DE69216657T2

DE69216657T2 - Gasisoliertes, elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE69216657T2
Application number: DE69216657T
Authority: DE
Inventors: Naoya Ogawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2012-02-22
Also published as: US5252778A; KR920017141A; KR960014519B1; EP0500390A1; EP0500390B1; DE69216657D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein gasisoliertes elektrisches Gerät, z.B. einen gasisolierten Transformator unter Verwendung eines isolierenden Gases einer hohen Stehspannung, wie SF&sub6;, und betrifft insbesondere ein gasisoliertes elektrisches Gerät mit einem Radiator zum Kühlen des isolierenden Gases hoher Stehspannung.
In neuerer Zeit wird häufig eine Transformatorstation in einem Bürogebäude oder in einem Keller(raum) gebaut. In die Transformatorstation ist oder wird ein elektrisches Hochspannungsgerät, etwa ein Leistungs- bzw. Netztransformator, eingebaut. Bei einem herkömmlichen elektrischen Hochspannungsgerät wurde ein isolierendes Öl bzw. Isolieröl als Kühlmittel verwendet. Das Isolieröl ist bezüglich Sicherheit, z.B. Brandgefahr, problematisch. Aufgrund dieser Gegebenheiten wurde in einem elektrischen Hochspannungsgerät in den letzten Jahren SF&sub6;-Gas verwendet, das nicht nur als isolierendes Gas einer hohen Stehspannung, sondern auch als Kühlmittel eingesetzt wird. Ein derartiges gasisoliertes elektrisches Gerät umfaßt einen Körper oder Aufbau des elektrischen Geräts sowie einen daran angebrachten Strahler bzw. Radiator.
Die spezifische Wärme und die Leitfähigkeit von SF&sub6;-Gas sind jedoch bekanntlich niedriger als die des isolierenden Öls. Da die Wärmeübertragungsleistung wesentlich schlechter ist als beim isolierenden Öl, muß ein Radiator einer (eines) großen Kapazität bzw. Fassungsvermögens verwendet werden. Außerdem ist der Raum im Bürogebäude oder im Keller bzw. Tiefgeschoß, wo das elektrische Hochspannungsgerät installiert werden soll, beschränkt; der Einbau des elektrischen Hochspannungsgeräts mit einem großen Radiator gestaltet sich mithin schwierig.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen selbstkühlenden gasisolierten Transformators als typisches Beispiel für das erwähnte gasisolierte elektrische Gerät. Der selbstkühlende gasisolierte Transformator gemäß Fig. 1 umfaßt einen Transformatorkörper 12 und einen Strahler bzw. Radiator 14. Hauptbauteile des Transformatorkörpers 12 sind ein Gehäuse 12A, eine Wicklung 12B und ein Eisenkern 12C. Wicklung 12B und Eisenkern 12C sind im isolierten Zustand im Gehäuse 12A angeordnet. In den Transformatorkörper 12 und den Radiator 14 ist ein isolierendes Gas hoher Stehspannung bzw. SF&sub6; 16 eingefüllt.
Der Radiator 14 ist im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 im einzelnen beschrieben. Zahnreiche voneinander beabstandete Lamellen bzw. (plattenförmige) Hohlkörper 14B jeweils praktisch gleicher Dicke sind über Koppelstücke 14C zwischen einen oberen Sammler 14A und einen unteren Sammler 14A, die einen ovalen Querschnitt aufweisen, eingeschaltet. Die Koppelstücke 14C sind dabei an beiden Endabschnitten jedes Hohlkörpers (panel) 14B angeordnet und andererseits an den einander zugewandten Flächen der oberen und unteren Sammler 14A angebracht. Die Koppelstücke 14C steuern die Verzweigung oder Verteilung und das Zusammenströmen bzw. Sammeln des die Hohlkörper 14B durchströmenden isolierenden Gases 16.
Ein offener Endabschnitt jedes der oberen und unteren Sammler 14A ist mit einem Flansch 14D1, 14D2 versehen. Die Flansche 14D1 und 14D2 sind mit einem (nicht dargestellten) Transformatorkörper oder -aufbau verbunden, so daß dessen Innenraum mit dem jeweiligen Innenraum von oberem und unterem Sammler 14A in Verbindung steht. Die anderen Endabschnitte der oberen und unteren Sammler 14A sind verschlossen. Jeder Hohlkörper 14B weist einen längsverlaufenden Innenraum auf. Der Innenraum jedes Hohlkörpers 14B kommuniziert mit den Innenräumen von oberem und unterem Sammler 14A. Infolgedessen wird durch die miteinander in Verbindung stehenden Innenräume von Transformatorkörper, oberem und unterem Sammler 14A sowie der Hohlkörper 14B ein geschlossener Gasdurchgang gebildet.
Das in den geschlossenen Gasdurchgang eingefüllte SF&sub6;- Gas zirkuliert durch ersteren auf natürliche Weise und strahlt die Wärme hauptsächlich in den Hohlkörpern 14B ab, wodurch die Innenräume von Transformatorkörper und Radiator 14 gekühlt werden. Die natürliche Zirkulation (Thermosiphonumwälzung) des SF&sub6;-Gases 16 ist nachstehend näher erläutert. Das SF&sub6;-Gas 16 strömt vom Transformatorkörper zu einem Durchgang 18A1 des oberen Sammlers 14A. Sodann wird das Gas 16 in die Hohlkörper 14B verzweigt bzw. verteilt, um durch deren Durchgänge 18B lotrecht abwärts zu strömen. Das die Durchgänge 18B der Hohlkörper 14B durchströmende SF&sub6;-Gas wird in einem Durchgang 18A2 des unteren Sammlers 14A zum Zusammenströmen gebracht bzw. gesammelt. Das gesammelte SF&sub6;-Gas 16 strömt sodann zum Transformatorkörper zurück.
Wenn bei dieser Anordnung das SF&sub6;-Gas die Durchgänge 18B der Hohlkörper 14B durchströmt, wird die Luft um die Hohlkörper 14B herum erwärmt, so daß Konvektion auftritt, durch welche grundsätzlich eine Wärmeabstrahlung herbeigeführt wird. Wenn das Gas 16 die Durchgänge 18B der Hohlkörper 14 (14B) mit Turbulenz durchströmt, ist der Abstrahlungswirkungsgrad erhöht.
Da hierbei das Isolieröl durch das SF&sub6;-Gas einer geringeren Wärmeübertragungsleistung als Kühlmittel ersetzt ist, muß die Zirkulations- bzw. Umwälzmenge des SF&sub6;-Gases vergrößert werden, um damit die Kühlleistung des Radiators 14 zu erhöhen.
Wenn das Verhältnis der Querschnittsfläche der Durchgänge 18A1, 18A2 jedes der oberen und unteren Sammler 14A zur Querschnittsfläche jedes Koppelstücks 14C zwischen jedem Hohlkörper 14B sowie den oberen und unteren Sammlern 14A, an bzw. in denen das SF6-Gas verteilt (branched) oder gesammelt (confluent) wird, groß ist, sind der Verteilungs- und der Sammelverlustkoeffizient groß. Dabei ergibt sich der nachstehend angegebene Nachteil, so daß die Abmessungen des Radiators 14 nicht verkleinert werden können.
