[发明专利]带热管的开关装置

说明书

本发明涉及一种用于切断高压交变电流的装置，包括与导体连接以及装在触头壳体内的触头，其中，导体可至少部分运动地导引以及触头可借助驱动器和驱动运动从接触位置过渡转换为分离位置。

例如由EP0606265B1已知这种装置。在那里公开的装置设计用于切断高压电流。该装置有一个经触头导通的导电路径。触头沿纵向彼此相对以及可通过引入开关运动，从触头互相触点接通的接触位置过渡到触头彼此分开的分离位置。在这里，触头装在真空开关管内，其中处于真空状态以熄灭在触头分离时引发的电弧。触头之一通过一个与真空外壳固定连接的固定触头导体保持位置固定不动。固定触头导体穿过真空外壳伸出，并通过另一个导体与输入接头导电连接。可运动的触头安置在一根同样装在真空外壳中纵向运动导引的操作杆端部。为了电连接，在输出接头与操作杆之间装有设计为弯曲弹性导电带的耦连器件。一个限制已知装置工作能力的因素是，尤其在大电流时出现的在导电路径的导体上的发热。这种发热尤其可以在触头的接触面但也可以在导电带上观察到，与导电路径的其余导体相比，导电带有较小的导体截面。

由DE19717235A1已知一种热管，它有基本上空心圆柱形结构的热管外壳，它在其一端有一个蒸发区和在其另一端有一个冷凝区。在热管外壳的内部，在蒸发区与冷凝区之间延伸一个毛细结构。此外，热管还有一种流体状的传热介质，它相对于外部大气被热管外壳密封。在热管外壳密封前，传热介质的气相被抽成真空，所以在热管外壳内存在的压力大体上与传热介质在当时存在的温度下的蒸汽压相同。换句话说，几乎仅仅由传热介质组成的气相与传热介质的液相平衡。若热管的一侧遭受比其另一侧高的温度，则导致在加热的蒸发区内液体蒸发以及蒸汽向冷凝区方向输送，冷凝区与蒸发区相比较冷以及促使传热介质凝结。在此过程中热量向外部环境排出。迄今热管主要在计算机的技术领域中使用。

本发明的目的是提供一种前言所述类型的装置，用它即使电流更大也可以掌控。

本发明为达到此目的建议一种有流体密封的热管外壳的热管，它有一个蒸发区、一个冷凝区和一个毛细结构，毛细结构在蒸发区与冷凝区之间延伸并与它们热耦合，其中，热管外壳有一种传热介质，以及所述蒸发区与导体之一或触头之一导热连接。

按本发明，在那些以特别严重的发热为特征的地方，通过迄今只是由计算机技术领域已知的热管排出热量。在这里热管起快速热导体的作用，热量通过它从危险部位迅速输出，并通过冷凝区排入任意的外部环境，例如大气中。传热以蒸发区内传热介质的蒸发为基础，此时由于需要蒸发焓，因而从与热管的蒸发区触点接通的导体提取热量。气相的传热介质力图到达与蒸发区相比温度更低的冷凝区。基于已饱和的汽相，在冷凝区导致传热介质凝结并因而排出形式上为热量的蒸发焓。接着，基于在冷凝区与蒸发区之间延伸的毛细结构的毛细作用，凝结的传热介质实施其向蒸发区的回程。以此方式造成一个循环，它可以通过传热介质的蒸发和冷凝有效地传热。业已证实恰当的是，为计算机工业设计的热管出人意外地也可以在高压范围内和尤其在中压范围内，亦即在电压从1千伏至52千伏有价值的业务范围内，提供用于冷却发热的构件。在本发明的范围内，可以动用几乎任意设计结构的热管。

按本发明装置的一项恰当的进一步发展，导体之一有一个凹槽，热管部分延伸到凹槽内。因此热管将其蒸发区设在凹槽内。凹槽相宜地设置在那些会在那里热负荷特别高的区域附近。如已详细说明的那样，这是一些与其余导体相比导体横截面狭窄的区域。

按与此相关的一项进一步发展，凹槽设在一个穿过触头壳体的触头导体内，该触头导体在其设在触头壳体内的触头端上带有触头之一，其中，热管的冷凝区布置在触头壳体的外面。因此，凹槽穿过触头导体延伸到触头壳体内并因而设置在触头邻近，在触头的接触面上由于没有理想的面接触会导致高的热负荷。产生的热量可以此方式借助热管有效地从接触区排出。

按与此相关的另一项进一步发展，触头导体与触头壳体固定连接。按此项进一步发展，仅两个触头之一保持可以运动，为它配设的那个触头则位置固定地装在触头壳体内。通过将热管装在位置固定的那个触头导体内，避免热管运动。

按另一个方案，导体有一根可运动地导引并与触头中的运动触头连接的操作杆和一个输出接头，后者通过耦连器件与该操作杆电连接，其中，蒸发区设在所述输出接头之上或之内。按此恰当的进一步发展，热管装在耦连器件附近，在耦连器件处通常造成狭窄的导体横截面并因而在流过电流时导致大的发热量。