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JPH05128931A - Cooling structure for solid insulating switch device - Google Patents

Cooling structure for solid insulating switch device

Info

Publication number
JPH05128931A
JPH05128931A JP3290611A JP29061191A JPH05128931A JP H05128931 A JPH05128931 A JP H05128931A JP 3290611 A JP3290611 A JP 3290611A JP 29061191 A JP29061191 A JP 29061191A JP H05128931 A JPH05128931 A JP H05128931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
single pole
evaporator
condenser
heat pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3290611A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Hirayama
良雄 平山
Tadao Hajime
忠雄 一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3290611A priority Critical patent/JPH05128931A/en
Publication of JPH05128931A publication Critical patent/JPH05128931A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52Cooling of switch parts
    • H01H2009/523Cooling of switch parts by using heat pipes

Landscapes

  • Patch Boards (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the temperature rise at monopole parts of a solid insulating switch device used for a power transmitting and transforming apparatus. CONSTITUTION:Evaporators 30 to 32 and a condenser 36 are provided above monopole parts 1 and 2 of a solid insulating switch device and a top board 10, and they are connected by a heat pipe 33. By the application of a cooling structure in which a heat pipe is applied, the radiating area of the surface of the monopole parts, which has not been applied yet due to dimensional restrictions, can be greater than twice by means of the condenser. As the result, temperature rise at the monopole parts is approximately halved, so that temperature rise prevention effect at the surface of the monopole parts can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、都市中心に利用され
る開閉機器に使用する固体絶縁開閉装置が、開閉器内部
にある発熱源(真空スイッチ管など)によって温度上昇
することを防止するための冷却構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to prevent the temperature of a solid insulated switchgear used for a switchgear used in a city center from rising due to a heat source (vacuum switch tube, etc.) inside the switch. Related to the cooling structure of.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の固体絶縁開閉装置に採用さ
れている、単極部構造を説明するための側面図である。
図において、1は後述する電路を遮断するための真空ス
イッチ管20を始め、操作ロッド23等を電気的に絶縁
し、かつ、収納するために樹脂で作られた単極部Aを示
す。2は1と同様の機能を持つ単極部Bである。3は電
路の電流を測定するための変流器、4は送配電用のケー
ブル8への電路を切り放すための上部断路部、6は同じ
機能を持つ下部断路部である。5はケーブル8を接続す
るためのケーブル継手、7は母線と固体絶縁開閉装置を
接続するための母線継手、9は単極部1,2の内部に収
納されている真空スイッチ管を動作させるための操作機
構部、10はケーブル継手5と母線継手7を固定した取
付枠の天井部に設けられた天板(下部からの暖かい空気
を上部に抜くための穴明構造)である。固体絶縁開閉装
置は、上記単極部A,B1,B2、変流器3、上下断路
部4,6、操作機構部9、及び取付枠の天井部に設けら
れた天板10から構成されており、図8に示すごとく、
単極部が3個で固体絶縁開閉装置全体が構成されてい
る。 このように配置されている、単極部A,B1,B
2の内部構造を図9に示す。図9のように、真空スイッ
チ管20の内部に固定電極21と可動電極22が設けら
れており、また、可動電極22を操作する外部の操作機
構部9の一部である操作ロッド23が設けられている。
真空スイッチ管20の内部と外部の気密を保持しながら
駆動するために、伸縮可能な真空バルブベローズ24が
設けられている。このように配置されている、25の点
における絶縁物表面温度θWは、従来の構造で約40
[deg](図3)になる。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a side view for explaining a single pole portion structure adopted in a conventional solid insulation switchgear.
In the figure, reference numeral 1 shows a single pole portion A made of resin for electrically insulating and accommodating a vacuum switch tube 20 for shutting off an electric path, which will be described later, and an operating rod 23 and the like. Reference numeral 2 is a monopolar portion B having the same function as 1. Reference numeral 3 is a current transformer for measuring the electric current of the electric path, 4 is an upper disconnecting portion for cutting off the electric path to the cable 8 for power transmission and distribution, and 6 is a lower disconnecting portion having the same function. 5 is a cable joint for connecting the cable 8, 7 is a bus joint for connecting the bus bar and the solid insulated switchgear, 9 is for operating the vacuum switch tube housed inside the single pole parts 1, 2. The operation mechanism section 10 is a top plate (a perforated structure for drawing warm air from the lower part to the upper part) provided on the ceiling part of the mounting frame to which the cable joint 5 and the busbar joint 7 are fixed. The solid insulation switchgear comprises the above-mentioned single pole parts A, B1 and B2, the current transformer 3, the upper and lower disconnecting parts 4 and 6, the operating mechanism part 9, and the top plate 10 provided on the ceiling part of the mounting frame. And as shown in FIG.
The solid insulation switchgear is composed entirely of three single pole parts. The monopolar parts A, B1, B arranged in this way
The internal structure of No. 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 9, a fixed electrode 21 and a movable electrode 22 are provided inside the vacuum switch tube 20, and an operation rod 23 which is a part of an external operation mechanism section 9 for operating the movable electrode 22 is provided. Has been.
An expandable vacuum valve bellows 24 is provided to drive the vacuum switch tube 20 while maintaining airtightness inside and outside. The insulator surface temperature θ W at the 25 points arranged in this way is about 40 in the conventional structure.
[Deg] (FIG. 3).

