高压电系统的具有冷却装置的部分.pdf

一个高压电力系统部分，具有至少三个外壳(1R、1S、1T)，其各自容纳一个导体，并使其外壳侧壁(8、9)在彼此的旁边，其中外壳(1R、1S、1T)被布置得使彼此之间隔开一个距离，形成垂直排列的通道(RS、ST)。根据本发明，在至少一个通道(RS、ST)的地方布置一个第一中间壁(Z)，其平行于相邻外壳(1R、1S)的包围侧壁(9、8)引导。通过此装置，热损失被特别有效地从外壳侧壁(9、8)释放到周围环境，并且导体(3)能承载很高的工作电流。

1.  一个高压电力系统的部分，特别是发电机开关，具有至少三个外壳(1R、1S、1T)，其各自容纳一个导体，并使其外壳侧壁(8、9)在彼此的旁边，其中外壳(1R、1S、1T)被布置得使彼此之间隔开一个距离，形成垂直排列的通道(RS、ST)，其特征在于：在至少一个通道(RS、ST)的地方布置一个第一中间壁(Z)，其平行于相邻外壳(1R、1S)的包围侧壁(9、8)引导。

2.  如权利要求1所述的系统的部分，其特征在于，第一中间壁(Z)具有扩大它的表面面积的装置。

3.  如权利要求2所述的系统的部分，其特征在于，扩大表面面积的装置包括垂直引导的波状件和/或纵向肋。

4.  如权利要求1到3之中的一项所述的系统的部分，其特征在于，在至少一个通道(RS、ST)的地方布置第二中间壁(Z’)，其平行于第一中间壁(Z)引导。

5.  如权利要求4所述的系统的部分，其特征在于，第一和第二中间壁(Z、Z’)被纵向的垂直引导的肋所连接。

6.  如权利要求1到5之中的一项所述的系统的部分，其特征在于，至少一个流动源(G)起到在所提供的通道(RS、ST)中产生气流的作用。

7.  如权利要求1到6之中的一项所述的系统的部分，其特征在于，所述通道(RS、ST)具有一宽度，以致于通过通道(RS、ST)的流动容积不被中间壁(Z、Z’)所干扰，形成所述流动容积的空气不被过度加热。

