WO2008098866A2 - Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem kapselungsgehäuse - Google Patents

Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem kapselungsgehäuse Download PDF

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WO2008098866A2
WO2008098866A2 PCT/EP2008/051455 EP2008051455W WO2008098866A2 WO 2008098866 A2 WO2008098866 A2 WO 2008098866A2 EP 2008051455 W EP2008051455 W EP 2008051455W WO 2008098866 A2 WO2008098866 A2 WO 2008098866A2
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flow
power transmission
electric power
transmission arrangement
encapsulating housing
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Sebastian GÖSCHEL
Manfred Meinherz
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/10—Cooling

Definitions

  • the invention relates to a Elektroenergyübertra ⁇ supply arrangement with an encapsulating housing and, disposed in the interior of the encapsulating active element.
  • Such an electric power transmission arrangement is known for example from the publication WO 00/45486.
  • This electric power transmission device is constructed of a plurality of individual modules. Each of the modules has an encapsulating housing. Inside the encapsulating different Aktivele ⁇ elements are arranged. Depending on the configuration of the active elements occurs in the interior of the encapsulating caused by current ⁇ heat effects for the release of thermal energy. In a di- mensiomerung of such Elektroenergieübertragungsanord ⁇ calculations this warming is taken into account. Critical temperatures occur during regular operation rarely on electrical power transmission arrangements are in this kriti ⁇ the temperatures are interpreted. To this load safely to withstand, are correspondingly large volume Elektroener ⁇ gieschreibtragungsanssenen in use.
  • Flow deflection devices make it possible to apply a specific fluid flow to certain outer sections of the encapsulating housing.
  • This heat dissipation from the interior of the encapsulating housing is supported in the vicinity of the Kapse ⁇ development housing.
  • a forced flow of the fluid flow is generated, for example by fans, pumps, etc.
  • a suitable fluid for example, atmospheric gas can be used. Such gas is available in large quantities and can be easily activated.
  • liquid media are also suitable as fluid. These have that a larger amount of heat absorbed and can be transported ⁇ advantage the advantage. In particular oils and similar substances can be used as liquids.
  • the flow-deflecting device absorbs a natural flow of the atmosphere in the manner of a wing element and directs it in the direction of an outer section of the encapsulating housing. This has the advantage that cooling of the surface of the encapsulating housing is inde pendent ⁇ ensured by auxiliary equipment. Next Kings ⁇ nen robust flow steering devices are used which maintenance zen understüt- cooling for years.
  • a further advantageous embodiment can provide that the flow-deflecting device at least partially shields the encapsulating housing.
  • Electric power transmission arrangements are regularly placed under outdoor conditions, ie the electric power transmission arrangements are directly exposed to the weather conditions.
  • solar radiation can lead to additional heating of encapsulating. Characterized is entered in addition to a current caused by thermal effects of heat from the outside heat in the interior of the housing Kapse ⁇ lung.
  • the load capacity of the electric power transmission arrangement can be limited by external influences.
  • the cooling effect of the fluid flow can also be supported.
  • the shading reduces heating of the encapsulating housing or of the interior of the encapsulating housing due to radiating solar heat.
  • the flow directing means may direct a corresponding FIU idstrom and continue to heat from the surface of the Kapse ⁇ lung housing.
  • a further advantageous embodiment can provide that the flow-deflecting device is at least partially supported on the encapsulating housing.
  • the Strömungslenkein ⁇ ch- device may be configured such that it is also constructed module-wise ei ⁇ nem modular construction of the Elektroenergyübertragungsanord ⁇ tion, as known for example from WO 00/45486. This enables a high degree of prefabrication in stationary production facilities.
  • the modules can be completed separately in a known manner individually.
  • corresponding flow control devices can be arranged on the encapsulating housings whose outer sides are arranged.
  • the Strömungslenkeinrich ⁇ device is formed during a production of a capsule housing by a casting process during the casting process.
  • the flow deflecting device is thus an integral part of the encapsulating housing.
  • a flow-deflecting device is fastened to the encapsulating housing by suitably suitable joining methods, such as welding, screwing, riveting, gluing etc.
  • suitable joining methods such as welding, screwing, riveting, gluing etc.
  • appropriate constructions such as bolts, bars, etc., can be used. By means of bolts, bars etc., it is possible to play at ⁇ to position the flow directing device is spaced from the enclosure housing.
  • a further advantageous embodiment can provide that at least one channel is formed with a fluid inlet opening and a fluid outlet opening between the flow deflection device and the outer section.
  • Formation of a channel between the flow directing device and an outer portion of an encapsulating housing permits effective steering of large volumes of fluid. This makes it possible to enable a large fluid flow rate even in small areas. This can be a big one Amount of heat emitted from the outer surface of the encapsulating and introduced into the fluid flow. By means of correspondingly configured fluid inlet and fluid outlet openings, additionally a steering of the fluid flow can be influenced.
