开关装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有开关模块和冷却通道的开关装置。所述开关装置(1)包括：壳体(2)；?开关模块(3、3′、3″)，该开关模块设置在壳体(2)内部并且具有开关元件(4)和冷却通道(5)；壳体(2)内部的绝缘液(6)，该绝缘液包围开关模块(3、3′、3″)；冷却循环回路(7)，该冷却循环回路具有泵(8)、冷却通道(5)和热交换器(10)；其中：壳体(2)内部和冷却循环回路(7)相互液压连接。
【专利说明】
开关装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种具有开关模块和冷却通道的开关装置。
【发明内容】
[0002]本发明的任务是，提出一种具有开关模块的开关装置，在该开关装置中，冷却装置简单、低成本且维护友好地构成。
[0003]该任务借助根据独立权利要求所述的开关装置解决。在此，从属权利要求的特征形成本发明的有利的扩展方案。
[0004]本发明提出一种开关装置，其包括:
[0005]-壳体；
[0006]-至少一个开关模块，该开关模块设置在壳体内部并且具有至少一个开关元件和至少一个冷却通道；
[0007 ]-壳体内部的绝缘液，该绝缘液包围开关模块；
[0008]-具有栗、冷却通道和热交换器的冷却循环回路，
[0009]其中:
[0010]-所述壳体内部和冷却循环回路相互液压连接。
[0011 ]通过冷却循环回路和壳体内部(在该壳体内部设置有至少一个开关模块)之间的液压连接，同一绝缘液可用于冷却开关元件以及用于绝缘开关模块。通过使用一种以及同一绝缘液，在冷却通道中的可能的泄漏对开关装置产生的不利影响比例如使用不同的绝缘液和冷却液(例如水)时更小。不同液体的混合(例如水和油)可能具有严重后果。维护也由此明显更为容易。在此只须更换一种绝缘液，而非两种。在冷却通道中的小泄漏通过液压连接而得到平衡，从而不必须立即维护并且因此关闭开关装置。
[0012]开关装置可以任意方式和方法构成，例如构成为用于在低压范围、中压范围和高压范围内的分级变压器的分级开关，或者构成为用于在电网应用或者熔化炉应用中的分级变压器的分级开关。
[0013]所述开关装置的开关模块可以任意方式和方法构成，并且例如由半导体盘式电池构成，特别是构成为闸流管、绝缘栅双极型晶体管等。
[0014]所述绝缘液可以任意方式和方法构成，例如构成为绝缘油或者含酯液体。
[0015]所述开关装置可包含任意多个开关模块，优选为分级变压器的每个待接线的相位包含一个开关模块。
[0016]壳体内部和冷却循环回路之间的连接可以任意方式和方法构成，该连接例如可设置在开关装置外部的扩展装置(Ausdehner)中。
[0017]可设定:
[0018]-开关模块包括至少一个冷却箱，与之相配的冷却通道构成在该冷却箱中；
[0019]-每个冷却箱具有用于导入绝缘液的输入端和用于导出绝缘液的输出端；
[0020]-每个冷却箱和相配的开关元件相互热连接、电气连接和机械连接。
[0021]冷却箱由导电且导热的材料(例如铝)构成。冷却通道例如曲折形地穿过冷却箱内部。
[0022]可设定:
[0023]-每个开关模块具有至少一个开关模块柱；
[0024]-每个开关模块柱包括至少一个冷却箱和至少一个开关元件，所述冷却箱和开关元件上下重叠地设置并且相互热连接、机械连接并且导电地连接。
[0025]开关元件可以任意的方式方法构成并且例如单独地或成组地通电。在成组的情况下，开关元件电地串联或并联。开关模块可包含任意多个开关模块柱。
[0026]可设定:
[0027]-每个开关模块柱设置在上预紧板和下预紧板之间。
[0028]可设定:
[0029]-每个上预紧板和相配的下预紧板经由夹紧柱相互机械地连接；
[0030]-所述夹紧柱构成为空心的；
[0031 ]-上分布板设置在上预紧板上方并且与该上预紧板机械地连接；
[0032]-下分布板设置在下预紧板下方并且与该下预紧板机械地连接；
[0033]-夹紧柱和冷却通道液压连接；
[0034]-下分布板和所述夹紧柱中的至少一个夹紧柱用作为进流装置，以便通过它们将绝缘液导入到冷却通道中；
[0035]-上分布板和另外的夹紧柱中的至少一个夹紧柱用作为回流装置，以便通过它们将绝缘液从冷却通道中导出。
[0036]夹紧柱和冷却通道之间的液压连接可通过至少一个经由管路和夹紧柱连接的冷却箱实现。冷却通道可例如在并联地或者串联地液压连接的冷却箱上方构成。
[0037]夹紧柱和分布板可以任意方式和方法构成，例如由高硬度的电绝缘材料(如玻纤增强塑料)构成。
[0038]可设定:
[0039]-壳体内部和冷却循环回路经由扩展装置相互连接。
[0040]可设定:
[0041 ]-开关模块具有四个开关模块柱；