【0003】次に動作について説明する。通常、従来品
の単極部温度上昇が占める割合は、約40/50=0.
8で大半をこの部分で占めている。その理由は、単極部
表面の熱抵抗が高い(メインテナンスフリーとコンパク
ト化を目的とする自然換気冷却構造を採用しているた
め、熱伝達率が小さく、そのうえ電熱面積も小さい)た
めである。この部分の温度を下げる事が、全体の温度を
下げる事になる。
Next, the operation will be described. Usually, the ratio of the temperature increase in the single pole part of the conventional product is about 40/50 = 0.
Most of them are 8 in this part. The reason is that the heat resistance of the surface of the single pole is high (because of adopting a natural ventilation cooling structure for the purpose of maintenance-free and compactness, the heat transfer coefficient is small and the electric heating area is also small). Reducing the temperature of this part lowers the overall temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の単極部の温度
は、以上のようにメインテナンスフリー構造を採用して
いるために、樹脂構成された単極部の温度は外気温度を
40℃とした場合、図3から従来品の単極部温度がほぼ
限度であった。そのため、更に多くの通電をする場合、
単極部の温度上昇が樹脂の許容温度を越えるという問題
点があった。
As for the conventional temperature of the single-pole portion, since the maintenance-free structure is adopted as described above, the temperature of the single-pole portion made of resin is the outside air temperature of 40 ° C. In this case, the temperature of the single pole part of the conventional product was almost the limit as shown in FIG. Therefore, when energizing more,
There has been a problem that the temperature rise of the single pole portion exceeds the allowable temperature of the resin.

【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、限られたスペースでメインテナ
ンスフリーを満足しながら、単極部の温度を低減させる
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the temperature of a single pole portion while satisfying maintenance-free in a limited space.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係る固体絶縁
開閉装置冷却構造は、単極部の外周に、蒸発器を囲繞し
て圧接し、ヒートパイプを介して、固体絶縁開閉装置内
部で発熱する熱量を凝縮器を使い大気中に放熱すること
によって、固体絶縁開閉装置の冷却を行おうとするもの
である。
According to the solid insulation switchgear cooling structure of the present invention, a heat is generated in the solid insulation switchgear through a heat pipe by press-contacting an outer periphery of a single pole with an evaporator. The solid insulation switchgear is cooled by radiating the generated heat to the atmosphere using a condenser.

【0007】[0007]