Zum einen läßt sich der Verteilungsverlust/Sammelverlust am Koppelstück 14C durch das Produkt aus dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit von SF&sub6;-Gas in den Durchgängen 18A1 und 18A2, die Dichte des SF&sub6;-Gases und den Verteilungs- oder Sammelverlustkoeffizienten ausdrücken; wenn sich somit der Verteilungs- oder der Sammelverlustkoeffizient vergrößert, nimmt der Verteilungs- oder Sammelverlust zu, oder die Umwälzströmungsmenge bzw. -geschwindigkeit des SF&sub6;-Gases verringert sich.
Wenn zum zweiten der Verteilungs- oder Sammelverlust zunimmt, neigen die Strömungsmengen bzw. -geschwindigkeiten (rates) des die Hohlkörper 14B durchströmenden HF&sub6;-Gases dazu, ungleichmäßig zu werden, so daß in einigen der Hohlkörper 14B eine Laminarströmung mit niedriger Wärmeleitfähigkeit auftreten kann. Auch wenn dabei die Zahl der Hohlkörper 14B vergrößert wird, erfährt die Strahlungsmenge praktisch keine Vergrößerung.
Ein zweites Beispiel nach dem Stand der Technik ist im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben. Gemäß den Fig. 4 und 5 ist ein Radiator 20 mit einem Transformatorkörper eines selbstkühlenden, gasisolierten Transformators (nicht dargestellt) verbunden. Der Radiator 20 weist je einen rohrförmigen oberen und unteren Sammler 20A, 20A und eine Anzahl von voneinander beabstandeten, zwischen oberem und unterem Sammler 20A angeordneten (plattenförmigen) Hohlkörpern 20B jeweils im wesentlichen gleicher Dicke auf. Jeder der oberen und unteren Sammler 20A weist eine Anzahl von Leitungen (ducts) 20C in seiner Längsrichtung auf. In beiden Endabschnitten jedes Hohlkörpers 20B ist eine Bohrung geformt. Die oberen und unteren Sammler 20A sind durch die in den beiden Endabschnitten der Hohlkörper 20B ausgebildeten Bohrungen (hindurch) eingesetzt. Die Positionen der Bohrungen in beiden Endabschnitten der Hohlkörper 20B sind mit den Lagen der Leitungen 20C der oberen und unteren Sammler 20A übereinstimmend festgelegt, und die Hohlkörper 20B sind durch Schweißen o.dgl. mit den oberen und unteren Sammlern 20A verbunden. Die Leitungen 20C des oberen Sammlers 20A liegen den Leitungen 20C des unteren Sammlers 20A gegenüber. Die Leitungen 20C der oberen und unteren Sammler 20A steuern die Verzweigung bzw. Verteilung und das Zusammenströmen bzw. Sammeln des die Hohlkörper 20B durchströmenden isolierenden Gases 16.
Ein offener Endabschnitt jedes der oberen und unteren Sammler 20A ist mit einem Flansch 20D1, 20D2 versehen. Die Flansche 20D1 und 20D2 sind mit dem (nicht dargestellten) Transformatorkörper verbunden, so daß dessen Innenraum mit den Innenräumen der oberen und unteren Sammler 20A in Verbindung steht. Der andere Endabschnitt jedes der oberen und unteren Sammler 20A ist verschlossen. Jeder Hohlkörper 20B weist einen längsverlaufenden Innenraum auf. Die Innenräume der Hohlkörper 20B kommunizieren mit den Innenräumen der oberen und unteren Sammler 20A. Infolgedessen ist durch die miteinander kommunizierenden bzw. verbundenen Innenräume des Transformatorkörpers, der oberen und unteren Sammler 20a sowie der Hohlkörper 20B ein geschlossener Gasdurchgang gebildet.
Das in den geschlossenen Gasdurchgang eingefüllte SF&sub6;- Gas zirkuliert durch ersteren auf natürliche Weise (mit Thermosiphonumwälzung) und strahlt Wärme prinzipiell in den Hohlkörpern 20B ab, um damit die Innenräume von Transformatorkörper und Radiator 20 zu kühlen. Die natürliche (oder Thermosiphon-)Zirkulation des SF&sub6;-Gases ist nachstehend spezifischer beschrieben. Das SF&sub6;-Gas strömt vom Transformatorkörper zu einem Durchgang 22A1 des oberen Sammlers 20A. Sodann wird das Gas in die Hohlkörper 20B verzweigt bzw. verteilt, um die Durchgänge 22B der Hohlkörper 20B lotrecht abwärts zu durchströmen. Das die Durchgänge 22B der Hohlkörper 20B durchströmende SF&sub6;-Gas wird in einem Durchgang 22A2 des unteren Sammlers 20A zum Zusammenströmen gebracht bzw. gesammelt. Das gesammelte (confluent) SF&sub6;-Gas strömt zum Transformatorkörper zurück.
Wenn bei dieser Anordnung das SF6-Gas die Durchgänge 22B der Hohlkörper 20B durchströmt, wird die Luft um die Hohlkörper 20B herum erwärmt, wobei Konvektion auftritt, durch die hauptsächlich eine Wärmeabstrahlung herbeigeführt wird. Wenn das Gas die Durchgänge 22B der Hohlkörper 20B mit Turbulenz durchströmt, ist der Abstrahlungswirkungsgrad erhöht.
Da hierbei das Isolieröl durch das SF&sub6;-Gas einer geringeren Wärmeübertragungsleistung als Kühlmittel ersetzt ist, muß die Zirkulations- bzw. Umwälzmenge des SF&sub6;-Gases vergrößert werden, um damit die Kühlleistung des Radiators 20 zu erhöhen.
Es wurde daran gedacht, zur Glättung der Konvektion von Luft um die Hohlkörper 20B herum und zur Verbesserung der Wärmeaustauschleistung der Hohlkörper 20B die Außendurchmesser der oberen und unteren Sammler 20A, welche die Konvektion behindern, zu verkleinern. Mit einer Verkleinerung der Außendurchmesser jedes der oberen und unteren Sammler 20A werden aber auch ihre Innendurchmesser und die Querschnittsfläche des Durchgangs 22A jedes Sammlers 20A verkleinert. Es ist somit - wie beim ersten Beispiel - nachteilig, die Außendurchmesser der oberen und unteren Sammler 20A zu verkleinern, so daß es schwierig ist, die Größe des Radiators zu verringern.
Andererseits wird der selbstkühlende, gasisolierte Transformator gemäß dem zweiten Beispiel, der ein Kühlmittel wie Isolieröl oder isolierendes Gas verwendet, bei Transformatoren mittlerer und kleiner Leistung verbreitet angewandt. Beim selbstkühlenden Transformator ist jedoch die Zirkulationskraft des Kühlmittels zum Kühlen von Wicklung und Eisenkern schwächer als bei einem Gerät mit Zwangszirkulation oder -umwälzung; somit ist es nötig, den Druckverlust möglichst weit zu reduzieren, die Zirkulations- oder Umwälzmenge des Kühlmittels möglichst stark zu erhöhen und das Kühlmittel den Durchgang zum Kühlen von Wicklung und Eisenkern mit größtmöglicher Wirksamkeit durchströmen zu lassen. Wenn die Zirkulations- oder Umwälzmenge des Kühlmittels klein und die Zirkulationswirksamkeit des Kühlmittels, das zum Durchströmen des Durchgangs zum Kühlen von Wicklung und Eisenkern gebracht ist, niedrig sind, müssen Abmessungen, Kosten und Einbauraum für den Transformator vergrößert bzw. erhöht werden.
