用于主断路器线路侧功率导体的被动电弧保护的制作方法_2

文档序号:9710396阅读:来源:国知局
以及下游负载在线,从而增强电气系统的可靠性。
[0022]3.事先将要知道电弧块的额定的事件能量,包括所有的操作电压和短路电流,并可在出厂时直接标记出。因此,可避免对现场电弧闪光研究的需求。
[0023]4.因为现在由电弧块控制输入机柜的能量,机柜中可得到的电弧闪光能量的上限变为主断路器设置的函数,并可相应地调节PPE。
[0024]5.开始于主断路器的下游的内部电弧故障不能转移到在主断路器之上的线路侧导体,因为电弧块结构将提供物理屏障以防止转移。
[0025]另外,具有排气通道的导流通风可被合并到用于装置的电弧块系统,分配机构的操作温度可以更低,导致更佳的性能而更少的材料耗费。通过结合电弧管理结构和通风结构,可在电气外壳的通常受限的空间中结合和使用该两种结构的优点。可进一步将本发明的电弧块结构与根据申请人的先前指导定位的(即位于断路器的背板处的)额外的电弧块结构整合以便实现更大的电弧控制。
[0026]在其各方面中,本发明可提供适应性强的电弧管理和通风系统,其具有主断路器上游的被动电弧衰减,尤其在抽取式断路器配置中。
[0027]本发明的前述方面和实施方式和其他的方面和实施方式,对于本领域的普通技术人员在查阅了参考附图所进行的、各个实施方式和/或方面的详细描述后将是明显的,下面将提供附图的简要描述。
【附图说明】
[0028]通过参考结合附图进行的下面的详细描述,可最好地理解本发明。
[0029]图1和2是本领域已知的具有含主断路器和分支断路器的开关柜的支化电力系统的方框图,其用于说明本发明的特定原理。
[0030]图3是具有断路器部分的开关柜的透视图,该断路器部分具有上游主断路器和两个下游支路断路器。根据本发明的示例性实施方式,机柜内的电弧块结构(未示出)在至主断路器背面的导体连接的前面/上游覆盖至机柜的输入功率导体。
[0031]图4是图3的电弧块结构和断路器的详细的前透视图,其中移除了机柜。
[0032]图5A示出的是电弧块结构,其中其金属外壳的侧壁被移除,以更清楚地示出相线屏障结构。
[0033]图5B是沿着图5A的线5B-5B的图5A的截面图,其进一步示出相线屏障结构和腔室的细节。
[0034]图5C是与图5B相似的视图,但其中电弧块结构215的前壁被移除,以示出垂直管道231的细节。
[0035]图6是与图5A相似的视图,但其中电弧块结构被以相反的方向放置,以示出电弧通道的细节。
【具体实施方式】
[0036]首先,应认识到,本公开的各实施方式的实际真正的商业应用所含有的各方面的开发将需要许多实施的具体决定以实现开发者对于商业体现的最终目标。这种实施的具体决定可以包括,并且可能并不限于,与系统相关的、商业相关的、政府相关的以及其他限制相符合,这可能根据具体实施、位置且不时地改变。虽然开发者的努力在绝对意义上可能是复杂的且耗时的,尽管如此,这种努力仍然是获得本公开的益处的本领域技术人员承担的例行任务。
[0037]还应理解,本文中公开的和教导的各实施方式允许许多且不同的修改和替换形式。因此,单数术语例如但不限于“一(a)”及类似术语的使用,并不旨在限制项目的数量。类似地,书面描述中使用的任何关系术语,例如,但不限于“顶部(top) ”、“底部(bottom) ”、“左(left)”、“右(right) ”、“上部(upper) ”、“下部(lower),,,下(down)”、“上(up)”、“侧部(side)”及类似术语,是为了在具体参照附图时清楚描述的目的,并且不旨在限制本发明的范围。