  • the fluid emt ⁇ ttsö réelle has a larger cross-section than the fluid outlet opening.
  • the channel can provide for a steering of the fluid flow in certain directions.
  • the cross section of the channel is reduced in the flow direction.
  • the cross section of the channel is reduced by a smaller cross-section of the fluid outlet opening and the fluid ⁇ inlet opening.
  • this effect can be supported. This results in a nozzle-like effect within the channel, where ⁇ is increased by the flow velocity of the fluid at the fluid outlet opening. This supports heat removal from the channel.
  • a further advantageous embodiment may provide that the channel has a plurality of parallel-acting sub-channels.
  • Several parallel-acting sub-channels can be separated, for example, by web-like walls. This makes it possible to distribute a fluid flow in the widest possible zone of the encapsulating housing and to allow it to flow.
  • a heat transfer into the fluid within ei ⁇ nes large contact area with the outer portion of the Kap ⁇ selungsgeophuses allows.
  • one can quickly conduct relatively large amounts of fluid through the channel, whereby a uniform distribution of the flowing fluid over a large channel volume is possible.
  • the channel has ei ⁇ ne common fluid inlet and common Fluidaust ⁇ tt- opening, wherein a division of the channel into a plurality of sub-channels between the fluid inlet opening and the Fluidsustust.ttsö réelle takes place.
  • the cape ⁇ selungsgephase a section with an approximately walzenför ⁇ -shaped outer contour and the channel in the cylindrical outer contour is at least partially delimited by a sentlichen essen- groove-shaped flow-deflecting device.
  • the encapsulating housings usually have rotationally symmetrical structures. These rotationally symmetrical structures lead to essentially cylindrical outer contours of the individual encapsulating housings. It may be provided that individual areas of the wal ⁇ zenförmigen outer contour by formations, such as flanges or extensions, are broken. However, the basic shape of a roller on the outer contour is generally retained. Through the use of a groove-shaped flow-deflecting device, the roller-shaped outer contour can be well utilized and between the trough-shaped structure of the Strlenkmungslenkem ⁇ chtung and the cylindrical outer surface a to the outer Be formed portion of the encapsulating housing conforming channel to the flow of the fluid.
  • ge ⁇ shaped sheets or molded bodies for example are used accordingly, which accommodate the contour of the respective encapsulating housing, such that a multi-shell structure is produced in the portions in which the flow-deflecting device is arranged.
  • a further advantageous embodiment can provide that, with regard to a vertical, the fluid outlet opening is arranged above and the fluid inlet opening below the encapsulation housing .
  • busbar sections transducers, inputs and discharges
  • electronic components or electrical switching devices such as sub-breaker units of circuit breakers, disconnectors, earthing switches, switch disconnectors or Schnellerdern, etc.
  • it may lead to increased contact resistance due to the produced usually by electroplating ⁇ specific contact electrical connections. At these contact resistances occur larger current heat losses.
  • Insbeson ⁇ particular at those portions of encapsulating it is there ⁇ ago advantageous to arrange flow steering devices according to the invention.
  • flow control devices for example, to gas-insulated pipes, ie to electrical conductors which are angeord ⁇ net in a pressurized gas insulation within an encapsulating, to arrange.
  • electrical conductors are used, for example, to transport electrical energy.
  • the flow-deflecting devices in conjunction with shading of the encapsulating housing, can bring about improved cooling and thus ensure reliable power transmission.
  • Figure 1 is a perspective view of a Kapselungsgepatu ⁇ ses with an active element
  • FIG. 2 shows the encapsulation housing known from FIG. 1 in a cross section.
  • An encapsulating housing 1 has a tubular structure in Wesentli ⁇ surfaces and is coaxially formed into a Rotati ⁇ onsachse. 2 At its end sides of the encapsulating housing, ⁇ 1 with connecting flanges 3a, 3b is provided. At about the end flanges ⁇ 3a, 3b the encapsulating housing 1 with mare- ren Kapselungsgephaseusen is to be connected.
  • the other encapsulating possibility to look like the one shown in Figure 1 Kapse ⁇ development housing first However, otherwise encapsulated housing can be flanged.
  • an electrical conductor 4 angeord ⁇ net In the interior of the encapsulating housing 1 is coaxial with the Rotati ⁇ onsachse 2 as an active element, an electrical conductor 4 angeord ⁇ net.
  • the electrical conductor 4 is kept insulated by means of corresponding insulator devices in the interior of the encapsulating housing 1.
  • an electronegative gas for example Schwefelhexafluo ⁇ d or nitrogen, be ⁇ fills.
  • the electronegative gas has a relative to the surrounding environment of the encapsulating ⁇ 1 increased pressure. This increases the dielectric strength inside the encapsulating housing.
