接件相連。因為尤其在導電帶的接觸位置呈現高的電流通過電阻，這導致在該位置相對高的、取決於額定電流的放熱。為了避免在開關極上發生損壞，由電流引起的對開關極的加熱應該不超過65至75°K。通過耦合裝置的由此導致的持續電流載流能力限制了開關極的最大允許額定電流。
已公知的耦合裝置所具有的缺點的是，排熱基本上僅通過柔性導電帶的導熱來完成，該導電帶將在所述第一連接件上產生的熱量向第二連接件的方向傳導。第二連接件導熱地與設置在所述絕緣材料外殼之外的導體相連，從而可以以此方式將熱量散發到外部大氣中。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，提供本文開頭所述類型的一種耦合裝置和一種固體絕緣的開關極，它們在相同加熱的條件下具有更好的持續電流載流能力。
本發明從本文開頭所述類型的耦合裝置出發是這樣解決上述技術問題的，即，設有一個用於冷卻所述耦合裝置的冷卻單元。
按照本發明，冷卻不再如在現有技術中那樣僅通過連接器件的傳熱來實現。按照本發明所規定的冷卻單元起到附加地就近冷卻所述耦合裝置的作用，由此明顯地降低了對該耦合裝置的加熱。在本發明範圍內以此方式可以使通過該耦合裝置導流的額定電流更高，而同時不脫離允許的溫度增高範圍。所述冷卻單元按照本發明可以任意設計。例如，該冷卻單元可以是水冷卻的。在本發明範圍內唯一重要的是，將用於冷卻目的的冷卻單元與所述耦合裝置的其餘部件中的一個或多個導熱地相連。
按照本發明的一項優選擴展設計，所述冷卻單元具有至少一個帶有冷卻筋(Kühlrippe)的冷卻體。通過冷卻筋明顯增大了耦合裝置的熱交換面。將冷卻筋的長度和間距優化為，一方面要提供儘可能大的熱交換面。而另一方面要保持在流體技術上所決定的冷卻筋之間最小間距，以便實現空氣在冷卻體的冷卻筋之間儘可能高的流速。如果冷卻筋的間距依賴於其長度變得太小的話，會由於空氣渦流而降低空氣流在冷卻筋之間的速度。
原則上可以任意布設冷卻體。但是相宜的是，將所述冷卻體與所述第一連接件導熱地相連。如果在該第一連接件上發出極高熱量的話，本發明的這樣一種方案是尤其有益的。
在本發明的一項優選變形中，所述柔性連接器件具有至少一個柔性的導電帶。導電帶是連接件中一種經濟且較少維護的連接器件，但是在超過100KV範圍內的更高電壓時可能會出現場分布問題。
優選地，每個導電帶與所述第一連接件的第一接觸面以及該導電帶與所述第二連接件的第二接觸面分別至少是該導電帶的橫截面面積的兩倍。按照本發明的此項有利的擴展設計，增大了導電帶與連接件之間的傳熱面。如上面已論述的那樣，尤其在傳熱面上高熱量的產生導致高的電流通過損耗。通過增大傳熱面致使減小電流通過密度以及進而降低在導電帶與連接件之間的過渡上產生的熱量。因此，每個導電帶例如不僅鈍地以其端側釺焊到各連接件上，而且必要時除了端側外還具有用來與各連接件接觸的側面。在這種情況下在連接件中設有階梯形的銑槽。
按照一項優選的擴展設計，每個導電帶具有一個柔性的彎曲部段，該彎曲部段的長度與其橫截面面積之比小於0.1mm-1。按照該項擴展設計，使在導熱帶內的產熱最優化，因為在這樣一種比例下在額定電流保持不變的情況下可以降低在導電帶內與面積相關的電流以及進而減弱了在該導電帶內的加熱。
優選地，所述第一連接件是用於夾緊到一個可沿軸向運動的開關杆上的夾緊件。按照該項擴展設計，使所述耦合裝置的裝配更簡單。尤其在固體絕緣的開關極中實現了在有限的結構空間內簡便的安裝，從而加快了安裝及維護工作。
所述第二連接件相宜地具有可被開關杆自由穿過的通孔。按照這種方式可以將開關杆與所述第一連接件夾緊，其中該第二連接件例如嵌入在一固體絕緣的開關極的外殼內。
本發明的上述技術問題還通過一種本文開頭所述類型的固體絕緣的開關極得以解決，所述固體絕緣的開關極具有按照本發明的耦合裝置，該耦合裝置將所述開關杆與所述輸出連接端導電地相互連接。
在一項與此相關的擴展設計中，將所述開關管嵌入在所述絕緣材料外殼內，該絕緣材料外殼具有與所述冷卻單元共同作用的通風通道。在本發明的這種方案中所述開關管、優選真空開關管以其外殼除了驅動部件外與一不導電的固體鄰接，致使在沒有通風通道時難以在絕緣材料外殼內部進行空氣循環。該通風通道在開關極工作時相宜地以其入口設置在冷卻單元之上以及成直線地向上延伸。
本發明其他相宜的擴展設計和優點是下面藉助於附圖對本發明實施例的描述內容，在附圖中相同功能的部件以相同的附圖標記標註。附圖中圖1表示本發明耦合裝置的一個實施例的透視前視圖；圖2表示圖1所示耦合裝置的後側透視視圖；
圖3表示圖1所示耦合裝置的上側透視俯視圖；圖4表示圖1所示耦合裝置不帶有冷卻單元的下側透視仰視圖。
具體實施例方式
圖1表示本發明耦合裝置1的一個實施例的透視視圖，該耦合裝置1具有一個夾緊件2作為第一連接件以及具有一個位置固定的連接件3作為第二連接件。這兩個連接件2和3通過兩個柔性導電帶4相互電連接。