[0038]如图3中可见的,开关柜201将具有通过机柜的顶板205经由功率导体203进入机柜的线路功率。本领域中的普通技术人员应理解,各种设计的线缆或母线布置、进入点、断路器布置等可结合本发明使用。机柜201通常被分成前部断路器部分207、中部母线部分209和后部线缆部分211。如本领域普通技术人员所理解的,主断路器216通过其线路侧连接器接收线路功率,然后将功率通过负载侧连接器共同地馈送至也是抽取式的两个支路断路器220,占用断路器部分207的下边的两个抽屉并通向分开的负载电路(即,支路)。如本领域所熟知的,开关柜201可用于保护电气装置的各部件和导体免受外面环境的影响。在断路器部分207中垂直堆放若干个断路器隔室,从而使得每一个抽取式断路器将具有用于接收其抽取式机架117 (图4)的结构,以移动断路器接触和不接触从其他两个部分209、211馈送的电导体。主断路器216,最优地,但不一定,是抽取式断路器,其占用断路器部分207的顶部隔室或抽屉213。根据本发明的电弧块结构215位于主断路器216的上游侧上的线路侧功率导体203之上,其用于被动电弧控制,即电弧衰减和/或灭除,如在下文中进一步解释的。
[0039]如图4中所见,其为机柜201的断路器部分207内的断路器的右侧前向透视图,且其包含主断路器216和电弧块结构215,电弧块结构215包含防护金属外壳217,线路侧功率导体203穿行通过防护金属外壳217。如在下文中进一步解释的,金属外壳217是至少一侧开放的盒子,以允许线路侧功率导体203上的相线屏障结构219的延伸(在图5和图6中最佳可见)。用于电弧块系统的示例性通风管202从金属外壳217延伸出,并挨着线路侧功率导体203向上延伸。以根据设计规定的任何合适的方式,通风管202可被连接和位于或并入金属外壳217。来自电弧块结构215的通风出口当前被设计为需要用于灭除电弧。通风管202可由PVC、环氧玻璃或相似的非导电材料制成。应注意,每一个断路器的背板被连接至终止于通风管202的通风系统。
[0040]图5A示出电弧块结构215,其中其金属外壳217的侧壁被移除,以更清楚地示出相线屏障结构219。图5B是图5A的截面图,进一步示出相线屏障结构219的细节。尽管示出了两个线路侧功率导体203,但是它们是提供相同功能的复制式结构,并为了说明的简单起见,将只关注其中一个。包含四个导电母线(即,三个相线且一个中性导体,统一称为221)的线路侧功率导体203,在垂直方位上进入由防护金属外壳217形成的腔室224。然后母线221通过在不同竖直水平处的弯曲分为水平取向,以便连接至到达断路器部分207的背面的水平走向的背向部件223。如所知道的,为了绝缘,母线通常在除了需要形成导电接头处(例如,如在图3和4中的它们的上终点处所示的或在图5B中所示的相降接头229处和在下文中进一步解释的)之外的所有地方是有环氧涂层的。本领域的普通技术人员将理解,此处可能并未示出用于母线的支撑结构,是为了简化说明。
[0041]继续参考图6,水平相线屏障225和相线屏障侧壁226围绕水平走向的背向部件223和各自的传导接头,从而形成用于对电弧和电弧爆炸的被动控制的管状电弧通道227 (图6)。电弧通道227将具有长度L和横截面和总体积,该总体积足以抽出其中形成的任何电弧,直至其衰减至过零处的灭除点,无论是在电弧通道227(图6)还是在腔室224(图5C)中。腔室224可有助于冷却电弧气体并可调节电弧爆炸的压力,以便防止再爆炸。
[0042]在图5B和5C的截面图中,水平导体走向的背向部件223达到它们的相降接头(phase drop joints) 229,其连接至下一个垂直导体部分228,其将导体走向件返回到垂直方向,使得导体与断路器216的背面一致。在图5C中,垂直管道231的前壁230已经被移除,以便于查看用于相线A、B和C中的每一个的相降接头229。在该点处,垂直导体走向件被垂直管道231围绕,垂直管道231包含相线A和B之间以及相线B和C之间的垂直相线屏障232,其可引导电弧爆炸并在通往导体的垂直走向上的非绝缘接头周围提供额外的防护。可由诸如烧蚀性的或非烧蚀性的任何合适的非导电材料形成电弧块结构的各部件,并在合适的接头边缘处被保持在一起,以及用任何合适的紧
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