[0042]-在每个开关模块柱中，所述夹紧柱中的至少一个夹紧柱设置为进流装置并且所述另外的夹紧柱中的至少一个夹紧柱设置为回流装置。
[0043]可设定:
[0044]-开关模块柱借助压力分布单元保持在开关模块中。
[0045]可设定:
[0046]-开关装置是用于在具有调节绕组的分级变压器上进行电压调节的分级开关。
【附图说明】
[0047]下面，参考附图更详细地说明本发明和其优点。附图如下:
[0048]图1示出具有冷却循环回路的开关装置；
[0049]图2示出开关模块的局部；
[0050]图3示出开关模块；
[0051]图4在截面(B-B)中示出开关模块；
[0052]图5示出壳体中的开关模块；
[0053]图6示出开关模块的压力分布单元。
[0054]本发明的相同或者作用相同的元件使用相同的附图标记。此外，为了清楚性在各个附图中仅示出为了说明相应的附图所需的附图标记。所示出的实施方式仅是示例(例如根据本发明的开关装置可能如何)并且因此不构成本发明的完全的限制。
【具体实施方式】
[0055]图1示出开关装置1，尤其示出用于在具有调节绕组的可调节变压器上进行电压调节的、具有冷却循环回路7的负载分级开关。开关装置I包括以绝缘液6填充的壳体2。在壳体2内部设置有三个开关模块3、3'、3〃。每个开关模块3、3/、3〃具有至少一个开关元件4和至少一个冷却通道5。每个冷却通道5是冷却循环回路7的一部分。此外，在冷却循环回路7中设置有热交换器10和栗8。壳体2内部和冷却循环回路7相互液压连接，也就是说绝缘液6在冷却循环回路7和壳体2内部之间的交换是可能的。在此示出的实施方式中，壳体2内部和冷却循环回路7之间的连接经由扩展装置11实现。绝缘液6优选构成为酯或者绝缘油，其不仅可在冷却循环回路7中用于冷却每个开关模块3d'、3〃，也可在壳体2内部用作为绝缘剂。开关元件4是半导体盘式电池并且可例如构成为闸流管、绝缘栅双极型晶体管等。
[0056]图2示出开关模块3的局部，尤其示出交替地相互机械连接、热连接和电气连接的多个开关元件4和冷却箱20 ο在每个冷却箱20内部引入有冷却通道5，用于冷却开关元件4的绝缘液6经由该冷却通道输送。为此，冷却箱20相应地具有用于导入绝缘液6的输入端21和用于导出绝缘液6的输出端22。
[0057]开关元件4可单独或者成组地电地接线。在成组的情况下，这些开关元件4串联或并联。
[0058]图3示出整个开关模块3ο该开关模块具有四个开关模块柱30，这些开关模块柱分别由多个上下堆叠的、机械连接、热连接和电气连接的开关元件4和具有设置在其中的冷却通道5的冷却箱20构成。各个冷却箱20的冷却通道5相互经由管路18液压连接。开关模块柱30设置在上预紧板15和下预紧板16之间。此外，在所述预紧板15、16之间定位有八个夹紧柱42。这些夹紧柱42与预紧板15、16机械连接并且构成开关模块3的支架。所述夹紧柱42优选构成为玻纤增强塑料管并且因此是内部空心和电绝缘的。此外，所述夹紧柱42经由管路18和冷却箱20连接。冷却箱20相互串联或者并联地液压连接。
[0059]在上预紧板15上方设置有上分布板50，并且在下预紧板16下方设置有下分布板51。用作为回流装置61的上分布板50在内部具有通道，这些通道一方面和夹紧柱42液压连接并且另一方面和冷却循环回路7的热交换器10或栗8液压连接。用作进流装置61的下分布板51在内部也具有通道，这些通道一方面和夹紧柱42连接并且另一方面和冷却循环回路7的热交换器10或栗8连接。附加地，下分布板51用于支承开关模块3。因为两个分布板50、51由塑料制成，所以这些分布板同时用于使开关模块3相对于壳体2上的电势绝缘。
[0060]图4示出图3的开关模块3的截面图B-B。在此，第一夹紧柱40机械且液压地和下预紧板16连接。附加地，第一夹紧柱40经由多个管路18和引入到冷却箱20中的冷却通道5液压连接。第二夹紧柱41机械且液压地和上预紧板15连接。附加地，第二夹紧柱41也经由多个管路18和引入到冷却箱20中的冷却通道5机械地和液压地连接。因此，整个开关模块3可被视为一个冷却通道5。在此，冷却箱20可在两个夹紧柱40，41之间相互并联或者串联地液压连接。
[0061]图5示出开关装置I的在壳体2中的开关模块3。在此，回流装置61和进流装置60(尤其是上分布板50和下分布板51)经由管路36与设置在壳体2外部的栗8和热交换器10连接。在此，开关模块3被绝缘液6包围。