Gemäß Fig. 1 strömt das SF&sub6;(-Gas) im Transformatorkörper, wie durch gestrichelte Pfeile angedeutet, nicht nur durch die Durchgange in Wicklung 12B und Eisenkern 12C, sondern auch durch den Raum zwischen Wicklung 12B und Gehäuse 12A, um damit die Wicklung 12B und den Eisenkern 12C zu kühlen. Die Strömung von SF&sub6;-Gas 16 durch den Raum zwischen Wicklung 12B und Gehäuse 12A trägt jedoch nur wenig zum Kühlen der Wicklung 12B bei.
Im folgenden ist ein Problem beschrieben, das sich ergibt, wenn SF&sub6;-Gas 16 den Raum zwischen Wicklung 12B und Gehäuse 12A durchströmt. Es sei angenommen, daß die Strömungsmenge bzw. -geschwindigkeit des den Durchgang zum Kühlen von Wicklung 12B und Eisenkern 12C durchströmenden SF&sub6;-Gases mit W1 und die Strömungsmenge bzw. -geschwindigkeit des den Raum zwischen Wicklung 12B und Gehäuse 12A durchströmenden SF&sub6;-Gases mit W2 bezeichnet sind. Dabei strömt SF&sub6;-Gas mit W1 und W2 im Radiator 14. Zur Verhinderung eines Anstiegs des Druckverlusts (oder -abfalls) im Radiator 14 müssen die Abmessungen des Radiators 14, der in einem größeren Einbauraum angeordnet sein wird, vergrößert werden, um damit eine Verringerung der Zirkulationsströmungsmenge zu verhindern. Zur Vergrößerung von W1 ist es zudem nötig, die Querschnittsfläche des Durchgangs zum Kühlen von Wicklung 12B und Eisenkern 12C zu vergrößern.
Wie oben angegeben, strömt beim herkömmlichen Transformator 10 das SF&sub6; 16 durch den Raum zwischen Wicklung 12B und Gehäuse 12A. Infolgedessen sind der Einbauraum für Installation des Radiators 12 und der Raum zwischen Wicklung 12B und Eisenkern 12C vergrößert, was in einer Größenzunahme des Transformators 10 und einer Kostenerhöhung dafür resultiert.
Die EP-A-0082360 offenbart eine Kühlvorrichtung für einen elektrischen Transformator mit einer in der Horizontalrichtung angeordneten Kühleinheit, die von Kühlmittel durchströmt wird. An Einlaß- und Auslaßseite der Kühleinheit sind erste und zweite Sammler vorgesehen. Eine erste Rohrleitung leitet das Kühlmittel, das den Transformator gekühlt hat, zum ersten Sammler, eine zweite Rohrleitung leitet das Kühlmittel in der Kühleinheit über den zweiten Sammler in den Transformator, und eine Leitung führt nach Abschluß des Wärmeaustausches zwischen dem in der Kühleinheit befindlichen Kühlmittel und Luft die letztere zu einem Bereich über der Kühleinheit.
Die FR-A-2237289 offenbart einen externen Kühler für einen Transformator. Der Kühler weist einen mit dem Transformator verbundenen Fluideinführsammler zum Einführen eines isolierenden Gases vom Transformator auf. Mit dem Transformator ist ein Fluidaustragsammler zum Austragen des isolierenden Fluids zum Transformator verbunden. Zwischen Fluideinführ- und Fluidaustragsammler verlaufen mehrere Wärmeabstrahlelemente.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines gasisolierten elektrischen Geräts, dessen Größe ohne Verschlechterung einer Kühlleistung verkleinert ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines selbstkühlenden, gasisolierten elektrischen Geräts, dessen Größe ohne Verschlechterung einer Kühlleistung verkleinert ist.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein gasisoliertes elektrisches Gerät, umfassend: einen Körper des elektrischen Geräts mit einem Aufnahmeraum, ein zu isolierendes elektrisches Element, das im Aufnahmeraum untergebracht ist, ein in den Aufnahmeraum eingefülltes, eine hohe Stehspannung aufweisendes isolierendes Gas und einen Radiator zum Kühlen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases mit mindestens einem mit dem Körper des elektrischen Geräts verbundenen Gaseinführsammler zum Einführen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases vom bzw. aus dem Körper des elektrischen Geräts, wobei der Gaseinführsammler eine Anzahl von längs seiner Längsachse angeordneten Leitungen aufweist, mindestens einem mit dem Körper des elektrischen Geräts verbundenen Gasaustragsammler zum Austragen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases zum bzw. in den Körper des elektrischen Geräts, wobei der Gasaustragsammler eine Anzahl von längs seiner Längsachse angeordneten Leitungen aufweist, und einer Anzahl von Wärmeabstrahlelementen jeweils einer (plattenartigen) Hohlkörperform (panel shape), deren einer offener Endabschnitt über eine betreffende der mehreren Leitungen des Gaseinführsammlers direkt oder indirekt mit dem Gaseinführsammler verbunden ist, deren anderer offener Endabschnitt über eine betreffende der mehreren Leitungen des Gasaustragsammlers direkt oder indirekt mit dem Gasaustragsammler verbunden ist und die einen längs der Längsachse der Wärmeabstrahlelemente geformten Gasdurchgang aufweisen, welche Wärmeabstrahlelemente das eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas vom Gaseinführsammler aufnehmen, das aufgenommene, eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas durch Strahlung oder Abstrahlung kühlen und das gekühlte, eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas zum Gasaustragsammler austragen; dieses Gerät ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein, in mindestens einem der Gaseinführ- und Gasaustragsammler angeordnetes Variiermittel zum Variieren des Durchgangsquerschnitts in mindestens einem der Gaseinführ- und Gasaustragsammler vorgesehen ist.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines typischen, dem Stand der Technik entsprechenden selbstkühlenden, gasisolierten Transformators,
Fig. 2 eine Vorderansicht eines Beispiels des am Transformator nach Fig. 1 montierten Radiators,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine Vorderansicht eines anderen Beispiels des am Transformator nach Fig. 1 montierten Radiators,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 eine Vorderansicht eines selbstkühlenden, gasisolierten Transformators,
Fig. 7 einen lotrechten Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine perspektivische Teildarstellung im Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6,
Fig. 9 ein Kennliniendiagramm eines Verlusts bzw. Abfalls der Gasströmung in Beziehung zum Verhältnis der Querschnittsfläche des Durchgangs eines Sammlers zur Querschnittsfläche des Durchgangs eines Hohlkörpers,