【作用】ヒートパイプを構成する蒸発部、凝縮部の熱伝
達率(数1000[Kcal/m2・h・℃])は非常
に大きい。そのため蒸発部〜凝縮部までの温度降下(2
〜3[deg])から考えて殆ど無視出来る。そのた
め、ヒートパイプを使用して、天板上部の空間に設置し
た凝縮器により、この位置で伝熱面積を増やし、熱放散
を行うことができる。
The heat transfer coefficient (several 1000 [Kcal / m 2 · h · ° C]) of the evaporator and the condenser of the heat pipe is very large. Therefore, the temperature drop (2
~ 3 [deg]), it can be almost ignored. Therefore, the heat pipe can be used to increase the heat transfer area at this position and dissipate the heat by the condenser installed in the space above the top plate.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による固体絶縁開閉装
置の冷却構造を示す斜視図で、(但し、図を簡略にする
ため固体絶縁開閉装置本体は省略している)図におい
て、30,31,32は伝熱を目的として、固体絶縁開
閉装置に圧接した蒸発器(上)、(中)、(下)であ
り、30は図9に示す単極部A1を、31は単極部B2
のうち1と同径部を、32は単極部B2のうち小径部を
包囲している。33は蒸発器と凝縮器36を接続するヒ
ートパイプである。34,35(図2参照)は蒸発器を
締め付けネジと締め付けバンドである。凝縮器36は固
体絶縁開閉装置の天板10上に、天板10と凝縮器36
間に空隙を設け配置されている。変流器3は冷却構造と
は直接関係ないが、固体絶縁開閉装置内を流れる電流を
測定するためのものである。37は凝縮器内部を還流す
る自然換気風である。なお図2は蒸発器の変形例であ
る。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a cooling structure of a solid insulation switchgear according to an embodiment of the present invention (however, the solid insulation switchgear body is omitted to simplify the drawing). Reference numeral 32 is an evaporator (upper), (middle), (lower) pressed against the solid insulation switchgear for the purpose of heat transfer, 30 is the single pole part A1 shown in FIG. 9, and 31 is the single pole part B2.
1 surrounds the same diameter part as 1 and 32 surrounds the small diameter part of the single pole part B2. A heat pipe 33 connects the evaporator and the condenser 36. 34 and 35 (see FIG. 2) are screws and tightening bands for tightening the evaporator. The condenser 36 is mounted on the top plate 10 of the solid insulation switchgear, and the top plate 10 and the condenser 36.
A space is provided between them. The current transformer 3 is not directly related to the cooling structure, but is for measuring the current flowing in the solid insulated switchgear. Reference numeral 37 is natural ventilation air that recirculates inside the condenser. 2 shows a modified example of the evaporator.

【0009】図3は、蒸発器(上)、(中)、(下)の
厚みtと温度降下特性を示すグラフであり、図4は図3
の特性を説明するための図、図5は蒸発器を構成する3
0,31,32を具体的に取り付けた状態を示す。図6
は従来品の単極部温度と、ヒートパイプ取り付け時の単
極部温度を比較した温度特性図である。図7は図6の温
度特性図の単極部A,Bに沿った距離(横軸t[m
m])を対応させるために描いた図である。
FIG. 3 is a graph showing the thickness t and temperature drop characteristics of the evaporator (upper), (middle), and (lower), and FIG. 4 is shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of FIG.
The state where 0, 31, and 32 are specifically attached is shown. Figure 6
[Fig. 4] is a temperature characteristic diagram comparing the temperature of a single electrode part of a conventional product with the temperature of a single electrode part when a heat pipe is attached. FIG. 7 shows a distance (horizontal axis t [m
m]) is a diagram drawn to correspond.

【0010】次に動作について説明する。固体絶縁開閉
装置内部で発生した熱が均一に半径方向に放熱するもの
とすれば、図4をもとに、半径方向の温度降下△θは次
式で示される。
Next, the operation will be described. Assuming that the heat generated inside the solid insulation switchgear is uniformly dissipated in the radial direction, the temperature drop Δθ in the radial direction is shown by the following equation based on FIG.

【0011】 △θ=Q・R (1) ここでQ[w]:放熱量、 R[℃/w]:熱抵抗Δθ = Q · R (1) where Q [w]: heat dissipation, R [° C / w]: thermal resistance

【0012】 R=ln(D1/D2)・0.86/(2・π・K) (2) D1、D2[m2](図4) K[Kcal/m・h・℃]:単極部の熱伝導率R = ln (D 1 / D 2 ) · 0.86 / (2 · π · K) (2) D 1 and D 2 [m 2 ] (FIG. 4) K [Kcal / m · h · ° C.] ]: Thermal conductivity of single pole

【0013】式(1),(2)より、単極部の半径方向
の温度降下△θを求めると、△θ=5〜8[deg]と
なる。また、図4における蒸発器30〜32内部の温度
降下△θはヒートパイプ33が全周に渡り配置していな
いため、周方向の温度降下△θl/4を考えるのが妥当
である。このように考えて、蒸発器の厚みt[mm]と
材料(Al:アルミニウム、Cu:銅)を変えた場合の
周方向の温度降下△θl/4を図3に示した。この図か
ら単極部と大気間までの温度降下を低減させるには、蒸
発器の材料を熱伝導率の良い銅材(Cu>Al)で、厚
みtの大きいものを使用するのが良い。
From the equations (1) and (2), when the temperature drop Δθ in the radial direction of the single pole portion is obtained, Δθ = 5 to 8 [deg]. As for the temperature drop Δθ inside the evaporators 30 to 32 in FIG. 4, since the heat pipe 33 is not arranged all around, it is appropriate to consider the temperature drop Δθ1 / 4 in the circumferential direction. Considering this, the temperature drop Δθ1 / 4 in the circumferential direction when the thickness t [mm] of the evaporator and the material (Al: aluminum, Cu: copper) are changed is shown in FIG. From this figure, in order to reduce the temperature drop between the single pole part and the atmosphere, it is preferable to use a copper material (Cu> Al) having a high thermal conductivity and a large thickness t as the material of the evaporator.