  • the encapsulating housing 1 is provided with a substantially roller- shaped outer contour. In the area of the roller-shaped outer contour, a flow-deflecting device 5 is arranged.
  • the flow-directing device 5 has a first and a second annular partial element 5a, 5b.
  • the two inner partial elements 5a, 5b take on the contour of the wal ⁇ zenförmigen outer portion of the encapsulating housing 1 and nestle while maintaining a distance to an outer portion of the encapsulating 1.
  • a channel 6 is formed between the outer surface of the encapsulating housing 1 and the flow-deflecting device 5. Through the channel 6 through a fluid can flow.
  • a fluid communication opening 7 (cf., FIG.
  • the flow guide device 5 spans a portion of the surface of the Cape ⁇ selungsgephaseuses 1. By arranging the Strömungslenkein ⁇ device 5 directly over the surface of the encapsulating housing, shadowing 1 is additionally provided.
  • FIG. 2 shows a region of the encapsulating housing 1 in cross-section.
  • the cross-section of the fluid inlet opening 7 is greater than the cross-section of the fluid outlet opening 8.
  • a nozzle-like character of the channel 6 is formed, whereby the fluid flow guided in the interior of the channel 6 emerges from the channel 6 at an increased speed .
  • the channel 6 is formed of several sub-channels.
  • the design of the parts ⁇ nnenförmige elements 5a, 5b is chosen in such a way that regions of the channel 6 coaxially to the rotational axis 2 ⁇ be directed.
  • the sub-elements 5a, 5b are spaced apart from the encapsulating housing 1 by continuous ribs 9a, 9b and are supported by these ribs 9a, 9b.
  • each further similar ribs are arranged in the direction of the perpendicular to the plane of the figure 2 behind the visible ribs 9a, 9b.
  • the ribs may be formed of material having good heat conduction properties.
  • heat can also be transmitted via the then acting as a heat bridge ribs on the flow ⁇ steering device. 5 From there, heat radiation can radiate into the environment. Should this heat transfer not be desired, the ribs and / or the flow direction 5 can also be thermally insulated.
  • a channel is formed only between a surface of the encapsulating housing 1 and the sub-elements 5a, 5b.
  • a cross interference is allowed.
  • the flow directing means for example to Kapselungsgephasephin a cross ⁇ block, thus encapsulating the plurality having a cruciform manner to ⁇ mutually aligned connecting flanges, wherein the flanges each other überge ⁇ hen on the encapsulating corresponding groove-shaped flow guide elements can also be used.
  • These must then be per ⁇ but adapted to the surface extension of the encapsulating housing, such that between the ⁇ chtungen Strömungslenkein- and the corresponding surfaces of the encapsulating housing approximately parallel aligned surfaces are formed, between which a channel is formed in each case, by which a fluid flow.

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Eine Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem Kapselungsgehäuse (1) weist im Innern des Kapselungsgehäuses (1) ein Aktivelement (4) auf. Um eine verbesserte Kühlung des Kapselungsgehäuses (1) respektive des Aktivelementes (4) zu erzielen, ist eine Strömungslenkeinrichtung (5) vorgesehen, welche einen Fluidstrom auf einen äußeren Abschnitt des Kapselungsgehäuses (1) lenkt.

Description

Beschreibung
Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem Kapselungsgehäuse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektroenergieübertra¬ gungsanordnung mit einem Kapselungsgehäuse und einem im Innern des Kapselungsgehäuses angeordneten Aktivelement.
Eine derartige Elektroenergieübertragungsanordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 00/45486 bekannt. Dort ist eine mehrphasig gekapselte Freiluft-Hochspannungs- schaltemrichtung beschrieben. Diese Elektroenergieübertragungsanordnung ist aus einer Vielzahl von einzelnen Modulen aufgebaut. Jedes der Module weist ein Kapselungsgehäuse auf. Im Inneren der Kapselungsgehäuse sind verschiedene Aktivele¬ mente angeordnet. Je nach Ausgestaltung der Aktivelemente kommt es im Innern der Kapselungsgehäuse bewirkt durch Strom¬ wärmeeffekte zur Abgabe von thermischer Energie. Bei einer Di- mensiomerung von derartigen Elektroenergieübertragungsanord¬ nungen ist diese Erwärmung zu berücksichtigen. Kritische Temperaturen treten während eines regulären Betriebes selten auf Elektroenergieübertragungsanordnungen sind auf diese kriti¬ schen Temperaturen auszulegen. Um dieser Belastung sicher stand zu halten, sind entsprechend großvolumige Elektroener¬ gieübertragungsanordnungen im Einsatz.
Daher ergibt sich als Aufgabe der Erfindung eine Elektroenergieübertragungsanordnung derart auszugestalten, dass unter Beibehaltung der Belastbarkeit der Anordnung eine kompaktere Bauform Verwendung finden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Elektroenergieübertra¬ gungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Strömungslenkeinrichtung einen Fluidstrom auf einen äußeren Abschnitt des Kapselungsgehäuses lenkt.