夾緊件2具有一個夾緊槽5用於安裝一個固體材料絕緣的開關極的開關杆。其中夾緊件2具有兩部分6和7，這兩部分的間距可通過夾緊螺釘8改變。因此可以藉助於夾緊螺釘8將所述夾緊件2固定地與開關杆夾緊。另外，在夾緊件上可看到一個帶有冷卻筋10的冷卻體9，該冷卻體導熱地與夾緊件2相連以及按照這種方式增大耦合裝置1的熱交換面。
圖2表示從後側所觀察到的圖1所示的耦合裝置。在該後側的透視視圖中可看到，夾緊件2在其兩個部分6和7上分別具有一個階梯形的銑槽11，在該銑槽處將導電帶4的端側端部區域固定地與夾緊件2釺焊在一起。通過階梯形的銑槽11不僅實現了在每個導電帶4的端面12上的釺焊連接，而且實現了在所述端側端部區域內的其平面側12上的焊接，由此增大了電流通過面以及降低了由於電流通過所產生的放熱。為了將導電帶4與位置固定的連接件3連接而採用通常的螺栓連接14，其中導電帶4平面地貼靠在位置固定的連接件3上，從而在此還提供了大的用於降低熱量的交換面。
圖3以從上方所觀察到的俯視圖表示圖1所示的耦合裝置。在該視圖中可以看到，冷卻筋10具有不同的深度，使得可以實現圓柱形的外輪廓或包絡線(Einhüllende)以及進而還可以裝入到空心圓柱形的結構空間內，例如裝入到管形的絕緣材料外殼中。
圖4示出了從下方所觀察到的耦合裝置，其中，已將冷卻體9從夾緊件2中取出。在該視圖中可以看到，冷卻體9與夾緊件2之間的連接是通過螺栓連接實現的。另外在該視圖中還可以看到，位置固定的連接件3為了使開關杆自由地穿過而具有通孔15，該通孔具有比開關杆大的內直徑。
權利要求
1.一種用於將第一導體與第二導體導電連接的耦合裝置(1)，其具有用於連接所述第一導體的第一連接件(2)和用於連接所述第二導體的第二連接件(3)，其中，所述第一連接件(2)通過柔性連接器件(4)、滑動連接器件或滾動連接器件與所述第二連接件相連，從而允許第一導體與第二導體之間的相對運動，其特徵在於用於冷卻所述耦合裝置(1)的冷卻單元(9)。
2.如權利要求1所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述冷卻單元(9)具有至少一個帶有冷卻筋(10)的冷卻體(9)。
3.如權利要求2所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述冷卻體(9)與所述第一連接件(2)導熱地相連。
4.如權利要求1至3中任一項所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述柔性連接器件具有至少一個柔性的導電帶(4)。
5.如權利要求4所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述每個導電帶(4)與所述第一連接件(2)的第一接觸面(12，13)以及該導電帶(4)與所述第二連接件(3)的第二接觸面分別是該導電帶(4)的橫截面面積的兩倍。
6.如權利要求4或5所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述每個導電帶(4)具有一個柔性的彎曲部段，該彎曲部段的長度與其橫截面面積之比小於0.1mm-1。
7.如權利要求1至6中任一項所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述第一連接件是用於夾緊到一個可沿軸向運動的開關杆上的夾緊件(2)。
8.如權利要求1至7中任一項所述的耦合裝置(1)，其特徵在於，所述第二連接件(3)具有可被開關杆自由穿過的通孔(15)。
9.一種固體絕緣的開關極，具有不導電的絕緣材料外殼以及在該絕緣材料外殼中安置的開關管，該開關管在輸入連接端與位置固定的輸出連接端之間延伸，其中，一個可沿軸向運動的開關杆用於將驅動運動引入到該開關管內，其特徵在於按照上述權利要求中任一項所述的耦合裝置(1)，該耦合裝置將所述開關杆與所述輸出連接端相互電連接。
10.如權利要求9所述的固體絕緣的開關極，其特徵在於，將所述開關管嵌入在所述絕緣材料外殼內，該絕緣材料外殼具有與所述冷卻單元(9)共同作用的通風通道。
全文摘要
本發明涉及一種用於將第一導體與第二導體導電連接的耦合裝置(1)，其具有用於連接所述第一導體的第一連接件(2)和用於連接所述第二導體的第二連接件(3)，其中，所述第一連接件(2)通過柔性連接器件(4)、滑動或滾動連接器件與所述第二連接件相連，從而允許第一導體與第二導體之間的相對運動，為了使所述耦合裝置在相同加熱程度時具有更好的持續電流載流能力，本發明建議一種用於冷卻所述耦合裝置的冷卻單元。
文檔編號H01H1/58GK101036208SQ200580033936
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月20日 優先權日2004年10月14日
發明者拉爾夫-賴納·沃爾克馬, 託馬斯·厄爾克 申請人:西門子公司