Fig. 10A und 10B Draufsichten zur Darstellung eines Beispiels der Form einer Leitung eines Sammlers,
Fig. 11 eine Draufsicht zur Darstellung eines anderen Beispiels der Form einer Leitung eines Sammlers,
Fig. 12 ein Kennliniendiagramm der Beziehung zwischen einem Maß a und einem Druckverlust in einer Leitung eines Sammlers,
Fig. 13 eine Vorderansicht eines Radiators als Hauptbauteil eines selbstkühlenden, gasisolierten Transformators,
Fig. 14 eine Vorderansicht eines Radiators als Hauptbauteil eines selbstkühlenden, gasisolierten Transformators gemäß der Erfindung,
Fig. 15 eine perspektivische Teildarstellung längs der Linie XV-XV in Fig. 13,
Fig. 16 eine Vorderansicht eines Radiators als Hauptbauteil eines selbstkühlenden, gasisolierten Transformators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 17 schematische Darstellungen verschiedener Abwandlungen des Transformators nach den Fig. 6 bis 12, worin die Querschnittsflächen von Durchgängen der Sammler unverändert/geändert, die Querschnittsflächen von Durchgängen der Hohlkörper identisch/verschieden und die Abstände zwischen den Hohlkörpern identisch/verschieden sind, und
Fig. 18 schematische Darstellungen verschiedener Abwandlungen des Transformators nach Fig. 13, worin die Querschnittsflächen von Durchgängen der Sammler identisch/verschieden, die Querschnittsflächen von Durchgängen der Hohlkörper identisch/verschieden und die Abstände zwischen den Hohlkörpern identisch/verschieden sind.
Im folgenden ist anhand der Fig. 6 bis 12 ein selbstkühlender, gasisolierter Transformator beschrieben. Gemäß Fig. 6 umfaßt ein selbstkühlender, gasisolierter Transformator 100 einen Transformatorkörper 112 und einen Radiator 114. Der Radiator 114 entspricht dabei nicht der vorliegenden Erfindung. Hauptbauteile des Transformatorkörpers 112 sind ein Gehäuse 112A, eine Wicklung 112B und ein Eisenkern 112C. Die Wicklung 112B und der Eisenkern 112C sind im Gehäuse 112A in einem isolierten Zustand angeordnet. Transformatorkörper 112 und Radiator 114 sind mit einem isolierenden Gas einer hohen Stehspannung bzw. SF&sub6;-Gas 16 gefüllt.
Nachstehend ist der Radiator 114 anhand der Fig. 6 bis 8 im einzelnen beschrieben. Mehrere voneinander beabstandete (plattenförmige) Hohlkörper 114B oder Gasstrahlerzylinderelemente jeweils der gleichen Dicke sind zwischen einem als Gaseinführzylinderelement dienenden oberen Sammler 114A und einem als Gasaustragzylinderelement dienenden unteren Sammler 114A angeordnet, wobei an beiden Seitenabschnitten der Hohlkörper 114B Koppelstücke 114C montiert sind.
Oberer und unterer Sammler 114A besitzen jeweils die gleiche Form. Der Sammler 114A umfaßt einen Durchgangsbildungsabschnitt 114A1 mit einer im wesentlichen halben Querschnittsfläche und ein an diesem befestigtes Hohlkörperkoppelstück 114A2. Der Sammler 114A ist insgesamt ein zylindrisches Element oder Zylinderelement mit einem kürzeren Maß oder Breitenmaß von etwa 170 mm. Das Hohlkörperkoppelstück 114A2 ist in seiner Längsrichtung mit mehreren Öffnungen bzw. Bohrungen versehen, die noch zu beschreibenden Leitungen 114C1 entsprechen.
Jeder Hohlkörper 114B ist ein dünner bzw. flacher Kasten mit einem kürzeren Maß oder Breitenmaß von etwa 460 mm.
Die Koppelstücke 114C sind an den einander zugewandten Flächen von oberem und unterem Sammler 114A befestigt. Die Koppelstücke 114C steuern die Verzweigung bzw. Verteilung und das Zusammenströmen bzw. Sammeln des isolierenden Gases 16 in den Hohlkörpern 114B. Jedes Koppelstück 114C fungiert als Trichter für SF&sub6;-Gas 16. Die Koppelstücke 114C sind am oberen Sammler 114A in Entsprechung zu den Hohlkörpern 114B angebracht; auf ähnliche Weise sind die Koppelstücke 114C am unteren Sammler 114A in Entsprechung zu den Hohlkörpern 114B angebracht. Diese Koppelstücke besitzen jeweils die gleiche Form.
Gemäß Fig. 8 ist jedes Koppelstück 114C ein kastenartiges Element mit einer rechteckigen Sammleranschlußplatte 114C2, zwei großen trapezförmigen Platten 114C3-1 und 114C3-2 sowie zwei kleinen trapezförmigen Platten 114C4-1 und 114C4- 2. Die rechteckige Sammleranschlußplatte 114C2 weist eine Leitung (duct) 114C1 mit einer Fläche von a x b entsprechend einer Durchgangsquerschnittsfläche (a = ein Maß längs der kürzeren Dimension (Dickendimension) des Hohlkörpers 114B, und b ein Maß längs der längeren Dimension (Breitendimension) des Hohlkörpers 114B) auf.
Die beiden großen trapezförmigen Platten 114C3-1 und 114C3-2 sind einander zugewandt, und die beiden kleinen trapezförmigen Platten 114C4-1 und 114C4-2 sind ebenfalls einander zugewandt. Die kürzeren Seitenabschnitte der großen trapezförmigen Platten 114C3-1 und 114C3-2 sind an den längeren Seitenabschnitten der Sammleranschlußplatte 114C2 befestigt, während die längeren Seitenabschnitte der großen trapezförmigen Platten 114C3-1 und 114C3-2 an den längeren Seitenabschnitten des Hohlkörpers 114B befestigt sind. Die längeren Seitenabschnitte der kleinen trapezförmigen Platten 114C4-1 und 114C4-2 sind an den kürzeren Seitenabschnitten der Sammleranschlußplatte 114C2 befestigt, während die kürzeren Seitenabschnitte der kleinen trapezförmigen Platten 114C4-1 und 114C4-2 an den kürzeren Seitenabschnitten des Hohlkörpers 114B befestigt sind.
Das Koppelstück 114C kann als umgedrehter bzw. kopfstehender Trichter betrachtet werden. Die Dicke des Koppelstücks 114C verkleinert sich fortlaufend in Richtung auf den Hohlkörper 114, während sich seine Breite in Richtung auf den Hohlkörper 114B fortlaufend vergrößert.
Da die Fläche der Leitung 114C1 des Koppelstücks 114C groß ist, kann aus dem Sammler 114A zuströmendes SF&sub6;-Gas 16 durch die eine große Fläche (Durchgangsquerschnittsfläche) besitzende Leitung 114C1 in den Hohlkörper 114B geleitet werden, und das aus dem Hohlkörper 114B ausströmende Gas 16 kann über die Leitung 114C1 einer großen Fläche (Durchgangsquerschnittsfläche) in den Sammler 114A geleitet werden.