Strömungslenkeinrichtungen gestatten es, bestimmte äußere Ab- schnitte des Kapselungsgehäuses gezielt mit einem Fluidstrom zu beaufschlagen. Dadurch wird eine Wärmeableitung aus dem Inneren des Kapselungsgehäuses in die Umgebung des Kapse¬ lungsgehäuses unterstützt. Somit besteht die Möglichkeit, beispielsweise in Spitzenbelastungszeiten über den Fluidstrom Wärme gezielt aus einem Bereich der Elektroenergieübertra¬ gungsanordnung herauszuführen. Dazu kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine Zwangsströmung des Fluidstro- mes, beispielsweise durch Ventilatoren, Pumpen usw., erzeugt wird. Als geeignetes Fluid ist beispielsweise atmosphärisches Gas einsetzbar. Derartiges Gas steht in großen Mengen zur Verfügung und kann leicht aktiviert werden. Es eignen sich jedoch auch flüssige Medien als Fluid. Diese haben den Vorteil, dass eine größere Wärmemenge aufgenommen und transpor¬ tiert werden kann. Als Flüssigkeiten sind dabei insbesondere Öle und ähnliche Stoffe einsetzbar.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Strömungslenkeinrichtung nach Art eines Flügelelementes eine natürliche Strömung der Atmosphäre aufnimmt und in Richtung eines äußeren Ab- Schnittes des Kapselungsgehäuses lenkt. Dies hat den Vorteil, dass eine Kühlung der Oberfläche des Kapselungsgehäuses unab¬ hängig von Hilfseinrichtungen gewährleistet ist. Weiter kön¬ nen robuste Strömungslenkeinrichtungen eingesetzt werden, welche über Jahre hinaus wartungsfrei eine Kühlung unterstüt- zen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Strömungslenkeinrichtung das Kapselungsgehäuse zumindest teilweise abschattet. Elektroenergieübertragungsanordnungen werden regelmäßig auch unter Freiluftbedingungen aufgestellt, d. h. die Elektroenergieübertragungsanordnungen sind den Witterungsverhältnissen unmittelbar ausgesetzt. Insbesondere Sonneneinstrahlung kann zu einem zusätzlichen Erwärmen von Kapselungsgehäusen führen. Dadurch wird zusätzlich zu einer von Stromwärmeeffekten hervorgerufenen Wärme von außen Wärme in das Innere der Kapse¬ lungsgehäuse eingetragen. Somit kann die Belastbarkeit der Elektroenergieübertragungsanordnung durch äußere Einflüsse begrenzt sein.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Strömungslenkein¬ richtung, die zum einen eine Fluidströmung beemflusst und zum anderen eine Abschattung eines Kapselungsgehäuses be¬ wirkt, kann die kühlende Wirkung des Fluidstromes zusätzlich unterstützt werden. Durch die Abschattung wird eine Erwärmung des Kapselungsgehäuses bzw. des Inneren des Kapselungsgehäu¬ ses durch einstrahlende Sonnenwärme vermindert. Weiterhin kann die Strömungslenkeinrichtung einen entsprechenden FIu- idstrom lenken und so Wärme von der Oberfläche des Kapse¬ lungsgehäuses fortführen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Strömungslenkeinrichtung zumindest teilweise an dem Kapselungsgehäuse abgestützt ist.
Eine Abstützung der Strömungslenkeinrichtung an dem Kapselungsgehäuse ermöglicht es, die Strömungslenkeinrichtung be- reits während einer fabrikseitigen Vorfertigung an dem Kapselungsgehäuse zu befestigen und diese als bauliche Einheit auszuliefern. Dadurch ist es nicht mehr nötig, dass Vorort auf der Errichtungsstelle zusätzliche Montagearbeiten zu tä¬ tigen sind oder Fundamente zum Halten von Strömungslenkein- πchtungen errichtet werden müssen. Die Strömungslenkeinπch- tung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass diese bei ei¬ nem modulartigen Aufbau der Elektroenergieübertragungsanord¬ nung, wie beispielsweise aus der WO 00/45486 bekannt, eben- falls modulweise aufgebaut ist. Dies ermöglicht einen hohen Vorfertigungsgrad in stationären Fertigungsstätten. Die Module können in bekannter Art und Weise einzeln unabhängig voneinander komplettiert werden. So wie die Kapselungsgehäuse einzelner Module Aktivelemente im Innern aufnehmen, können entsprechende Strόmungslenkemrichtungen an den Kapselungsgehäusen an, deren Außenseiten angeordnet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Strömungslenkeinrich¬ tung bei einer Herstellung eines Kapselungsgehäuses durch ein Gießverfahren während des Gießvorganges angeformt wird. Die Strömungslenkeinrichtung ist so ein integraler Bestandteil des Kapselungsgehäuses. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Strömungslenkeinrichtung durch entsprechend geeignete Fügeverfahren, wie Schweißen, Schrauben, Nieten, Kleben usw., an dem Kapselungsgehäuse befestigt wird. Zum Befestigen kön- nen entsprechende Konstruktionen, wie Bolzen, Stege usw., eingesetzt werden. Mittels der Bolzen, Stege usw. ist es bei¬ spielsweise möglich, die Strömungslenkeinrichtung von dem Kapselungsgehäuse beabstandet zu positionieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen der Strömungslenkeinrichtung und dem äußeren Abschnitt zumindest ein Kanal mit einer Fluideintrittsöffnung und einer Fluidaustrittsöffnung geformt ist.
