[发明专利]用于电气设备的内部电弧管理和通风

说明书

一种电气封装件，其经配置用于所封装的设备的被动自熄弧保护和冷却器操作。所述封装件具有槽型通风系统，所述槽型通风系统具有与排气通道流体连通的电弧通道。在所封装的导体的每个相周围的电弧通道足够长以帮助衰减电弧。排气通道被放置成与电弧通道连通。电弧通道和排气通道的几何形状和材料致使封装件的能量平衡以有利于被动断弧。通风通道可与电弧通道和排气通道流体连通，以在正常非电弧放电操作期间在所封装的电导体上提供冷却气流。

发明领域

本发明整体涉及包含在本文一般称之为柜的封装件内的配电设备和导体，柜但得益于本发明，此类封装件不必具有门。本发明更具体地涉及通过针对电气封装件使用隧穿通风和灭弧器系统而被动地阻止并控制电柜中的非期望电弧故障作用。

发明背景

电柜中的意外的和/或不受控制的电弧放电事件(也称作电弧故障)的危害是众所周知的，并且包括由电弧闪光和电弧爆炸(在下文中为简单起见称作电弧爆炸)导致的对在操作环境中的设备的潜在危害和对人的伤害。被动和主动的电弧控制方式在本领域中是已知的。被动方式包括将电弧爆炸能量和气体直接从柜排出。其它被动方式可包括加固柜结构以抵挡爆炸。上述被动方法均无法限制故障持续时间或者容易地翻新改进至现有的开关柜中。主动方式通常包括感测和开关机制的一些形式以控制电流。主动方式的关注可包括开支、异常跳闸、速度、和未检测到的系统故障。当然，越快地控制电弧，电弧放电事件所导致的伤害则越少。

发明概述

一种用于对电柜内电弧事件进行控制和灭弧的快速经济的被动式机制在本领域中将会受到欢迎。为此，本发明在其各种方面和实施例中教导并提供了具有关于导体的电介质环绕物的电弧管理系统，所述电介质环绕物在本文中一般称作“电弧通道”，其围绕柜内的可能电弧部位，诸如导体与设备之间或之中的电连接或邻近点，并且优选用于每个相的电导体。所述电弧通道可然后连接到充当腔室并形成一种几何形状以保持电弧直到电弧熄灭为止的排气通道，例如气室。所述电弧通道和排气通道将延长初生电弧并使电流和温度衰减，优选地直到熄灭电弧为止。

在一些实施例中，电弧通道和排气通道为优选由壳体构件形成的隧道，所述壳体构件具有可对置的阻挡件以形成单独的平行六面体或其它多面体结构的气密密封。在一些实施例中，电弧通道和排气通道为优选由壳体构件形成的箱体，所述壳体构件具有重叠的阻挡件以通过非气密密封形成单独的平行六面体或其它多面体结构。由于电弧通道和排气通道结构可被认为是基本上管状的，因此对曲面共用的术语可在本文中用于辅助理解。

另外，由于排气通道可集成到用于设备的通风系统中，因此封装件的操作可以更冷，导致以较少的材料支出获得较佳的性能。通过组合电弧管理结构和通风结构，两者的益处可在通常受限的电气封装件空间内组合并利用。因此可通过电弧管理系统提供若干优势，包括通过用于对短路导体(诸如掉落的工具或害虫)的意外进入的物理阻挡件实现的电弧防止；和通过电弧通道和排气通道实现的熄灭或衰减的电弧引导，所述电弧通道和排气通道的尺寸设定成、定位成并且布置成引出并保持电弧，从而以附带的设备和安全益处减小其电流并减少热量。

在本发明的各种方面，本发明可提供关于各种安装配置和封装件中的固定断路器和抽出式断路器具有被动电弧衰减的容易适用的电弧管理和通风系统。对于“断路器”，本领域的技术人员将理解，多种设备，诸如安全开关、电机控制单元等；以及导体的电连接或邻近点可根据本发明而被安全地调节和管理。

本发明的实施例涉及以下方面：

(1)一种用于管理电弧故障的电气装置，所述装置包括：

电气封装件；

电气设备，所述电气设备在所述封装件内并且具有一个或多个电相，所述一个或多个电相带有相应的电导体；

电弧通道，所述电弧通道在所述电导体的导体接头处具有围绕所述电导体中每个的固定阻挡件，每个电弧通道足够长以衰减在所述导体接头处产生的电弧；以及