【0014】また、ヒートパイプ内部の温度勾配は無視
出来る。凝縮部においては、ヒートパイプによって天板
10上部に凝縮器36を取り付けた。その結果、大気中
へ放熱するための伝熱面積が大きく取れ(従来、単極部
表面で、寸法的な制約から、大きな伝熱面積が取れなか
ったため、従来品の単極部温度は図6に示す値であっ
た)、熱抵抗を小さくすることができたので、図6に示
す温度まで、熱抵抗(R=1/(α・A)、R[℃・h
/Kcal]:熱抵抗、α[Kcal/m2・h・
℃]:熱伝達率、A[m2]:伝熱面積)が小さくなり
温度低下が図られた。
The temperature gradient inside the heat pipe can be ignored. In the condenser, the condenser 36 was attached to the top of the top plate 10 by a heat pipe. As a result, a large heat transfer area for radiating heat to the atmosphere can be obtained (conventionally, since a large heat transfer area could not be obtained on the surface of the single pole part due to dimensional restrictions, the temperature of the single pole part of the conventional product is as shown in FIG. Since it was possible to reduce the thermal resistance, the thermal resistance (R = 1 / (α · A), R [° C · h] up to the temperature shown in FIG.
/ Kcal]: Thermal resistance, α [Kcal / m 2 · h ・
[° C.]: heat transfer coefficient, A [m 2 ]: heat transfer area) became small, and the temperature was lowered.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、単極
部表面に蒸発器を圧接し、固体絶縁開閉装置天板上部に
凝縮器を配置し、両者間をヒートパイプで接続する構成
としたため、固体絶縁開閉装置内部で発生する熱量を大
気中に放熱することによって、単極部表面温度を制約さ
れた空間寸法内で冷却するための固体絶縁開閉装置の冷
却構造が可能となった。
As described above, according to the present invention, the evaporator is brought into pressure contact with the surface of the single pole portion, the condenser is arranged above the top plate of the solid insulating switchgear, and the two are connected by the heat pipe. Therefore, by radiating the amount of heat generated inside the solid insulated switchgear to the atmosphere, a cooling structure of the solid insulated switchgear for cooling the surface temperature of the single pole part within the restricted space dimension became possible. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を一部省略して示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention with a part thereof omitted.

【図2】蒸発器の他の形を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing another shape of the evaporator.

【図3】蒸発器内部の周方向温度降下を示す特性曲線で
ある。
FIG. 3 is a characteristic curve showing a circumferential temperature drop inside an evaporator.

【図4】周方向温度降下を検討するために示した単極部
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a single pole portion shown for studying a circumferential temperature drop.

【図5】単極部に蒸発器を取り付けた場合の一例を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which an evaporator is attached to the single pole part.

【図6】従来品と本発明のものの単極部温度(冷却性
能)を比較した特性曲線である。
FIG. 6 is a characteristic curve comparing the single pole temperature (cooling performance) of the conventional product and that of the present invention.

【図7】特性曲線上の横軸寸法(距離)を示すために描
いたグラフとの対応図である。
FIG. 7 is a diagram corresponding to a graph drawn to show the horizontal dimension (distance) on the characteristic curve.

【図8】従来の固体絶縁開閉装置装置の側面図である。FIG. 8 is a side view of a conventional solid insulated switchgear device.

【図9】従来の固体絶縁開閉装置の一部を構成する単極
部の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a single pole portion forming a part of a conventional solid insulated switchgear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単極部A 2 単極部B 3 変流器 4 上部断路図 5 ケーブル継手 6 下部断路部 7 母線継手 8 ケーブル 9 操作機構部 10 天板 20 真空スイッチ管 30 蒸発器(上) 31 蒸発器(中) 32 蒸発器(下) 33 ヒートパイプ 34 締め付けネジ 35 締め付けバンド 36 凝縮器 1 Single pole part A 2 Single pole part B 3 Current transformer 4 Top disconnection diagram 5 Cable joint 6 Lower disconnection part 7 Busbar joint 8 Cable 9 Operating mechanism part 10 Top plate 20 Vacuum switch pipe 30 Evaporator (upper) 31 Evaporator (Middle) 32 Evaporator (Bottom) 33 Heat pipe 34 Tightening screw 35 Tightening band 36 Condenser