Eine Ausbildung eines Kanals zwischen der Strömungslenkeinrichtung und einem äußeren Abschnitt eines Kapselungsgehäuses gestattet eine effektive Lenkung von großen Fluidvolumina . Dadurch ist es möglich, auch in kleinen Bereichen einen großen Fluiddurchsatz zu ermöglichen. Dadurch kann eine große Wärmemenge von der äußeren Oberfläche des Kapselungsgehäuses abgegeben und in den Fluidstrom eingeleitet werden. Über entsprechend ausgestaltete Fluideintritts- und Fluidaustritt- söffnungen kann zusätzlich ein Lenken des Fluidstromes beein- flusst werden.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Fluid- emtπttsöffnung einen größeren Querschnitt aufweist als die Fluidaustrittsöffnung .
Durch die unterschiedliche Gestaltung von Querschnitten der Fluideintritts- und der Fluidaustrittsöffnung ist gewährleis¬ tet, dass eine Strömung vorteilhaft von der Fluideintrittsöff- nung zu der Fluidaustrittsöffnung erfolgt. Somit kann der Ka- nal je nach Einbaulage des Kapselungsgehäuses eine Lenkung des Fluidstromes in bestimmte Richtungen vorsehen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass sich der Querschnitt des Kanals in Strömungsrichtung reduziert.
Ausgehend von einer Strömungsrichtung von der Fluideintritts- öffnung zu der Fluidaustrittsöffnung wird durch einen geringeren Querschnitt der Fluidaustrittsöffnung und der Fluid¬ eintrittsöffnung, bezogen auf die Strömungsrichtung, der Quer- schnitt des Kanals reduziert. Durch eine entsprechende Formge¬ bung des Kanals kann diese Wirkung unterstützt werden. Dadurch entsteht innerhalb des Kanals eine düsenartige Wirkung, wo¬ durch die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids an der Fluid- austπttsöffnung erhöht wird. Dadurch wird ein Wärmeabtrans- port aus dem Kanal unterstützt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kanal mehrere parallel wirkende Teilkanäle aufweist. Mehrere parallel wirkende Teilkanäle können beispielsweise durch stegartige Wandungen voneinander getrennt sein. Dadurch ist es möglich, einen Fluidstrom in einer möglichst breiten Zone des Kapselungsgehäuses zu verteilen und strömen zu las- sen . Somit wird ein Wärmeübertritt in das Fluid innerhalb ei¬ nes großen Kontaktbereiches mit dem äußeren Abschnitt des Kap¬ selungsgehäuses ermöglicht. So kann man relativ große Fluid- mengen schnell durch den Kanal leiten, wobei eine gleichmäßige Verteilung des strömenden Fluids über ein großes Kanalvolumen ermöglicht ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kanal ei¬ ne gemeinsame Fluideintritts- und gemeinsame Fluidaustπtt- söffnung hat, wobei eine Aufteilung des Kanals in mehrere Teilkanäle zwischen der Fluideintrittsöffnung und der Flui- daustπttsöffnung erfolgt.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass das Kap¬ selungsgehäuse einen Abschnitt mit einer annähernd walzenför¬ migen Außenkontur aufweist und der Kanal im Bereich der walzenförmigen Außenkontur zumindest teilweise durch eine im We- sentlichen rinnenförmige Strömungslenkeinrichtung begrenzt ist.
