[發明專利]用于電氣設備的內部電弧管理和通風

有效

• 申請號: 201380077667.5
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN105340142B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 蒂莫西·R·法伯爾;卡梅倫·伍德森;賈斯汀·賽夫克斯
• 申請（專利權）人: 施耐德電氣美國股份有限公司
• 主分類號: H02B5/00
• 分類號: H02B5/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

一種電氣封裝件，其經配置用于所封裝的設備的被動自熄弧保護和冷卻器操作。所述封裝件具有槽型通風系統，所述槽型通風系統具有與排氣通道流體連通的電弧通道。在所封裝的導體的每個相周圍的電弧通道足夠長以幫助衰減電弧。排氣通道被放置成與電弧通道連通。電弧通道和排氣通道的幾何形狀和材料致使封裝件的能量平衡以有利于被動斷弧。通風通道可與電弧通道和排氣通道流體連通，以在正常非電弧放電操作期間在所封裝的電導體上提供冷卻氣流。

發明領域

本發明整體涉及包含在本文一般稱之為柜的封裝件內的配電設備和導體，柜但得益于本發明，此類封裝件不必具有門。本發明更具體地涉及通過針對電氣封裝件使用隧穿通風和滅弧器系統而被動地阻止并控制電柜中的非期望電弧故障作用。

發明背景

電柜中的意外的和/或不受控制的電弧放電事件(也稱作電弧故障)的危害是眾所周知的，并且包括由電弧閃光和電弧爆炸(在下文中為簡單起見稱作電弧爆炸)導致的對在操作環境中的設備的潛在危害和對人的傷害。被動和主動的電弧控制方式在本領域中是已知的。被動方式包括將電弧爆炸能量和氣體直接從柜排出。其它被動方式可包括加固柜結構以抵擋爆炸。上述被動方法均無法限制故障持續時間或者容易地翻新改進至現有的開關柜中。主動方式通常包括感測和開關機制的一些形式以控制電流。主動方式的關注可包括開支、異常跳閘、速度、和未檢測到的系統故障。當然，越快地控制電弧，電弧放電事件所導致的傷害則越少。

發明概述

一種用于對電柜內電弧事件進行控制和滅弧的快速經濟的被動式機制在本領域中將會受到歡迎。為此，本發明在其各種方面和實施例中教導并提供了具有關于導體的電介質環繞物的電弧管理系統，所述電介質環繞物在本文中一般稱作“電弧通道”，其圍繞柜內的可能電弧部位，諸如導體與設備之間或之中的電連接或鄰近點，并且優選用于每個相的電導體。所述電弧通道可然后連接到充當腔室并形成一種幾何形狀以保持電弧直到電弧熄滅為止的排氣通道，例如氣室。所述電弧通道和排氣通道將延長初生電弧并使電流和溫度衰減，優選地直到熄滅電弧為止。

在一些實施例中，電弧通道和排氣通道為優選由殼體構件形成的隧道，所述殼體構件具有可對置的阻擋件以形成單獨的平行六面體或其它多面體結構的氣密密封。在一些實施例中，電弧通道和排氣通道為優選由殼體構件形成的箱體，所述殼體構件具有重疊的阻擋件以通過非氣密密封形成單獨的平行六面體或其它多面體結構。由于電弧通道和排氣通道結構可被認為是基本上管狀的，因此對曲面共用的術語可在本文中用于輔助理解。

另外，由于排氣通道可集成到用于設備的通風系統中，因此封裝件的操作可以更冷，導致以較少的材料支出獲得較佳的性能。通過組合電弧管理結構和通風結構，兩者的益處可在通常受限的電氣封裝件空間內組合并利用。因此可通過電弧管理系統提供若干優勢，包括通過用于對短路導體(諸如掉落的工具或害蟲)的意外進入的物理阻擋件實現的電弧防止；和通過電弧通道和排氣通道實現的熄滅或衰減的電弧引導，所述電弧通道和排氣通道的尺寸設定成、定位成并且布置成引出并保持電弧，從而以附帶的設備和安全益處減小其電流并減少熱量。

在本發明的各種方面，本發明可提供關于各種安裝配置和封裝件中的固定斷路器和抽出式斷路器具有被動電弧衰減的容易適用的電弧管理和通風系統。對于“斷路器”，本領域的技術人員將理解，多種設備，諸如安全開關、電機控制單元等；以及導體的電連接或鄰近點可根據本發明而被安全地調節和管理。

本發明的實施例涉及以下方面：

(1)一種用于管理電弧故障的電氣裝置，所述裝置包括：

電氣封裝件；

電氣設備，所述電氣設備在所述封裝件內并且具有一個或多個電相，所述一個或多個電相帶有相應的電導體；

電弧通道，所述電弧通道在所述電導體的導體接頭處具有圍繞所述電導體中每個的固定阻擋件，每個電弧通道足夠長以衰減在所述導體接頭處產生的電弧；以及