8.  如权利要求1到7之中的一项所述的系统的部分，其特征在于，所述中间壁(Z)没有损失产生，从而在外壳侧壁(8，9)和中间壁(Z)之间产生温度差。

9.  一种用于根据前述权利要求之一所述的系统的部分的中间壁(Z，Z’)。

10.  一种三相高压电力系统，其特征在于根据如前述权利要求1-8之一所述的系统的部分。

高压电系统的具有冷却装置的部分
本申请是申请日为1999年12月23日、申请号为99124980.1、发明名称为“高压电系统的具有冷却装置的部分”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及高压电系统的一部分。这个系统适合于传送在兆瓦到千兆瓦范围内的高电功率。在此处出现的电流和电压各自位于kA和kV的范围。一个典型的系统包括多相发电机输出线路，其中在单相中的工作电流在5和30kA之间以及工作电压为例如15或21kV。这样的一个高电压系统具有在其中会产生大量热量的部分，结果会造成相当高的功率损失。在这些部分之中，电流被引导通过一个接触转换，例如一个开关点，它们要承受相当大的热量。这样的开关点一般是发电机开关。
背景技术
发电机开关通常通过自然对流和辐射进行冷却。如果这样的开关是非封装的设计，那么导体的功率损失以热量的形式被传送到一个消弧室绝缘体，其包括开关的接触配置并具有垂直引导的冷却肋。通过消弧室绝缘体吸收的热量通过对流和辐射被分散给周围。这样的发电机开关由位于瑞士苏黎世的ABB高压电技术有限公司在市场出售，其型号名称为HEI 1...HEI 5。进一步，上述公司也出售型号名称为HEC3/HEC4的发电机开关，其中导体和消弧室绝缘体被布置在充有隔绝气体，特别是空气的外壳之中。
然后，通过自然对流和辐射，由导体产生并主要传导给消弧室绝缘体的热量被传递给外壳。在这种情况下，由于在导体或消弧室绝缘体和外壳之间所建立起的温度差的原因，热量被传递。由于外壳和外界环境之间的温度差，通过自然对流和辐射，由外壳吸收的热量被释放到外界环境之中。在这样的系统中热流被自动建立，主要决定于所使用的几何尺寸、材料和表面形状并被散热的机制所限定。如果发电机开关是三相设计，三相被布置得位于彼此的旁边，被布置在中间的相的外壳一直具有最高的温度，因为侧壁不能释放任何辐射能量，于是必须被特别加强地冷却。
发明内容
因此，本发明的目的是提供了一组为在开始提及的那种类型的高压电系统所提供的一个部分并且具有冷却装置，该冷却装置具有最可能简单的结构然而却允许在系统的几何尺寸不改变的条件下相当大地增加系统电流。
为了达到上述目的，本发明提出了一个高压电力系统的部分，特别是发电机开关，至少具有三个外壳，其各自容纳一个导体，并使外壳侧壁在彼此的旁边，使彼此之间隔开一个距离，形成垂直排列的通道，其中在至少一个通道的地方布置一个第一中间壁，其平行于相邻外壳的包围侧壁引导。
于是，根据本发明，在至少一个通道的地方布置一个第一中间壁，其平行于相邻外壳的包围侧壁。这个中间壁吸收来自限定着通道的侧壁的辐射热，并且这个能量由于烟道效应的结果能够被从通道散放出去。
这个烟道效应能够被安装在外壳外面的一个或多个流动源所辅助。
中间壁减少了流动容积以及位于外侧的流动源的容量。通道应当具有一个宽度，以致于通过通道的流动容积不被有或没有中间壁所干扰，形成所述流动容积的空气不被过度加热。
可以通过为了扩大它的表面面积而铸造在中间壁中的装置以获得从中间壁到空气流的特别好的散热，该空气流由于对流和/或附加流动源的原因而升起。这样的装置能够包括波状物，其为垂直和/或纵向引导的肋，但是也可能包括进一步的中间壁，其平行于中间壁引导，特别有利的是其能够由垂直引导的纵向肋被连接到中间壁上。
通过参考附图，从下面的描述中可以表现出本发明的进一步优点和应用，其中：
图1-3各自显示了一个截面俯视图，横截于导体，穿过根据三相设计的高压电系统的发明而设计地两个部分，和
图4和5各自显示了根据图1的系统的部分的截面俯视图。
在所有的附图中，相同的参考符号指示具有相同动作的部件。
导体3通常在从10到36kV的工作电压下，承受从5到30kA的工作电流。由于纯粹的电阻损失，其能够被考虑，特别是在接触转换，导体3发出相当的热量。通过自然对流和辐射，导体所产生的热量被散发出外壳1S。
在系统的这个部分，如图1和2所述，将外壳1R，1S和1T分配给彼此之间相互隔开一个距离的单个的相，形成垂直排列的通道RS和ST，鼓风机(在图1和2中未示出)被布置位于三个外壳中的中央的外壳1S。通过通道RS和ST的烟道效应，引导向外壳1S的外壳侧壁8和9的热量被引导出去。另外，中间壁Z各自分别平行于相邻外壳1S和1R的包围侧壁8和9而引导1S和1T能够各自被布置在通道RS和ST中。在这个中间壁没有损失产生，并可能在外壳侧壁8和9或9和8和中间壁Z之间产生温度差。通过外壳侧壁8和9能够向中间壁Z释放辐射能量。被辐射能量加热的中间壁Z借助于周围空气的自然对流进行冷却。如果中间壁Z-如图4所述-被布置在两个外壳侧壁9和8之间的中间并仅仅是光滑设计。中间壁优选可热传导地连接到外壳，例如1S，或是外壳的整体部件。
如图2所示，在根据本发明的系统的该部分的进一步实施例中，进一步的中间壁Z’能够被平行于中间壁Z布置。在这个实施例中，对流的散热被额外地增加。为了获取更加好的散热效果，两个中间壁应当被垂直导向的纵向的肋所连接。
在图3到5所示的实施例中，中间壁具有扩大它的表面的装置，借助于此，对于自然对流的散热被额外地改善。这样的装置优选包括具有波状结构的中间壁Z。该结构形成垂直于对流流动引导的抽取通道并包括波状物，其能够具有宽(图4)和窄(图3)的设计，或者是纵向的肋(图5)。为了不阻碍自然对流流动，外壳1R和1S与1S和1T应当彼此之间具有最小的间隔距离。
另外，通过强制通过通道RS和ST中的一个的流动导向，能够改善散热。为了这个目的，可以提供一个外部的鼓风机以产生这个强制流动，或者两个或更多个鼓风机以产生这样的强制流动。这样的外部鼓风机被用在图1中的箭头符号地说明并具有参考符号G。
参考符号列表
1、1R、1S、1T    外壳
3、              导体
8、9             外壳侧壁
G                外部鼓风机
R、S、T          相
RS、ST           通道
Z、Z’                        中间壁