BR102015032927A2 - Barramento de alimentação de painel de distribuição com transferência de arco para controle de arco passivo - Google Patents

Abstract

barramento de alimentação de painel de distribuição com transferência de arco para controle de arco passivo. métodos e sistemas para limitar danos causados por arcos em pilhas de barramentos fornecem um recurso de transferência de arco em cada lado da pilha de barramentos. o recurso de transferência de arco captura quaisquer arcos se formando perto de pontos de conexão de barramento e transfere o arco para longe dos pontos de conexão de barramento para o interior da pilha de barramentos. separadores de fases ao longo do comprimento do interior da pilha de barramentos direcionam então os-arcos parati extremidade da pilha de barramentos. na extremidade da pilha de barramentos, um interruptor de extremidade de barramento recebe e extingue os arcos.

Description

(54) Título: BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DE PAINEL DE DISTRIBUIÇÃO COM TRANSFERÊNCIA DE ARCO PARA CONTROLE DE ARCO PASSIVO (51) Int. Cl.: H02B 1/21; H01H 71/08 (30) Prioridade Unionista: 30/12/2014 US 14/585,703 (73) Titular(es): SCHNEIDER ELECTRIC USA, INC (72) Inventor(es): TIMOTHY FABER; CAMERON WOODSON (74) Procurador(es): EDUARDO OTERO (57) Resumo: BARRAMENTO DE

ALIMENTAÇÃO DE PAINEL DE DISTRIBUIÇÃO COM TRANSFERÊNCIA DE ARCO PARA CONTROLE DE ARCO PASSIVO. Métodos e sistemas para limitar danos causados por arcos em pilhas de barramentos fornecem um recurso de transferência de arco em cada lado da pilha de barramentos. O recurso de transferência de arco captura quaisquer arcos se formando perto de pontos de conexão de barramento e transfere o arco para longe dos pontos de conexão de barramento para o interior da pilha de barramentos. Separadores de fases ao longo do comprimento do interior da pilha de barramentos direcionam então os-arcos parati extremidade da pilha de barramentos. Na extremidade da pilha de barramentos, um interruptor de extremidade de barramento recebe e extingue os arcos.

1/19 “BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DE PAINEL DE DISTRIBUIÇÃO COM

TRANSFERÊNCIA DE ARCO PARA CONTROLE DE ARCO PASSIVO .

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS ♦ ♦ ♦ * [001 ]O presente pedido está relacionado com a matéria em questão do pedido US 13/452.145, intitulado “Passive Arc Management System with a Flue Chamber, depositado em 20 de abril de 2012; pedido internacional PCT/US13/50797, intitulado “Internai Arc Management and Ventilation for Electrical Equipment”, depositado em 17 de julho de 2013, pedido US 14/501.946, intitulado “Passive Arc Protection for Main Breaker Line Side Power Conductors”, depositado em 30 de setembro de 2014, pedido US 14/585.477, intitulado “Bus End Arc Interrupterl’, depositado concorrentemente com isto, e do pedido US 14/585.518, intitulado Method for Treating Internai Ares”, depositado concorrentemente com isto (respectivamente, Protocolos CRC-0266, CRC-0275, CRC-0299, CRC-0300 e CRC-0301), designados comumente, todos os quais estão incorporados a este documento pela referência nas suas totalidades.

CAMPO DA INVENÇÃO [002]A presente invenção diz respeito de uma maneira geral a métodos e sistemas para controlar e limitar o dano causado por centelhação em equipamento de distribuição de energia elétrica e, mais particularmente, a um método e sistema para reduzir a severidade de eventos de centelhação interna, incluindo a exposição à energia incidente para as pessoas próximas e dano e paralisação de equipamento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003]Centelhação ou falha de arco é uma descarga elétrica através de um gás normalmente não condutivo, usualmente o ar. Tal centelhação pode ocorrer internamente em equipamento de distribuição de energia elétrica de baixa tensão entre condutores expostos de potenciais elétricos diferentes, tais como barramentos adjacentes ou um barramento e terra. Quando um arco salta de um condutor para

2/19 um outro através de uma folga de ar, ele pode expandir e se enrolar em volta de obstáculos para seguir o caminho de menor resistência através da folga de ar.

[004]Centelhação interna frequentemente ocorre perto de um ponto de co♦ ♦ ♦ ♦ nexão, por exemplo, onde um conector de energia de ligação de disjuntor se conecta a um barramento, como resultado de um elemento de curto-circuito, contaminação de superfície e outros mais. Conectores de energia de ligação tipicamente ficam próximos das pessoas e por esta razão remoção do arco para longe dos conectores de energia de ligação ajudaria a reduzir o risco para pessoas e equipamento. Estes riscos surgem do flash de arco e sopro de arco associados com centelhação interna e _ podem_causar_dano significativo. Sopros de arco, por exemplo, podem liberar grandes quantidades de energia que produzem pressões intensas, gases extremamente quentes, metais/polímeros vaporizados e outros subprodutos prejudiciais.