Ein offener Endabschnitt jedes der oberen und unteren Sammler 114A ist mit einem Flansch 114D1, 114D2 versehen. Die Flansche 114D1 und 114D2 sind mit dem Transformatorkörper 112 über Verbindungsrohre 114E verbunden. Demzufolge kommuniziert der Innenraum des Transformatorkörpers 112 mit den Innenräumen der oberen und unteren Sammler 114A. Der andere Endabschnitt jedes Sammlers 114A ist verschlossen. Jeder Hohlkörper 114B weist einen längsverlaufenden Innenraum auf. Die Innenräume der Hohlkörper 114B kommunizieren mit den Innenräumen der oberen und unteren Sammler 114A. Infolgedessen ist durch die miteinander in Verbindung stehenden Innenräume von Transformatorkörper 112, oberem und unterem Sammler 114a sowie Hohlkörpern 114B ein geschlossener Gasdurchgang geformt.
Das in den geschlossenen Gasdurchgang eingefüllte SF&sub6;- Gas zirkuliert durch ersteren auf natürliche Weise, wobei es prinzipiell oder hauptsächlich in den Hohlkörpern 114B Wärme abstrahlt, wodurch die Innenräume von Transformatorkörper und Radiator 114 gekühlt werden. Die natürliche Zirkulation (Thermosiphonumwälzung) des SF&sub6;-Gases ist im folgenden spezifischer beschrieben. Das SF&sub6;-Gas strömt vom Transformatorkörper zu einem Durchgang 18A1 des oberen Sammlers 114A. Anschließend wird das Gas in die Hohlkörper 114B verteilt, um die Durchgänge 118B der Hohlkörper 114B lotrecht abwärts zu durchströmen. Das die Durchgänge 118B der Hohlkörper 114B durchströmende SF&sub6;-Gas wird in einem Durchgang 118A2 des unteren Sammlers 114A zum Zusammenströmen gebracht bzw. gesammelt. Das gesammelte SF&sub6;-Gas strömt zum Transformatorkörper 112 zurück. Während das SF&sub6;-Gas die Durchgänge 118B der Hohlkörper 114B durchströmt, wird dabei die Luft um die Hohlkörper 114B herum erwärmt, wobei Konvektion auftritt. Mit der Konvektion wird prinzipiell Wärmeabstrahlung bewirkt.
Andererseits sei nunmehr angenommen, daß SF&sub6;-Gas mit konstanter Strömungsmenge durch die Innenräume des Transformatorkörpers 112 und des Radiators 114, bei dem (plattenförmige) Hohlkörper 114B zwischen oberen und unteren Sammlern 114A vorgesehen sind, umgewälzt wird. In Fig. 9 sind auf der Abszisse das Verhältnis der Durchgangsquerschnittsfläche der oberen und unteren Sammler 114A zu derjenigen der Hohlkörperleitung 114C1 und auf der Ordinate die Summe aus dem Verteilungsverlust und dem Sammelverlust beim Verteilen des SF6-Gases 16 in die Hohlkörper 114B bzw. beim Sammeln desselben am unteren Sammler 114A aufgetragen. Gemäß Fig. 9 verringert sich der Verlust schlagartig, wenn das Verhältnis der Durchgangsquerschnittsfläche des Sammlers 114A zu derjenigen der Leitung 114C1 abnimmt, d.h. die Durchgangsquerschnittsfläche der Einlaß- und Auslaßabschnitte des Hohlkörpers 114B sich vergrößert.
Bei der beschriebenen Anordnung verringert sich die Dicke des Koppelstücks 114C in Richtung auf den Hohlkörper 114B fortlaufend, während sich seine Breite in Richtung auf den Hohlkörper 114B fortlaufend vergrößert. Demzufolge ist das Verhältnis der Durchgangsquerschnittsfläche des Sammlers 114A zu derjenigen der Leitung 114C1 in den Verteilungs- und Sammelbereichen klein, so daß der Verteilungs/Sammelverlust abnimmt und die Strömungsmenge des auf natürliche Weise zirkulierenden SF&sub6;-Gases sich erhöht. Da Verteilungs- und Sammelverluste verringert sind, wird die Strömungsmenge am Durchgang 118B jedes Hohlkörpers 114B gleichmäßig, so daß das Gas mit einer Turbulenzströmung und nicht mit einer Laminarströmung strömt. Außerdem vergrößert sich die Zirkulations- bzw. Umwälzmenge bzw. -geschwindigkeit des SF&sub6;-Gases und erhöht sich demzufolge der Wärmeübergangskoeffizient, so daß die Strahlungsleistung pro Hohlkörper 114B deutlich verbessert ist.
Infolgedessen kann der gasisolierte Transformator kompakt ausgestaltet und in einem begrenzten Raum installiert werden; außerdem wird eine Kostensenkung für den Transformator erzielt.
Zweckmäßige Formen der Leitung sind im folgenden anhand der Fig. 10A bis 12 beschrieben. Bei der beschriebenen, in Fig. 10A dargestellten Anordnung weist die Leitung 114C1 eine Rechteckform auf, die durch ein Maß a längs der kürzeren Dimension (Dicke) des Hohlkörpers 114B und ein Maß b längs der längeren Dimension (Breite) des Hohlkörpers 114B definiert ist, und sie besitzt eine (Ober-)Fläche a x b entsprechend der Durchgangsquerschnittsfläche.
Die obige Beschreibung betrifft den Fall, in welchem die Breite des Sammlers 114A etwa 170 mm und die Breite des Hohlkörpers 114B etwa 400 mm betragen; die gleiche Funktion und Wirkung kann jedoch auch mit anderen Abmessungen erreicht werden.
Es ist auch möglich, eine Leitung 114C1' einer Rhombusform zu verwenden, die durch ein Diagonalmaß a' in der Quer(Dicken-)richtung und ein Diagonalmaß b' in der Längs(Breiten-)richtung definiert ist.
Weiterhin kann gemäß Fig. 10B eine Leitung einer ovalen Form verwendet werden, die durch das Quermaß a (in der Dickendimension) des Hohlkörpers 114B und das Längsmaß b (in der Breitenrichtung) des Hohlkörpers 114B definiert ist.
Wenn im Fall der rechteckigen Leitung 114C1 gemäß Fig. 11 das Maß a verkleinert und die Öffnungsfläche (Durchgangsquerschnittsfläche) der Leitung 114C1 vergrößert sind, ist auch das Umfangsmaß der Leitung 114C1' vergrößert. Ferner ist es möglich, eine Leitung einer Querschnittsfläche einer Mischform aus einer Rechteckform, einer Rhombusform und/oder einer ovalen Form zu verwenden. Als Ergebnis verringert sich der Verlust. Wenn dagegen das Maß a übermäßig vergrößert wird, wird der Verlust aufgrund einer Wirbelströmung nahe der Leitung 114C1 größer als der Verlust im Fall eines kleineren Maßes a.
Der Erfinder hat die Beziehung zwischen den Maßen a und a' analysiert und dabei die in Fig. 12 dargestellten Kenndaten gewonnen. Aus Fig. 12 geht hervor, daß im Fall der rechteckigen Leitung 114C1 das optimale Maß a gleich 16 mm < a < 45 mm und im Fall der rhombusförmigen Leitung 114C1' das optimale Maß a' gleich 18 mm < a' < 40 mm ist.
Weiterhin wurde festgestellt, daß im Fall der eine ovale Querschnittsfläche aufweisenden Leitung der größte Wert der Querdimension 40 - 45 mm und ihr kleinster Wert 16 - 18 mm betragen. Bei der Leitung einer ovalen Querschnittsfläche ist die optimale Größe eine mittlere Größe zwischen denen der einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Leitung und der einen rhomboidischen Querschnitt besitzenden Leitung. Außerdem ist es günstiger, die Durchgangsquerschnittsfläche der Leitung 114C, 114C' näher an dem mit dem Transformatorkörper verbundenen Flansch 114D1, 114D2 zu vergrößern und umgekehrt das Maß a, a' der Leitung vom Flansch 114D1, 114D2 hinweg zu vergrößern.