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年1月11日[Submission date] January 11, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 固体絶縁開閉装置の冷却構造Patent application title: Cooling structure for solid insulated switchgear

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、都市中心に利用され
る開閉機器に使用する固体絶縁開閉装置が、開閉器内部
にある発熱源(真空スイッチ管など)によって温度上昇
することを防止するための冷却構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to prevent the temperature of a solid insulated switchgear used for a switchgear used in a city center from rising due to a heat source (vacuum switch tube, etc.) inside the switch. Related to the cooling structure of.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の固体絶縁開閉装置に採用さ
れている、単極部構造を説明するための側面図である。
図において、1は後述する電路を遮断するための真空ス
イッチ管20を始め、操作ロッド23等を電気的に絶縁
し、かつ、収納するために樹脂で作られた単極部Aを示
す。2は1と同様の機能を持つ単極部Bである。3は電
路の電流を測定するための変流器、4は送配電用のケー
ブル8への電路を切り放すための上部断路部、6は同じ
機能を持つ下部断路部である。5はケーブル8を接続す
るためのケーブル継手、7は母線と固体絶縁開閉装置を
接続するための母線継手、9は単極部1,2の内部に収
納されている真空スイッチ管を動作させるための操作機
構部、10はケーブル継手5と母線継手7を固定した取
付枠の天井部に設けられた天板(下部からの暖かい空気
を上部に抜くための穴明構造)である。固体絶縁開閉装
置は、上記単極部1,2、変流器3、上下断路部4,
6、操作機構部9、及び取付枠の天井部に設けられた天
板10から構成されており、図8に示すごとく、単極部
が3個で固体絶縁開閉装置全体が構成されている。 こ
のように配置されている、単極部1,2の内部構造を図
9に示す。図9のように、真空スイッチ管20の内部に
固定電極21と可動電極22が設けられており、また、
可動電極22を操作する外部の操作機構部9の一部であ
る操作ロッド23が設けられている。真空スイッチ管2
0の内部と外部の気密を保持しながら駆動するために、
伸縮可能な真空バルブベローズ24が設けられている。
このように配置されている、25の点における絶縁物表
面温度θWは、従来の構造で約40[deg](図3)
になる。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a side view for explaining a single pole portion structure adopted in a conventional solid insulation switchgear.
In the figure, reference numeral 1 shows a single pole portion A made of resin for electrically insulating and accommodating a vacuum switch tube 20 for shutting off an electric path, which will be described later, and an operating rod 23 and the like. Reference numeral 2 is a monopolar portion B having the same function as 1. Reference numeral 3 is a current transformer for measuring the electric current of the electric path, 4 is an upper disconnecting portion for cutting off the electric path to the cable 8 for power transmission and distribution, and 6 is a lower disconnecting portion having the same function. 5 is a cable joint for connecting the cable 8, 7 is a bus joint for connecting the bus bar and the solid insulated switchgear, 9 is for operating the vacuum switch tube housed inside the single pole parts 1, 2. The operation mechanism section 10 is a top plate (a perforated structure for drawing warm air from the lower part to the upper part) provided on the ceiling part of the mounting frame to which the cable joint 5 and the busbar joint 7 are fixed. The solid insulation switchgear comprises the above-mentioned single pole parts 1 and 2 , the current transformer 3, the upper and lower disconnecting parts 4,
6, the operation mechanism section 9, and the top plate 10 provided on the ceiling portion of the mounting frame, and as shown in FIG. 8, the solid insulation switchgear is entirely constituted by three single pole portions. The internal structure of the monopolar parts 1 and 2 arranged in this way is shown in FIG. As shown in FIG. 9, a fixed electrode 21 and a movable electrode 22 are provided inside the vacuum switch tube 20, and
An operation rod 23 that is a part of an external operation mechanism section 9 that operates the movable electrode 22 is provided. Vacuum switch tube 2
In order to drive while maintaining the airtightness inside and outside of 0,
An expandable vacuum valve bellows 24 is provided.
The insulator surface temperature θ W at the 25 points arranged in this way is about 40 [deg] in the conventional structure (FIG. 3).
become.