[005]Técnicas para controlar centelhação são conhecidas na prática, incluindo técnicas de controle de arcos passivas e ativas. Técnicas de controle de arcos ativas usualmente incluem alguma forma de detecção e um mecanismo de comutação para controlar a corrente de arco. Problemas com técnicas ativas podem incluir maior custo, deslocamentos de disjuntor incômodos, velocidade e falhas de sistema não detectadas. Técnicas passivas podem incluir contenção e ventilação direcionada da energia e gases de arco. Outras técnicas de controle de arco passivas podem incluir reforços estruturais para suportar melhor os subprodutos do arco. Nenhum dos métodos passivos indicados acima limita o evento de centelhação.

[006]Além do mais, alguns dispositivos de gerenciamento de arco interno passivos, tais como mecanismo de distribuição resistente a arco e outros mais, usam condutos e/ou tubos de ventilação para ventilar os subprodutos de arco. Entretanto, os gases quentes, metais/polímeros vaporizados e outros subprodutos permanecem suficientemente quentes mesmo após deixar os tubos ou condutos para danificar outros componentes ao longo do tempo. Custos adicionais em componentes e mão

3/19 de obra de montagem devem ser despendidos para abordar estes problemas.

[00.7]Assim, existe uma necessidade de um modo aperfeiçoado para controlar e limitar os danos causados por arcos em equipamento de distribuição de energia ♦ 4 ♦ 4 elétrica.

SUMÁRIO DAS MODALIDADES REVELADAS [008]As modalidades reveladas neste documento dizem respeito a métodos e sistemas para controlar e limitar os danos causados por arcos em equipamento de distribuição de energia elétrica tais como painéis de distribuição, incluindo a série ILine™ de painéis de distribuição da Schneider Electric USA, Inc. Os métodos e sisTemas fornecem um painel de distribuição tendo um recurso de transferência de arco que pode transferir ou deslocar de outro modo arcos se formando no painel de distribuição para longe dos pontos de conexão de barramento no mesmo, e assim os arcos não danificam equipamento ou prejudicam pessoas. Constatou-se em alguns casos que transferência do arco pode ser feita de forma mais segura, rápida e mais consistente do que, por exemplo, interromper o arco na sua localização original. Ter um painel de distribuição que fornece a capacidade para transferir arcos de forma mais consistente é particularmente importante dada a grande variedade de tipos de disjuntores que podem ser montados lado a lado no painel de distribuição. Além do mais, por causa de a localização original do arco de uma maneira geral ficar mais perto das pessoas, transferir o arco também reduz a exposição de tais pessoas ao arco e subprodutos de arco.

[009]Painéis de distribuição tais como o l-Line™ e painéis de distribuição similares têm uma pilha de barramentos composta de barramentos paralelos e espaçados lado a lado. Disjuntores podem ser conectados a este painel de distribuição por meio de conectores de energia de ligação ou conectores similares tendo mordentes condutivos que agarram as bordas laterais dos barramentos. Estes mordentes são parcialmente ocultados ou protegidos de outro modo por um envoltório de

4/19 isolamento em cada disjuntor. Especificamente, cada envoltório tem componentes de envoltório que se parecem com lâminas se estendendo lateralmente para dentro na direção dos barramentos substancialmente paralelas aos barramentos. Compo♦ ♦ + ♦ nentes de envoltório adjacentes definem uma ranhura entre eles nas quais um ou mais mordentes podem ser embutidos. Em um disjuntor tripolar, por exemplo, até três pares de componentes de envoltório adjacentes (isto é, seis componentes de envoltório) podem definir três ranhuras paralelas, respectivamente, ficando uma ranhura em cima da outra. Quando um disjuntor é conectado aos barramentos, os mordentes dos conectores de ligação agarram os barramentos enquanto que os componentes de envoltório se projetam sobre e sob os.barramentos. _ __ [010]Qualquer espaço de montagem de disjuntor não utilizado no painel de distribuição tipicamente é preenchido com enchimentos de lugares vazios para manter a integridade do painel de distribuição. Os enchimentos de lugares vazios agem tanto como uma barreira contra choque impedindo fisicamente toque nos barramentos quanto como uma barreira contra flash de arco impedindo exposição aos arcos. Os enchimentos de lugares vazios podem ser providos com envoltórios de isolamento e componentes de envoltório similares aos dos disjuntores, mas sem mordentes embutidos nos mesmos. Igualmente, as áreas entre pares vizinhos de componentes de envoltório tanto nos enchimentos de lugares vazios quanto nos disjuntores não são ocupadas por mordentes.