Im folgenden ist ein anderer Transformator anhand von Fig. 13 beschrieben. Bei diesem Transformator sind die gleichen Bauteile wie beim Transformator gemäß den Fig. 6 bis 12 mit den gleichen Bezugsziffern (wie vorher) bezeichnet und nicht mehr im einzelnen beschrieben. Insbesondere unterscheidet sich die zweite Transformatoranordnung von der ersten Transformatoranordnung nur bezüglich des Koppelstücks 114C', wobei der Radiator nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.
Jedes Koppelstück 114C' weist nur an seiner dem Transformatorkörper zugewandten Seite ein Schrägteil auf, das in der Dickenrichtung des Hohlkörpers 114B schräggestellt ist.
In den Innenräumen des Transformatorkörpers und des Radiators 114-1 zirkuliert SF&sub6;-Gas auf natürliche Weise, wobei Wärme hauptsächlich in den Hohlkörpern 114B abgestrahlt wird. Hierdurch wird der Transformator gekühlt. Obgleich in diesem Fall die Durchgangsquerschnittsfläche des Koppelstücks 114C nur an seiner dem Transformatorkörper zugewandten Seite verändert ist, werden die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt. Außerdem vergrößert sich im Bereich der oberen und unteren Sammler 114A die Dicke des Hohlkörpers 114B nur an seiner einen Seite; demzufolge ist der an der Außenseite des Hohlkörpers 114B festgelegte luftseitige Durchgang bzw. die betreffende Strecke unter Vergrößerung der Luftströmungsmenge erweitert. Folglich vergrößert sich der Luftseiten- Wärmeübertragungskoeffizient.
Beim Transformator gemäß den Fig. 6 bis 13 sind die Einlaß- und Auslaßabschnitte aller Hohlkörper 114B mit Koppelstücken 114C oder 114C' zum Verändern der Durchgangsquerschnittsfläche versehen; es ist jedoch nicht nötig, die Koppelstücke 114C oder 114C' an den Hohlkörpern 114B vorzusehen, die (weiter) vom Transformatorkörper entfernt sind und in denen die Strömungsmenge vergleichsweise niedrig ist. Ferner besitzen bei der ersten und zweiten Anordnung alle Koppelstücke 114C oder 114C' die gleiche Form; an der vom Transformatorkörper entfernten Seite, an welcher die Strömungsmenge vergleichsweise klein ist, kann jedoch die Dickenänderung des Hohlkörpers kleiner sein als beim Hohlkörper an der dicht am Transformatorkörper gelegenen Seite.
Nachstehend ist eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 14 beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform sind die gleichen Bauelemente wie beim Transformator gemäß den Fig. 6 bis 12 mit den gleichen Bezugsziffern (wie vorher) bezeichnet und nicht mehr im einzelnen beschrieben. Insbesondere unterscheidet sich die erste Ausführungsform von der Anordnung nach den Fig. 6 bis 12 nur bezüglich des Sammlers 114A'.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Sammler 114A' an seiner dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite dick und an seiner vom Transformatorkörper abgewandten Seite dünn, so daß dadurch die Durchgangsquerschnittsfläche verändert bzw. variiert ist. Insbesondere umfaßt der Sammler 114A' einen Abschnitt 114A'a großen Durchmessers an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite, einen Abschnitt 114A'b eines kleinen Durchmessers an der vom Transformatorkörper abgewandten Seite und einen Verbindungsabschnitt 114A'c zum Verbinden des den großen Durchmesser besitzenden bzw. weiteren Abschnitts 114A'a und des den kleinen Durchmesser besitzenden bzw. engeren Abschnitts 114A'b.
Bei der ersten Ausführungsform zirkuliert ebenfalls SF&sub6;- Gas auf natürliche Weise durch die Innenräume des Transformatorkörpers und des Radiators 114-2, wobei Wärme hauptsächlich in den (plattenförmigen) Hohlkörpern 114B abgestrahlt wird. Hierdurch wird der Transformator gekühlt.
Mit der ersten Ausführungsform können die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie beim Transformator gemäß den Fig. 6 bis 12 erzielt werden. Darüber hinaus kann aufgrund des Sammlers 114A' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche der folgende Vorteil erreicht werden: Da der Sammler 114A' den weiteren Abschnitt 114A'a an der nahe am Transformatorkörper gelegenen Seite aufweist, wo die Gasmenge groß und die Strömungsmenge oder -geschwindigkeit hoch ist, ergibt sich auch bei einer Zunahme der Gasmenge und der Strömungsmenge bzw. -geschwindigkeit kein Problem. Infolgedessen können der Verteilungs- und der Sammelverlust reduziert und die Strömungsmenge oder -geschwindigkeit (flow rate) des auf natürliche Weise zirkulierenden SF&sub6;-Gases erhoht sein. Außerdem kann die Strömungsgeschwindigkeit des die Hohlkörper 114B durchströmenden SF&sub6;-Gases vergleichmäßigt sein; hierdurch werden der Wärmeübergangs- oder -übertragungskoeffizient erhöht und die Abstrahlungsleistung pro Hohlkörper 114B verbessert, so daß die Größe des Radiators 114-2 verkleinert sein kann.
Bei der ersten Ausführungsform ist das Koppelstück zum Variieren der Durchgangsquerschnittsfläche an jedem der Einlaß- und Auslaßabschnitte des Hohlkörpers 114B an der Anschlußstelle mit dem Sammler 114A' mit einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche vorgesehen; wenn jedoch der Sammler 114A' in ausreichendem Maße vergrößert und der Verteilungs/Sammelverlust verringert werden können, kann ein solches Koppelstück weggelassen werden.
Bei der ersten Ausführungsform weisen die Sammler jeweils gleiche Durchgangsquerschnittsfläche auf, doch können ihre Durchgangsquerschnittsflächen auch unterschiedlich sein. Die Koppelstücke zum Variieren der Durchgangsquerschnittsfläche brauchen nur an den Einlaßabschnitten oder den Auslaßabschnitten der Hohlkörper 114B vorgesehen zu sein. Weiterhin braucht nur einer der Sammler 114A' zum Variieren der Durchgangsquerschnittsfläche vorgesehen zu sein. In diesem Fall ist der Verteilungsverlust allgemein größer als der Sammelverlust; zur Verringerung des Sammelverlusts kann daher der Verteiler 114A' zum Variieren der Durchgangsquerschnittsfläche nur an der Oberseite vorgesehen sein.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand von Fig. 16 beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform sind die gleichen Bauelemente wie bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern (wie vorher) bezeichnet und nicht mehr im einzelnen beschrieben. Insbesondere werden bei der zweiten Ausführungsform (plattenförmige) Hohlkörper 114B einer kleinen Durchgangsquerschnittsfläche und Plattenkörper 114B' einer großen Durchgangsquerschnittsfläche verwendet.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die Hohlkörper 114B mit einer großen Durchgangsquerschnittsfläche an der vom Transformatorkörper entfernten oder abgewandten Seite und die Hohlkörper 114B einer kleinen Durchgangsquerschnittsfläche an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite angeordnet.