Wie aus der WO 00/45486 bekannt, weisen die Kapselungsgehäuse im Regelfall rotationssymmetrische Strukturen auf. Diese rota- tionssymmetπschen Strukturen führen zu im Wesentlichen walzenförmigen Außenkonturen der einzelnen Kapselungsgehäuse. Dabei kann es vorgesehen sein, dass einzelne Bereiche der wal¬ zenförmigen Außenkontur durch Anformungen, wie Flansche oder Anbauten, durchbrochen werden. Jedoch bleibt die Grundform ei- ner Walze an der Außenkontur im Regelfalle erhalten. Durch den Einsatz einer rinnenförmigen Strömungslenkeinrichtung kann die walzenförmige Außenkontur gut ausgenutzt werden und zwischen der rinnenfόrmigen Struktur der Strόmungslenkemπchtung und der walzenförmigen äußeren Oberfläche ein sich an den äußeren Abschnitt des Kapselungsgehäuses anschmiegender Kanal zur Strömung des Fluids ausgebildet werden. Als πnnenförmige Strömungslenkeinrichtung sind beispielsweise entsprechend ge¬ formte Bleche oder Gusskörper einsetzbar, welche die Kontur des jeweiligen Kapselungsgehäuses aufnehmen, so dass in den Abschnitten, in welchen die Strömungslenkeinrichtung angeordnet ist, ein mehrschaliger Aufbau entsteht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass bezüglich einer Lotrechten die Fluidaustπttsόffnung oberhalb und die Fluideintrittsöffnung unterhalb des Kapselungsgehäu¬ ses angeordnet sind.
Bezogen auf eine Lotrechte steigt Wärme in Bereiche oberhalb einer Wärmequelle auf. Davon ausgehend, dass das im Innern des Kapselungsgehäuses angeordnete Aktivelement eine Quelle von Wärmestrahlung ist, kann sich eine Fluidströmung getrieben von Konvektion in dem Kanal einstellen. Dadurch entsteht eine natürliche Strömung innerhalb des Kanals. An der Fluideintrittsöffnung liegt so eine geringere Temperatur des
Fluids vor, als an der Fluidaustπttsöffnung. Je nach Leistung der Wärmequelle, d. h. je nach Belastung eines Aktivelementes im Innern des Kapselungsgehäuses mit elektrischem Strom, ist die Konvektion stärker oder weniger stark. Dadurch ist ein selbstregelndes System geschaffen, welches nach Abhängigkeit der Belastung eines Aktivelementes im Innern des Kapselungsge¬ häuses eine mehr oder weniger starke Kühlung über den Kanal er¬ möglicht. Weiterhin können über die Befestigungsmittel der Strόmungslenkeinπchtung an dem Kapselungsgehäuse Wärmemengen unmittelbar aus dem Kapselungsgehäuse in die Strömungslenkein¬ richtung transportiert werden. Dadurch wird eine Wärme abstrah¬ lende Oberfläche am Kapselungsgehäuse der Elektroenergieüber¬ tragungsanordnung vergrößert und somit eine verbesserte Wärme¬ abgabe unterstützt. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Elektroenergieübertragungsanordnung ein elektrisches Schaltgerät aufweist .
Als Elektroenergieübertragungsanordnungen sind verschiedenste Anordnungen vorstellbar, welche ein Kapselungsgehäuse aufwei¬ sen und im Innern des Kapselungsgehäuses zumindest ein Aktiv¬ element aufweisen. Insbesondere bei gasdichten Kapselungsge- hausen, die einen unmittelbaren Gasaustausch zwischen dem Inneren des Kapselungsgehäuses und dem Äußeren des Kapselungsge¬ häuses verhindern, kann der Einsatz von Strömungslenkeinrich¬ tungen eine wirksame Kühlung unterstützen. Als Elektroenergieübertragungsanordnungen mit gasisolierten Kapse- lungsgehäusen sind beispielsweise Schaltanlagen mit verschie¬ densten Aktivelementen im Innern der Kapselungsgehäuse be¬ kannt. So können als Aktivelemente Sammelschienenabschnitte, Messwandler, Ein- und Ausleitungen, elektronische Komponenten oder auch elektrische Schaltgeräte, wie beispielsweise Unter- brechereinheiten von Leistungsschaltern, Trennschaltern, Erdungsschaltern, Lasttrennschaltern oder Schnellerdern usw., vorgesehen sein. Insbesondere im Bereich von elektrischen Schaltgeräten kann es aufgrund der im Regelfall durch galvani¬ sche Kontaktierung herzustellenden elektrischen Verbindungen zu erhöhten Übergangswiderständen kommen. An diesen Übergangswiderständen treten größere Stromwärmeverluste auf. Insbeson¬ dere an diesen Abschnitten eines Kapselungsgehäuses ist es da¬ her vorteilhaft, erfindungsgemäße Strömungslenkeinrichtungen anzuordnen. Es ist jedoch auch vorteilhaft, erfindungsgemäße Strömungslenkeinrichtungen beispielsweise an gasisolierten Rohrleitungen, d. h. an elektrischen Leitern, die in einer Druckgasisolierung innerhalb eines Kapselungsgehäuses angeord¬ net sind, anzuordnen. Diese elektrischen Leiter dienen beispielsweise dazu, elektrische Energie zu transportieren. Ins- besondere bei einer überirdischen Verlegung können die Strömungslenkeinrichtungen in Verbindung mit einer Beschattung des Kapselungsgehäuses eine verbesserte Kühlung bewirken und somit eine zuverlässige Leistungsübertragung sicherstellen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spieles schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Kapselungsgehäu¬ ses mit einem Aktivelement und die
Figur 2 das aus der Figur 1 bekannte Kapselungsgehäuse in einem Querschnitt.