[0062]图6示出开关模块3的细节图。为了能将开关模块柱30固定在开关模块3中，压力分布单元70在最上方的冷却箱20和上预紧板15之间被引入。该压力分布单元70在设置在冷却箱20上的区域中具有法兰71。压力分布单元70的上部区域具有螺纹72，在该螺纹的上端部上设置有螺母74。在法兰71和螺母74之间设置有盘形弹簧73和盘形弹簧支架75。压力分布单元70预先在压力下被设定为限定的、用于开关模块3所需的预紧力。盘形弹簧73在张紧时通过盘形弹簧支架75被压向法兰71并且借助螺母74锁定。压力分布单元70通过盘形弹簧支架75旋入到预紧板15中，直至该压力分布单元70贴靠在相应开关模块柱30的最上部的冷却箱20上。紧接着，压力分布单元70被锁定并且固定以防扭转。通过松开螺母74，盘形弹簧73的限定的预张紧被传递到开关模块柱30上。
[0063]因为每个开关模块柱30经由单独的压力分布单元70张紧，使用这两个开关模块柱30相互机械地脱耦并且高度差可因此得到补偿。
[0064]附图标记表
[0065]I开关装置
[0066]2 壳体
[0067]3、3\3〃开关模块
[0068]4开关元件
[0069]5冷却通道
[0070]6绝缘液
[0071]7冷却循环回路
[0072]8 栗
[0073]10热交换器
[0074]11扩展装置
[0075]15上预紧板
[0076]16下预紧板
[0077]18 管路
[0078]20冷却箱
[0079]21输入端
[0080]22输出端[0081 ] 30开关模块柱
[0082]36 管路
[0083]40第一夹紧柱
[0084]41第二夹紧柱
[0085]42夹紧柱
[0086]50上分布板
[0087]51下分布板
[0088]60进流装置
[0089]61回流装置
[0090]70压力分布单元
[0091]71 法兰
[0092]72 螺纹
[0093]73盘形弹簧
[0094]74 螺母
[0095]75盘形弹簧支架
【主权项】
1.开关装置(I)，所述开关装置包括: -壳体(2); -开关模块(3、3'、3〃)，所述开关模块设置在壳体(2)内部并且具有开关元件(4)和冷却通道(5); -在壳体(2)内部的绝缘液(6)，所述绝缘液包围所述开关模块(3、3'、3〃)； -冷却循环回路(7)，所述冷却循环回路具有栗(8)、冷却通道(5)和热交换器(10)， 其中: -壳体(2)内部和冷却循环回路(7)相互液压连接。2.根据前述权利要求所述的开关装置(I)，其中: -开关模块(3 J、3〃)包括冷却箱(20)，冷却通道(5)构成在所述冷却箱中； -冷却箱(20)和开关元件(4)相互导热地连接。3.根据前述权利要求所述的开关装置(I)，其中: -开关模块(3、3'、3〃)具有开关模块柱(30); -所述开关模块柱(30)包括上下重叠设置的并且相互导热地连接的冷却箱(20)和开关元件(4)。4.根据前述权利要求所述的开关装置(I)，其中: -所述开关模块柱(30)设置在上预紧板(15)和下预紧板(16)之间。5.根据前述权利要求所述的开关装置(I)，其中: -上预紧板(15)和下预紧板(16)经由夹紧柱(42)相互机械连接； -所述夹紧柱(42)构成为空心的； -上分布板(50)设置在所述上预紧板(15)上方并且与该上预紧板机械连接； -下分布板(51)设置在所述下预紧板(16)下方并且与该下预紧板机械连接； -所述夹紧柱(42)与冷却通道(5)液压连接； -所述下分布板(51)和所述夹紧柱(42)中的一个夹紧柱用作为进流装置(60)，以便通过它们将绝缘液(6)导入到冷却通道(5)中； -所述上分布板(50)和另外的夹紧柱(42)中的一个夹紧柱用作为回流装置(61)，以便通过它们将绝缘液(6)从冷却通道(5)中导出。6.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -壳体(2)内部和冷却循环回路(7)经由扩展装置(11)相互连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -开关模块(3、3'、3〃)具有四个开关模块柱(30); -在每个开关模块柱(30)中，所述夹紧柱(42)中的一个夹紧柱设置为进流装置(60)并且所述夹紧柱(42)中另一个夹紧柱设置为回流装置(61)。8.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -开关模块柱(30)借助压力分布单元(70)保持在开关模块(3、3'、3〃)中。9.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(I)，其中: -所述开关装置(I)是用于在具有调节绕组的分级变压器上进行电压调节的负载分级开关。
【文档编号】H01H9/52GK105981120SQ201580007617
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】A·赖希, S·弗洛特辛格, N·翁特赖纳
【申请人】赖茵豪森机械制造公司