Bei der zweiten Ausführungsform zirkuliert ebenfalls SF&sub6;-Gas auf natürliche Weise durch die Innenräume von Transformatorkörper und Radiator 114-2, wobei Wärme hauptsächlich in den Hohlkörpern 114B abgestrahlt wird. Hierdurch wird der Transformator gekühlt. Dabei werden die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt; außerdem kann eine größere Menge an SF&sub6;-Gas durch die vom Transformatorkörper entfernten Hohlkörper 114B' geleitet werden, während eine kleinere Menge an SF&sub6;-Gas durch die dem Transformatorkörper nahegelegenen Hohlkörper 114B zum Strömen gebracht werden kann.
Im folgenden sind verschiedene Abwandlungen des Transformators gemäß den Fig. 6 bis 12 anhand von Fig. 17 beschrieben, in welcher die Querschnittsflächen von Durchgängen der Sammler unverändert/verändert, die Querschnittsflächen von Durchgängen der Hohlkörper identisch/verschieden und die Abstände zwischen Hohlkörpern identisch/verschieden sind.
Ein Typ A ist ein Radiator aus Sammler 114A' mit variierenden (sich verändernden) Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B mit identischer Durchgangsquerschnittsfläche und Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite als auch an der vom Transformatorkörper entfernten Seite. Der Typ A entspricht der ersten Ausführungsform.
Der Typ B ist ein Radiator aus Sammlern 114A' mit variierenden Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B und 114B' unterschiedlicher Durchgangsquerschnittsflächen sowie Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite als auch an der vom Transformatorkörper entfernten Seite.
Der Typ C ist ein Radiator aus Sammlern 114A' variierender Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B und 114B' unterschiedlicher Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite als auch an der vom Transformatorkörper entfernten Seite. Außerdem unterscheidet sich der Abstand H1 zwischen den Hohlkörpern 114B vom Abstand H2 zwischen den Hohlkörpern 114B'. Der Typ C entspricht der zweiten Ausführungsform.
Die Typen D - F sind Radiatoren, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Der Typ D ist ein Radiator aus Sammlern 114A einer unveränderten Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B einer identischen Durchgangsquerschnittsfläche und Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der Seite neben dem Transformatorkörper als auch der von diesem entfernten Seite.
Der Typ E ist ein Radiator aus Sammlern 114A' einer unveränderten (gleichbleibenden) Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B und 114B' unterschiedlicher Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der Seite neben dem Transformatorkörper als auch an der von diesem entfernten Seite.
Der Typ F ist ein Radiator aus Sammlern 114A' einer unveränderten Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B und 114B' unterschiedlicher Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C variierender Durchgangsquerschnittsflächen sowohl an der Seite neben dem Transformatorkörper als auch an der von diesem entfernten Seite. Außerdem unterscheidet sich der Abstand H1 zwischen den Hohlkörpern 114B vom Abstand H2 zwischen den Hohlkörpern 114B'.
Im folgenden sind verschiedene Abwandlungen des Transformators nach Fig. 13 anhand von Fig. 18 beschrieben, in welcher die Querschnittsflächen der Durchgänge der Sammler unverändert/verändert, die Querschnittsflächen von Durchgängen der Hohlkörper identisch/verschieden und die Abstände zwischen Hohlkörpern identisch/verschieden sind.
Der Typ G ist ein Radiator aus Sammlern 114A' variierender Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B einer identischen Durchgangsquerschnittsfläche und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite.
Der Typ H ist ein Radiator aus Sammlern 114A' variierender Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B und 114B' verschiedener Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite.
Der Typ I ist ein Radiator aus Sammlern 114A' variierender Durchgangsquerschnittsflächen, Hohlkörpern 114B und 114B' verschiedener Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite. Außerdem ist der Abstand H1 zwischen den Hohlkörpern 114B vom Abstand H2 zwischen den Hohlkörpern 114B' verschieden. Der Typ C entspricht der vierten Ausführungsform.
Die Typen J - L sind Radiatoren, die nicht unter die vorliegende Erfindung fallen.
Der Typ J ist ein Radiator aus Sammlern 114A einer unveränderten (gleichbleibenden) Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B einer identischen Durchgangsquerschnittsfläche und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite.
Der Typ K ist ein Radiator aus Sammlern 114A' einer unveränderten (gleichbleibenden) Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B und 114B' unterschiedlicher Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der Seite nahe dem Transformatorkörper.
Der Typ L ist ein Radiator aus Sammlern 114A' einer unveränderten Durchgangsquerschnittsfläche, Hohlkörpern 114B und 114B' verschiedener Durchgangsquerschnittsflächen und Koppelstücken 114C' einer variierenden Durchgangsquerschnittsfläche nur an der dem Transformatorkörper nahegelegenen Seite. Außerdem ist der Abstand H1 zwischen den Hohlkörpern 114B vom Abstand H2 zwischen den Hohlkörpern 114B' verschieden.
Bei der zweiten Ausführungsform weisen die oberen und unteren Sammler 120A die gleiche zylindrische Form auf; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Sammler kann eine Kreisform, eine ovale Form, eine polygonale Form o.dgl. besitzen. Selbstverständlich können die beschriebenen Ausführungsformen auch miteinander kombiniert werden.