【0003】次に動作について説明する。通常、従来品
の単極部温度上昇が占める割合は、約40/50=0.
8で大半をこの部分で占めている。その理由は、単極部
表面の熱抵抗が高い(メインテナンスフリーとコンパク
ト化を目的とする自然換気冷却構造を採用しているた
め、熱伝達率が小さく、そのうえ熱面積も小さい)た
めである。この部分の温度を下げる事が、全体の温度を
下げる事になる。
Next, the operation will be described. Usually, the ratio of the temperature increase in the single pole part of the conventional product is about 40/50 = 0.
Most of them are 8 in this part. The reason is that (because it uses natural ventilation cooling structure for the purpose of maintenance-free and compact, low thermal conductivity, moreover heat transfer area is small) the thermal resistance of the single-pole unit surface high is because .. Reducing the temperature of this part lowers the overall temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の単極部の温度
は、以上のようにメインテナンスフリー構造を採用して
いるために、樹脂構成された単極部の温度は外気温度を
40℃とした場合、図3から従来品の単極部温度がほぼ
限度であった。そのため、更に多くの通電をする場合、
単極部の温度上昇が樹脂の許容温度を越えるという問題
点があった。
As for the conventional temperature of the single-pole portion, since the maintenance-free structure is adopted as described above, the temperature of the single-pole portion made of resin is the outside air temperature of 40 ° C. In this case, the temperature of the single pole part of the conventional product was almost the limit as shown in FIG. Therefore, when energizing more,
There has been a problem that the temperature rise of the single pole portion exceeds the allowable temperature of the resin.

【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、限られたスペースでメインテナ
ンスフリーを満足しながら、単極部の温度を低減させる
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the temperature of a single pole portion while satisfying maintenance-free in a limited space.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係る固体絶縁
開閉装置冷却構造は、単極部の外周に、蒸発器を囲繞し
て圧接し、ヒートパイプを介して、固体絶縁開閉装置内
部で発熱する熱量を凝縮器を使い大気中に放熱すること
によって、固体絶縁開閉装置の冷却を行おうとするもの
である。
According to the solid insulation switchgear cooling structure of the present invention, a heat is generated in the solid insulation switchgear through a heat pipe by press-contacting an outer periphery of a single pole with an evaporator. The solid insulation switchgear is cooled by radiating the generated heat to the atmosphere using a condenser.

【0007】[0007]

【作用】ヒートパイプを構成する蒸発部、凝縮部の熱伝
達率(数1000[Kcal/m2・h・℃])は非常
に大きい。そのため蒸発部〜凝縮部までの温度降下(2
〜3[deg])から考えて殆ど無視出来る。そのた
め、ヒートパイプを使用して、天板上部の空間に設置し
た凝縮器により、この位置で伝熱面積を増やし、熱放散
を行うことができる。
The heat transfer coefficient (several 1000 [Kcal / m 2 · h · ° C]) of the evaporator and the condenser of the heat pipe is very large. Therefore, the temperature drop (2
~ 3 [deg]), it can be almost ignored. Therefore, the heat pipe can be used to increase the heat transfer area at this position and dissipate the heat by the condenser installed in the space above the top plate.

【0008】[0008]

【実施例】 実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による固体絶縁開閉装
置の冷却構造を示す斜視図で、(但し、図を簡略にする
ため固体絶縁開閉装置本体は省略している)図におい
て、30,31,32は伝熱を目的として、固体絶縁開
閉装置に圧接した蒸発器(上)、(中)、(下)であ
り、30は図9に示す単極部を、31は単極部のう
ち1と同径部を、32は単極部のうち小径部を包囲し
ている。33は蒸発器と凝縮器36を接続するヒートパ
イプである。34,35(図2参照)は蒸発器を固定す
締め付けネジと締め付けバンドである。凝縮器36は
固体絶縁開閉装置の天板10上に、天板10と凝縮器3
6間に空隙を設け配置されている。変流器3は冷却構造
とは直接関係ないが、固体絶縁開閉装置内を流れる電流
を測定するためのものである。37は凝縮器内部を還流
する自然換気風である。なお図2は蒸発器の変形例であ
る。
EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a cooling structure of a solid insulation switchgear according to an embodiment of the present invention (however, the solid insulation switchgear body is omitted to simplify the drawing). 32 is an evaporator (upper), (middle), and (lower) pressed against the solid insulation switchgear for the purpose of heat transfer, 30 is the single-pole part 1 shown in FIG. 9, and 31 is the single-pole part 2 . Of these, the same diameter part as 1 and the small diameter part of the single pole part 2 are surrounded by 32. A heat pipe 33 connects the evaporator and the condenser 36. 34 and 35 (see FIG. 2) fix the evaporator
It is a tightening screw and a tightening band. The condenser 36 is mounted on the top plate 10 of the solid insulation switchgear, and the top plate 10 and the condenser 3
A space is provided between the six. The current transformer 3 is not directly related to the cooling structure, but is for measuring the current flowing in the solid insulated switchgear. Reference numeral 37 is natural ventilation air that recirculates inside the condenser. 2 shows a modified example of the evaporator.

