电极部件装置的制作方法

1.本发明涉及电极部件装置和制造电极部件装置的方法。


背景技术：

2.具有高标称电流的真空断路器表现出散热行为，随着电流的增加，散热行为自然会呈二次方增加。因此，用于高电流的电极壳体需要冷却设备以防止其在操作中过热。
3.在现有技术中，电极壳体被设计以使得电流路径的部分提供可以在此应用散热器的空白表面，因此热量被传导到散热片和散热器。通常，这些设备的大小受尺寸限制，因为(金属)部件仍处于高电压电位。
4.通过真空灭弧室的不同部分、电极壳体的电流路径部分以及从一个部分到另一部分的不同表面传输功率，产生了若干热阻，这会导致热源(主要在电极壳体内部)与外面的散热器之间产生温差。低的温差更有利，因为散热器处的更高温度会产生更高的热辐射(与温度的四次方成正比)。
5.虽然热管在中压断路器(mvcb)电极外壳中的实现是在现有技术中是已知的，但热管的优势尚未完全实现。为了清楚地避免热阻，有必要找到将它们组装成给定结构的适当方法。这样的结构例如是真空灭弧室，真空灭弧室在高度敏感的过程中组装以实现超高真空、清洁的表面和密封的界面，并且不能使用标准热管。
6.有必要解决这个问题。