Stellvertretend für eine Vielzahl von möglichen Kapselungsge¬ häuseformen ist in der Figur 1 ein Abschnitt einer druckgasisolierten Sammelschiene in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Ein Kapselungsgehäuse 1 weist eine im Wesentli¬ chen rohrförmige Struktur auf und ist koaxial zu einer Rotati¬ onsachse 2 ausgeformt. An seinen Endseiten ist das Kapselungs¬ gehäuse 1 mit Anschlussflanschen 3a, 3b versehen. Über die An¬ schlussflansche 3a, 3b ist das Kapselungsgehäuse 1 mit weite- ren Kapselungsgehäusen zu verbinden. Die weiteren Kapselungsgehäuse können dabei wie das in der Figur 1 gezeigte Kapse¬ lungsgehäuse 1 aussehen. Es können jedoch auch anderweitig gestaltete Kapselungsgehäuse angeflanscht werden.
Im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ist koaxial zu der Rotati¬ onsachse 2 als Aktivelement ein elektrischer Leiter 4 angeord¬ net. Der elektrische Leiter 4 ist über entsprechende Isolator¬ einrichtungen im Innern des Kapselungsgehäuses 1 isoliert gehalten. Im eingebauten Zustand des Kapselungsgehäuses 1 ist das Innere des Kapselungsgehäuses mit einem elektronegativen Gas, beispielsweise Schwefelhexafluoπd oder Stickstoff, be¬ füllt. Das elektronegative Gas weist einen gegenüber der Umge¬ bung des Kapselungsgehäuses 1 erhöhten Druck auf. Dadurch wird die dielektrische Festigkeit im Innern des Kapselungsgehäuses erhöht .
Das Kapselungsgehäuse 1 ist mit einer im Wesentlichen walzen¬ förmigen äußeren Kontur versehen. Im Bereich der walzenförmi- gen äußeren Kontur ist eine Strömungslenkeinrichtung 5 angeordnet. Die Strömungslenkeinrichtung 5 weist ein erstes und ein zweites πnnenförmiges Teilelement 5a, 5b auf. Die beiden πnnenförmigen Teilelemente 5a, 5b nehmen die Kontur des wal¬ zenförmigen äußeren Abschnittes des Kapselungsgehäuses 1 auf und schmiegen sich unter Einhaltung eines Abstandes an einen äußeren Abschnitt des Kapselungsgehäuses 1 an. Dadurch ist zwischen der äußeren Oberfläche des Kapselungsgehäuses 1 und der Strömungslenkeinrichtung 5 ein Kanal 6 gebildet. Durch den Kanal 6 hindurch kann ein Fluid strömen. Zum Eintritt in den Kanal 6 ist eine Fluidemtπttsöffnung 7 (vgl. Figur 2) sowie eine Fluidaustπttsöffnung 8 vorgesehen. Die Strömungslenkeinrichtung 5 überspannt einen Abschnitt der Oberfläche des Kap¬ selungsgehäuses 1. Durch eine Anordnung der Strömungslenkein¬ richtung 5 unmittelbar über der Oberfläche ist zusätzlich eine Abschattung des Kapselungsgehäuses 1 gegeben.
In der Figur 2 ist ein Bereich des Kapselungsgehäuses 1 im Querschnitt dargestellt. In Figur 2 ist erkennbar, dass der Querschnitt der Fluideintπttsöffnung 7 größer als der Quer- schnitt der Fluidaustrittsöffnung 8. Dadurch ist ein düsenartiger Charakter des Kanals 6 gebildet, wodurch die im Innern des Kanals 6 geführte Fluidströmung mit einer erhöhten Geschwindigkeit aus dem Kanal 6 austritt. Der Kanal 6 ist aus mehreren Teilkanälen gebildet. Zum einen teilt sich der Kanal 6 in einen durch das erste Teilelement 5a und einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Kapselungsgehäuses 1 begrenzten Teilkanal auf, zum anderen teilt sich der Kanal 6 in einen durch einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Kapselungsge- häuses 1 und das zweite Teilelement 5b gebildeten Teilkanal auf. Im Querschnitt ist zu erkennen, dass die πnnenförmige Ausbildung der Teileelemente 5a, 5b derart gewählt ist, dass Bereiche des Kanals 6 koaxial zu der Rotationsachse 2 ausge¬ richtet sind. Weiter sind die Teilelemente 5a, 5b über durch- gängige Rippen 9a, 9b zu dem Kapselungsgehäuse 1 beabstandet, sowie über diese Rippen 9a, 9b getragen. Dabei sind in Richtung der lotrecht zu der Zeichenebene der Figur 2 verlaufenden Rotationsachse 2 hinter den sichtbaren Rippen 9a, 9b jeweils weitere gleichartige Rippen angeordnet. Dadurch erfolgt eine zusätzliche Teilung der jeweils zwischen den Teilelementen 5a, 5b und dem Kapselungsgehäuse 1 gebildeten Teilkanäle. Somit ist sichergestellt, dass eine Fluidströmung möglichst quer zur Rotationsachse 2 strömt und parallele Strömungen zu der Rota¬ tionsachse 2 vermieden sind.