【0009】図3は、蒸発器(上)、(中)、(下)の
厚みtと温度降下特性を示すグラフであり、図4は図3
の特性を説明するための図、図5は蒸発器を構成する3
0,31,32を具体的に取り付けた状態を示す。図6
は従来品の単極部温度と、ヒートパイプ取り付け時の単
極部温度を比較した温度特性図である。図7は図6の温
度特性図の単極部1,2に沿った距離(横軸t[m
m])を対応させるために描いた図である。
FIG. 3 is a graph showing the thickness t and temperature drop characteristics of the evaporator (upper), (middle), and (lower), and FIG. 4 is shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of FIG.
The state where 0, 31, and 32 are specifically attached is shown. Figure 6
[Fig. 4] is a temperature characteristic diagram comparing the temperature of a single electrode part of a conventional product with the temperature of a single electrode part when a heat pipe is attached. Figure 7 is the distance along the monopolar units 1 and 2 of the temperature characteristic diagram of FIG. 6 (horizontal axis t [m
m]) is a diagram drawn to correspond.

【0010】次に動作について説明する。固体絶縁開閉
装置内部で発生した熱が均一に半径方向に放熱するもの
とすれば、図4をもとに、半径方向の温度降下△θは次
式で示される。
Next, the operation will be described. Assuming that the heat generated inside the solid insulation switchgear is uniformly dissipated in the radial direction, the temperature drop Δθ in the radial direction is shown by the following equation based on FIG.

【0011】 △θ=Q・R (1) ここでQ[w]:放熱量、 R[℃/w]:熱抵抗Δθ = Q · R (1) where Q [w]: heat dissipation, R [° C / w]: thermal resistance

【0012】 R=ln(D1/D2)・0.86/(2・π・K) (2) D1、D2[m2](図4) K[Kcal/m・h・℃]:単極部の熱伝導率R = ln (D 1 / D 2 ) · 0.86 / (2 · π · K) (2) D 1 and D 2 [m 2 ] (FIG. 4) K [Kcal / m · h · ° C.] ]: Thermal conductivity of single pole

【0013】式(1),(2)より、単極部の半径方向
の温度降下△θを求めると、△θ=5〜8[deg]と
なる。また、図4における蒸発器30〜32内部の温度
降下△θはヒートパイプ33が全周に渡り配置していな
いため、周方向の温度降下△θl/4を考えるのが妥当
である。このように考えて、蒸発器の厚みt[mm]と
材料(Al:アルミニウム、Cu:銅)を変えた場合の
周方向の温度降下△θl/4を図3に示した。この図か
ら単極部と大気間までの温度降下を低減させるには、蒸
発器の材料を熱伝導率の良い銅材(Cu>Al)で、厚
みtの大きいものを使用するのが良い。
From the equations (1) and (2), when the temperature drop Δθ in the radial direction of the single pole portion is obtained, Δθ = 5 to 8 [deg]. As for the temperature drop Δθ inside the evaporators 30 to 32 in FIG. 4, since the heat pipe 33 is not arranged all around, it is appropriate to consider the temperature drop Δθ1 / 4 in the circumferential direction. Considering this, the temperature drop Δθ1 / 4 in the circumferential direction when the thickness t [mm] of the evaporator and the material (Al: aluminum, Cu: copper) are changed is shown in FIG. From this figure, in order to reduce the temperature drop between the single pole part and the atmosphere, it is preferable to use a copper material (Cu> Al) having a high thermal conductivity and a large thickness t as the material of the evaporator.