技术实现要素：

7.因此，具有一种改进的技术来冷却诸如中压开关设备或控制设备等系统的诸如真空断流器等电极部件将是有利的。
8.本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中另外的实施例并入从属权利要求中。
9.在第一方面，提供了一种电极部件装置，该电极部件装置包括：
[0010]-电中断单元；
[0011]-散热器；以及
[0012]-热管布置。
[0013]
热管布置包括至少部分由外壳包围的多个热管。热管布置的第一端连接到散热器。热管布置的第二端连接到电中断单元。
[0014]
在一个示例中，多个热管嵌入在外壳内的导热材料内。
[0015]
在一个示例中，导热材料包括焊接材料基体。
[0016]
在一个示例中，热管布置的第二端插入到电中断单元内的钻孔中。
[0017]
在一个示例中，在热管布置的第二端到钻孔中的插入之前，热管布置的外壳在标称温度下的直径大于钻孔的内径。
[0018]
在一个示例中，热管布置的第二部分到钻孔中的插入包括钻孔附近的电中断单元
的至少一部分的加热。
[0019]
在一个示例中，热管布置的第二部分到钻孔中的插入包括热管布置的第二端的冷却。
[0020]
在一个示例中，热管布置的第二端与电中断单元的连接包括热管布置的第二端与电中断单元之间的焊接连接。
[0021]
在一个示例中，热管布置的外壳包括导热圆柱形壳体。
[0022]
在一个示例中，该装置包括连接端子。连接端子位于电中断单元与散热器之间，并且热管布置延伸穿过孔，该孔穿过连接端子。
[0023]
在一个示例中，热管布置的外壳的外表面与穿过连接端子的孔的内表面间隔开。
[0024]
在第二方面，提供了一种制造电极部件装置的方法。电极部件装置包括电中断单元、散热器和热管布置。热管布置包括至少部分由外壳包围的多个热管。该方法包括：
[0025]
a)将热管布置的第一端连接到散热器；以及
[0026]
b)将热管布置的第二端连接到电中断单元。
[0027]
在一个示例中，步骤b)包括将热管布置的第二端插入到电中断单元内的钻孔中。
[0028]
在一个示例中，在热管布置的第二端到钻孔中的插入之前，热管布置的外壳在标称温度下的直径大于钻孔的内径，其中步骤b)包括加热钻孔附近的电中断单元的至少一部分；和/或其中步骤b)包括冷却热管布置的第二端。
[0029]
在一个示例中，步骤b)包括在热管布置的第二端与电中断单元之间提供焊接连接。
[0030]
参考下文中描述的实施例，上述方面和示例将变得很清楚并且被阐明。
附图说明
[0031]
下面将参考以下附图描述示例性实施例：
[0032]
图1示出了电极壳体的示意图；
[0033]
图2示出了热管布置的示意图；
[0034]
图3示出了电极部件装置的示意图；
[0035]
图4示出了已知冷却布置；以及
[0036]
图5示出了电极部件装置的示意图。
具体实施方式
[0037]
图2、3和5涉及一种新的电极部件装置。在一个示例中，电极部件装置包括电中断单元04、散热器06和热管布置07。热管布置包括至少部分由外壳02包围的多个热管01。热管布置的第一端连接到散热器。热管布置的第二端连接到电中断单元。
[0038]
根据一个示例，多个热管嵌入在外壳内的导热材料内。
[0039]
根据一个示例，导热材料包括焊接材料03基体。
[0040]
根据一个示例，热管布置的第二端插入到电中断单元内的钻孔中。
[0041]
根据一个示例，在热管布置的第二端到钻孔中的插入之前，热管布置的外壳在标称温度下的直径大于钻孔的内径。
[0042]
根据一个示例，热管布置的第二部分到钻孔中的插入包括钻孔附近的电中断单元
的至少一部分的加热。
[0043]
根据一个示例，热管布置的第二部分到钻孔中的插入包括热管布置的第二端的冷却。
[0044]
根据一个示例，热管布置的第二端与电中断单元的连接包括热管布置的第二端与电中断单元之间的焊接连接。
[0045]
根据一个示例，热管布置的外壳包括导热圆柱形壳体。
[0046]
根据一个示例，该装置包括连接端子05。连接端子位于电中断单元与散热器之间，并且热管布置延伸穿过孔，该孔穿过连接端子。
[0047]
根据一个示例，热管布置的外壳的外表面与穿过连接端子的孔的内表面间隔开。
[0048]
综上所述，也很明显，可以采用一种制造电极部件装置的新方法。电极部件装置包括电中断单元04、散热器06和热管布置07。热管布置包括至少部分由外壳02包围的多个热管01。该新方法包括以下步骤：
[0049]
a)将热管布置的第一端连接到散热器；以及
[0050]
b)将热管布置的第二端连接到电中断单元。
[0051]
在一个示例中，多个热管嵌入在外壳内的导热材料内。
[0052]
在一个示例中，导热材料包括焊接材料03基体。
[0053]
根据一个示例，步骤b)包括将热管布置的第二端插入到电中断单元内的钻孔中。
[0054]
根据一个示例，在热管布置的第二端到钻孔中的插入之前，热管布置的外壳在标称温度下的直径大于钻孔的内径，其中步骤b)包括加热钻孔附近的电中断单元的至少一部分；和/或其中步骤b)包括冷却热管布置的第二端。
[0055]
根据一个示例，步骤b)包括在热管布置的第二端与电中断单元之间提供焊接连接。
[0056]
在一个示例中，热管布置的外壳包括导热圆柱形壳体。
[0057]
在一个示例中，该装置包括连接端子(05)，其中连接端子位于电中断单元与散热器之间，并且其中热管布置延伸穿过孔，该穿过连接端子。
[0058]
在一个示例中，热管布置的外壳的外表面与穿过连接端子的孔的内表面间隔开。
[0059]
进一步描述了该新装置的具体细节，其中除了再次参考图2、3和5之外，还参考图1和4。
[0060]
图1示出了电极壳体的以下部分。热端04，它是电流路径的一部分，例如真空灭弧室，并且必须冷却才能满足类型试验标准的要求。电流路径05的其他部分，例如连接端子，它在物理上阻止任何冷却部件的直接应用，并且在操作期间也会被加热。散热片06，它暴露在环境中并且通过附接到必须冷却的可接触部件而吸收热量。在所示布置中，最好直接接触热侧04。然而，这在给定电极壳体中是不可能的。
[0061]
图2示出了新装置的一部分。该图示出了多个热管01的布置07，该热管01被机械稳定并且导热良好的圆柱形壳体02分组和包围。热管嵌入在焊接材料03基体中，这实现了朝向和远离壳体内部的热管的良好的热流。完整的布置(这里称为热管组)一方面表现得像一根大热管，但另一方面机械稳定并且易于处理。
[0062]
图3示出了新装置的一个示例。这里，热管组可以嵌入热侧07，以吸收所生成的热功率。这种嵌入可以通过至少两种方法进行。第一种方法是用焊接材料本身填充热侧与热
管组之间的小间隙，因此通过使用导热良好的材料，可以将任何热阻降至最低。第二种嵌入方法是在热侧钻取钻孔，该钻孔的直径与热管组的外径相比略小。在装配过程中，热侧的部分被加热，使得钻孔增大并且热管组被冷却以使其收缩。在这种状态下，它可以插入并且在稳定之后以机械稳定和导热的方式连接。
[0063]
热管组现在暴露在热侧，并且可以与散热器接触，散热器接收热量并且散发热量。在这种布置中，热侧与散热器之间的热阻显著降低，并且主要避免了通过其他部件05的热流。
[0064]
图4示出了带有散热器的现有冷却装置的示意图。图5示出了新装置的示意图，其中使用了如上所述的新热管布置。现在，从中断单元到散热器的热传输增加，并且连接到中断单元的两个电导体的温度降低。
[0065]
尽管在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和从属权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其他变化。