[发明专利]电弧遏制装置和方法

说明书

本申请是2009年6月10日提交的申请号为200910149170.5、发明名称为“电弧遏制装置和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及用于减小电弧的效果的技术，尤其涉及电弧遏制(arc containment)。

背景技术

电弧闪光可以被定义为与由电弧引起的能量释放相关的情况。该能量释放呈光和热的形式，并常常引起压力波或冲击波。当两个导体之间的绝缘体(通常仅为空气)不再能够承受它们之间的电压时，发生电弧闪光，导致绝缘击穿。由电弧闪光现象产生的能量是导体之间的电压、现象期间的电流以及该现象的持续时间的函数。为了降低或减小这些现象的有害效果，设计工程师具有诸如接地技术和限流熔断器的选择，以降低系统电压或故障电流。然而，在某些情况下，降低电弧故障清除时间(clearing time)是降低因电弧故障而导致的允许通过的能量的另一种方法。

当遏制电弧闪光时，所释放的高能量水平能够伴随大约数十至数百巴的非常高的压力波，该压力波的瞬时压力和极限压力取决于短路电流的量级、容器的体积和性质。因此，容器的成本随着电流的量级而指数地增加。由于电弧周围的气体或气化的成分的瞬时发热而产生冲击波。由冲击波产生的压力也可能非常高，大约数百巴，且为电流量级和容器壁离电弧的距离的函数。冲击波在电弧形成的初始阶段期间发生。在容器内形成因膨胀气体导致的极限压力，且通常为诸如现象的持续时间、短路电流的量级、以及遏制腔室的体积的因素的函数。

因此，需要一种设计为用最小的尺寸和成本来承受冲击波和高压的电弧遏制方法。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种电弧遏制装置。该电弧遏制装置包括还具有用于气体的逸出的多个通孔(aperture)的冲击防护罩，该冲击防护罩构造成围绕电弧源。该装置还包括具有与多个通孔大致对准的多个开口的内壳，该内壳构造成为电弧源提供电绝缘基座。外壳设置在内壳的周围，该外壳构造成将气体引向装置外的环境。

根据另一个实施例，提供了一种制造电弧遏制装置的方法。该方法包括将冲击防护罩设置在内壳内，该冲击防护罩包括与内壳中的开口大致对准的多个通孔。该方法还包括将外壳设置在内壳的周围，该外壳构造成为内壳和外壳之间的气体提供通道。该方法还包括将电弧源安装在冲击防护罩内的电绝缘基座上。

根据另一个实施例，提供了一种将电弧遏制在电弧遏制装置内的方法。该方法包括：通过冲击防护罩来遏制源于电弧源的冲击波；经由冲击防护罩的多个通孔和围绕冲击防护罩的内壳上的多个开口来排出气体；以及经由位于内壳和外壳之间的通道引导气体。

根据另一个实施例，提供了一种电弧遏制装置。该装置包括：围绕电弧源的冲击防护罩，该冲击防护罩构造成遏制冲击波；以及围绕冲击防护罩的壳体，该壳体构造成为电弧源提供电绝缘基座。

附图说明

当参考附图阅读以下的详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他的特征、方面以及优点，贯穿所有附图，相似的符号代表相似的部件，其中：

图1是包括电弧遏制装置的电力系统的示意图；

图2是电弧遏制装置的图示；

图3是图示某些示范性的构件和电弧源的电弧遏制装置的分解图；

图4是图3的电弧遏制装置的部分截面图；

图5是图示用于引导气体的通风孔的电弧遏制装置的截面图；以及

图6是根据本发明的一个实施例的不通风的电弧遏制装置的截面图。

部件列表

10 电力系统

12 电源

14 短路器

16 母线

18 负载

20 电弧极系统

22 电弧遏制装置

24 电弧闪光检测系统

26 电信号监视系统

28 电弧闪光判断系统

30 传感器

32 电参数

34 非电参数

36 电弧闪光

38 电弧故障信号

42 电弧遏制装置

44 外壳

46 肋

48 通风孔

50 通风孔

52 支撑组件

58 内壳

60 孔

62 冲击防护罩

64 通孔

66 波状凸起(corrugation)

68 孔

70 电极

72 电极

74 电极