Claims

1. Gasisoliertes elektrisches Gerät, umfassend:

einen Körper (112) des elektrischen Geräts mit einem Aufnahmeraum,

ein zu isolierendes elektrisches Element, das im Aufnahmeraum untergebracht ist,

ein in den Aufnahmeraum eingefülltes, eine hohe Stehspannung aufweisendes isolierendes Gas (16) und

einen Radiator (114) zum Kühlen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases (16) mit

mindestens einem mit dem Körper (112) des elektrischen Geräts verbundenen Gaseinführsammler (114A) zum Einführen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases (16) vom bzw. aus dem Körper (112) des elektrischen Geräts, wobei der Gaseinführsammler (114A) eine Anzahl von längs seiner Längsachse angeordneten Leitungen aufweist,

mindestens einem mit dem Körper (112) des elektrischen Geräts verbundenen Gasaustragsammler (114A) zum Austragen des eine hohe Stehspannung aufweisenden isolierenden Gases (16) zum bzw. in den Körper (112) des elektrischen Geräts, wobei der Gasaustragsammler (114A) eine Anzahl von längs seiner Längsachse angeordneten Leitungen aufweist, und

einer Anzahl von Wärmeabstrahlelementen (114B) jeweils einer (plattenartigen) Hohlkörperform (panel shape), deren einer offener Endabschnitt über eine betreffende der mehreren Leitungen des Gaseinführsammlers direkt oder indirekt mit dem Gaseinführsammler (114A) verbunden ist, deren anderer offener Endabschnitt über eine betreffende der mehreren Leitungen des Gasaustragsammlers direkt oder indirekt mit dem Gasaustragsammler (114A) verbunden ist und die einen längs der Längsachse der Wärmeabstrahlelemente (114B) geformten Gasdurchgang aufweisen, welche Wärmeabstrahlelemente (114B) das eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas (16) vom Gaseinführsammler (114A) aufnehmen, das aufgenommene, eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas (16) durch Strahlung oder Abstrahlung kühlen und das gekühlte, eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas (16) zum Gasaustragsammler (114A) austragen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsquerschnitt mindestens des Gaseinführsammlers (114A) und/oder des Gasaustragsammler (114A) über einen vorbestimmten, vergleichsweise kleinen Teil seiner Länge sich verjüngend (verkleinernd) ausgebildet ist, wobei der Querschnitt des Durchgangs an der der Verbindung mit dem Körper (112) des elektrischen Geräts am nächsten gelegenen Stelle am größten ist.

2. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Koppelstück (114C) umfaßt, das in mindestens einen (Abschnitt) eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) und dem Gaseinführsammler (114A) und eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) und dem Gasaustragsammler (114A) eingefügt ist, das Koppelstück (114C) das eine hohe Stehspannung aufweisende isolierende Gas (16) hindurchleitet, das Koppelstück (114C) einen Durchgang mit einer Form eines Querschnitts aufweist, der vom Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) zum Verbindungsabschnitt hin fortlaufend variiert, (und) der Durchgang sich mit einer (in seiner) Dicke vom Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) zum Verbindungsabschnitt hin fortlaufend vergrößert.

3. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (114C1) ein Rechteck, ein Rhombus, eine Ellipse und/oder eine Form zwischen dem Rechteck, dem Rhombus und der Ellipse ist bzw. aufweist und die durch Dividieren der Querschnittsfläche der Leitung (114C1) durch die längere Seite der Leitung (114C1) erhaltene Größe 16 mm bis 45 mm beträgt.

4. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang des Koppelstücks (114C) Schrägteile an der dem Körper (112) des elektrischen Geräts nahegelegenen Seite und an der vom Körper (112) des elektrischen Geräts entfernten Seite aufweist, so daß sich die Durchgangsquerschnittsfläche vom Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) zum Verbindungsabschnitt hin fortlaufend vergrößert.

5. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang des Koppelstücks (114C') ein Schrägteil nur an der dem Körper (112) des elektrischen Geräts nahegelegenen Seite aufweist, so daß sich die Durchgangsquerschnittsfläche vom Endabschnitt des Wärmeabstrahlelements (114B) zum Verbindungsabschnitt hin fortlaufend vergrößert.

6. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabstrahlelemente (114B, 114B') unterschiedliche Durchgangsquerschnittsflächen aufweisen.

7. Gasisoliertes elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Wärmeabstrahlelementen (114B) nicht konstant ist.