【0014】また、ヒートパイプ内部の温度勾配は無視
出来る。凝縮部では、ヒートパイプによって天板10上
部に凝縮器36を取り付けた。その結果、大気中へ放熱
するための伝熱面積が大きく取れ(従来、単極部表面
で、寸法的な制約から、大きな伝熱面積が取れなかった
ため、従来品の単極部温度は図6に示す値であった)、
熱抵抗を小さくすることができた。その結果、図6に示
す温度まで、熱抵抗(R=1/(α・A)、R[℃・h
/Kcal]:熱抵抗、α[Kcal/m2・h・
℃]:熱伝達率、A[m2]:伝熱面積)が小さくなり
温度低下が図られた。
The temperature gradient inside the heat pipe can be ignored. In the condensing unit, fitted with a condenser 36 in the top plate 10 top by a heat pipe. As a result, a large heat transfer area for radiating heat to the atmosphere can be obtained (conventional product has a large heat transfer area due to dimensional restrictions. Was the value shown in),
The thermal resistance could be reduced . As a result, thermal resistance (R = 1 / (α · A), R [° C · h] up to the temperature shown in FIG.
/ Kcal]: Thermal resistance, α [Kcal / m 2 · h ・
[° C.]: heat transfer coefficient, A [m 2 ]: heat transfer area) became small, and the temperature was lowered.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、単極
部表面に蒸発器を圧接し、固体絶縁開閉装置天板上部に
凝縮器を配置し、両者間をヒートパイプで接続する構成
としたため、固体絶縁開閉装置内部で発生する熱量を大
気中に放熱することによって、単極部表面温度を制約さ
れた空間寸法内で冷却するための固体絶縁開閉装置の冷
却構造が可能となった。
As described above, according to the present invention, the evaporator is brought into pressure contact with the surface of the single pole portion, the condenser is arranged above the top plate of the solid insulating switchgear, and the two are connected by the heat pipe. Therefore, by radiating the amount of heat generated inside the solid insulated switchgear to the atmosphere, a cooling structure of the solid insulated switchgear for cooling the surface temperature of the single pole part within the restricted space dimension became possible. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を一部省略して示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention with a part thereof omitted.

【図2】蒸発器の他の形を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing another shape of the evaporator.

【図3】蒸発器内部の周方向温度降下を示す特性曲線で
ある。
FIG. 3 is a characteristic curve showing a circumferential temperature drop inside an evaporator.

【図4】周方向温度降下を検討するために示した単極部
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a single pole portion shown for studying a circumferential temperature drop.

【図5】単極部に蒸発器を取り付けた場合の一例を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which an evaporator is attached to the single pole part.

【図6】従来品と本発明のものの単極部温度(冷却性
能)を比較した特性曲線である。
FIG. 6 is a characteristic curve comparing the single pole temperature (cooling performance) of the conventional product and that of the present invention.

【図7】特性曲線上の横軸寸法(距離)を示すために描
いたグラフとの対応図である。
FIG. 7 is a diagram corresponding to a graph drawn to show the horizontal dimension (distance) on the characteristic curve.

【図8】従来の固体絶縁開閉装置装置の側面図である。FIG. 8 is a side view of a conventional solid insulated switchgear device.

【図9】従来の固体絶縁開閉装置の一部を構成する単極
部の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a single pole portion forming a part of a conventional solid insulated switchgear.

【符号の説明】 1 単極部A 2 単極部B 3 変流器 4 上部断路 5 ケーブル継手 6 下部断路部 7 母線継手 8 ケーブル 9 操作機構部 10 天板 20 真空スイッチ管 30 蒸発器(上) 31 蒸発器(中) 32 蒸発器(下) 33 ヒートパイプ 34 締め付けネジ 35 締め付けバンド 36 凝縮器[Explanation of Codes] 1 Single pole part A 2 Single pole part B 3 Current transformer 4 Upper disconnection part 5 Cable joint 6 Lower disconnection part 7 Busbar joint 8 Cable 9 Operating mechanism part 10 Top plate 20 Vacuum switch tube 30 Evaporator ( 31) Evaporator (middle) 32 Evaporator (bottom) 33 Heat pipe 34 Tightening screw 35 Tightening band 36 Condenser

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空スイッチ管を電気的に絶縁する樹脂
表面を蒸発器で囲繞し、この蒸発器をヒートパイプによ
り凝縮器に接続したことを特徴とする固体絶縁開閉装置
の冷却構造。
1. A cooling structure for a solid insulation switchgear, characterized in that a resin surface for electrically insulating a vacuum switch tube is surrounded by an evaporator, and the evaporator is connected to a condenser by a heat pipe.
JP3290611A 1991-10-09 1991-10-09 Cooling structure for solid insulating switch device Pending JPH05128931A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101517905B1 (en) * 2013-12-13 2015-05-06 한국전기연구원 Hybrid-extinction type gas circuit breaker with cooling device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS565338B2 (en) * 1976-01-27 1981-02-04
JPH01286394A (en) * 1988-05-11 1989-11-17 Nec Corp Cooler

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