Die Rippen können aus Material gebildet sein, welches gute Wärmeleiteigenschaften aufweist. Somit kann Wärme auch über die dann als Wärmebrücke wirkenden Rippen auf die Strömungs¬ lenkeinrichtung 5 übertragen werden. Von dort kann Wärmestrah- lung in die Umgebung abstrahlen. Sollte dieser Wärmetransport nicht gewünscht sein, können die Rippen und/oder die Strö- mungsleitrichtung 5 auch thermisch isoliert sein.
Statt der Rippen können auch andere Abstandhalter wie Bolzen eingesetzt werden. So ist ein Kanal lediglich zwischen einer Oberfläche des Kapselungsgehäuses 1 und der Teilelemente 5a, 5b gebildet. Bei dieser Konstruktion ist eine Querstörung zugelassen. Um einen kaminartigen Effekt des Kanals 6 zusätzlich zu unter¬ stützen, sind die Enden der Teilelemente 5a, 5b in den Berei¬ chen der Fluideintπttsöffnung 7 und der Fluidaustπttsöffnung 8 leicht nach außen gebogen, so dass Abschnitte von parallel zueinander liegenden Flächen der beiden Teilelemente 5a, 5b die Fluideintrittsöffnung 7 und die Fluidaustrittsöffnung 8 beabstandet von der Oberfläche des Kapselungsgehäuses 1 hal¬ ten. Dadurch ist eine gute Strömung 10 durch den Kanal 6 hin¬ durch gewährleistet.
Bei einer Verwendung von erfindungsgemäßen Strömungslenkeinrichtungen, beispielsweise an Kapselungsgehäusen eines Kreuz¬ bausteines, also Kapselungsgehäuse die mehrere kreuzartig zu¬ einander ausgerichtete Anschlussflansche aufweisen, wobei die Anschlussflansche an dem Kapselungsgehäuse ineinander überge¬ hen, können ebenfalls entsprechend rinnenförmig ausgebildete Strömungslenkelemente eingesetzt werden. Diese müssen dann je¬ doch an die jeweilige Oberflächenausformung der Kapselungsgehäuse angepasst werden, so dass zwischen den Strömungslenkein- πchtungen und den entsprechenden Oberflächen der Kapselungsgehäuse annähernd parallel ausgerichtete Flächen entstehen, zwischen denen jeweils ein Kanal gebildet ist, durch welchen ein Fluid strömen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Elektroenergieübertragungsanordnung mit einem Kapselungsgehäuse (1) und einem im Innern des Kapselungsgehäuses (1) angeordneten Aktivelement (4), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Strömungslenkeinrichtung (5) einen Fluidstrom auf einen äußeren Abschnitt des Kapselungsgehäuses (1) lenkt.
2. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strömungslenkeinrichtung (5) das Kapselungsgehäuse (1) zumindest teilweise abschattet.
3. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprü¬ che 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strömungslenkeinrichtung (5) zumindest teilweise an dem Kapselungsgehäuse (1) abgestützt ist.
4. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Strömungslenkeinrichtung (5) und dem äußeren Ab- schnitt zumindest ein Kanal (6) mit einer Fluideintπttsöff- nung (7) und einer Fluidaustπttsöffnung (8) geformt ist.
5. Elektroenergieübertragungsanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fluideintrittsöffnung (7) einen größeren Querschnitt aufweist als die Fluidaustrittsöffnung (8) .
6. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich der Querschnitt des Kanals (6) in Strömungsrichtung re¬ duziert.
7. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (6) mehrere parallel wirkende Teilkanäle aufweist.
8. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kapselungsgehäuse (1) einen Abschnitt mit einer annähernd walzenförmigen Außenkontur aufweist und der Kanal (6) im Be¬ reich der walzenförmigen Außenkontur zumindest teilweise durch eine im Wesentlichen rinnenförmige Strömungslenkein¬ richtung (5a, 5b) begrenzt ist.
9. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bezüglich einer Lotrechten die Fluidaustπttsöffnung (8) o- berhalb und die Fluideintrittsöffnung (7) unterhalb des Kapse- lungsgehäuses (1) angeordnet sind.
10. Elektroenergieübertragungsanordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Elektroenergieübertragungsanordnung ein elektrisches Schaltgerät aufweist.
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