[011]Em algumas implementações, os envoltórios de isolamento dos disjuntores e de enchimentos de lugares vazios podem ser providos com vedações de sobreposição similares às dos canais de condutos de gases descritos no pedido US 13/452.145 (Protocolo No. CRC-0266) referenciado acima. As vedações de sobreposição, por exemplo, podem ter uma estrutura intercalada do tipo macho e fêmea fornecida por estruturas em componentes de vedação de sobreposição adjacentes que ajudarão a cobrir quaisquer caminhos de vazamento entre os disjuntores e en5/19 chimentos de lugares vazios e o painel de distribuição através dos quais subprodu. tos de arco podem escapar e que também fornecem um.caminho canalizado tortuoso e estreito para resfriamento de gases quentes escapando. Quando instaladas em ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ um envoltório, as vedações de sobreposição são projetadas para encaixar precisamente umas com as outras e com uma cobertura superior dos envoltórios para fornecer uma vedação para quaisquer folgas que possam existir entre disjuntores adjacentes, enchimentos de lugares vazios adjacentes, disjuntores e enchimentos de lugares vazios adjacentes, e entre os disjuntores e enchimentos de lugares vazios e o painel de distribuição. Estas vedações de sobreposição ajudam a resfriar quais_ quer subprodutos.de arco que possam escapar.do painel de distribuição, assegurando que quaisquer subprodutos de arco escapando apresentam menos ou nenhum risco para pessoas e equipamento.

[012]Os disjuntores e enchimentos de lugares vazios juntos com as placas de flanges superior e inferior se estendendo no sentido de comprimento sobre o topo e sob a pilha de barramentos formam um alojamento encerrando substancíalmente a pilha de barramentos. Dentro do alojamento de pilha de barramentos, um separador de fases isolado que se parece com um barramento não condutivo se estende no sentido de comprimento entre barramentos adjacentes substancíalmente paralelos a eles e equidistante dos mesmos. Cada separador de fases se estende sobre menos que a largura dos barramentos (por exemplo, sobre cerca de metade da mesma), o que deixa uma área não coberta se estendendo ao longo de cada lado do separador de fases onde o separador de fases não se estende entre barramentos adjacentes. Um componente de canal de isolamento substancíalmente na forma de um “C” é encaixado ou fornecido de outro modo entre barramentos adjacentes na área não coberta de tal maneira que existem corredores delimitando cada separador de fases nos lados do mesmo. Cada componente de canal se estende no sentido de comprimento entre barramentos adjacentes para criar um corredor substancialmente em

6/19 forma de C ao longo de cada lado do separador de fases. Estes componentes de canal efetivamente separam o separador de fases dos disjuntores no outro lado dos componentes de canal.

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ [013]Uma barreira de arco que se parece com uma aba se projeta externamente a partir de perto do meio de cada componente de canal de isolamento paralela aos barramentos na direção dos disjuntores. As barreiras de arcos se estendem para dentro das áreas não ocupadas entre pares vizinhos de componentes de envoltório no disjuntor. Isto dá a forma externa total dos componentes de envoltório como estando intercalados com os barramentos e as barreiras de arcos no painel de distri__buição. Cada barreira de arco é. substancialmente coextensiva com_os barramentos e assim os componentes de envoltório se estendem sobre e sob a barreira de arco sem contactar fisicamente a barreira de arco. A falta de contato físico deixa uma passagem sinuosa entre barramentos adjacentes formada pelos componentes de envoltório em um lado, e pelos barramentos, corredores em forma de C e barreiras de arcos no outro lado, onde arcos podem se formar.

[014]Em operação geral, a passagem de arco sinuosa fornece uma região ou zona na qual arcos podem iniciar e o corredor em forma de C fornece uma região ou zona adjacente por onde arcos podem transitar. Quaisquer arcos sendo formados na zona de iniciação de arco devem iniciar em um dos barramentos, tipicamente perto de um ponto de conexão de disjuntor, e então serpentear através da passagem de arco sinuosa, antes de alcançar um barramento adjacente. Dentro da passagem de arco sinuosa, pressão intensa rapidamente é desenvolvida por causa do gás e plasma produzidos pelo arco, também chamados de “sopro de arco. A pressão intensa empurra o gás e plasma de arco para fora da passagem de arco sinuosa na direção dos corredores em forma de C dentro dos componentes de canal de isolamento da pilha de barramentos e ao redor dos separadores de fases. Aberturas nos componentes de canal de isolamento permitem que o gás e plasma passem para

7/19 dentro do corredor em forma de C no outro lado. Válvulas unidirecionais tais como válvulas de chapeleta sobre as aberturas capturam .e impedem o gás e plasma de retornar para a passagem de arco sinuosa. O gás e plasma capturados geram um ♦ ♦ ♦ + segundo arco que é semelhante eletricamente ao arco inicial, mas inferior em impedância e tensão, por causa de o segundo arco não ter que se estender inteiramente ao redor da barreira de arco. A tensão inferior do segundo arco vem a ser a tensão de sistema “efetiva”, o que significa que a tensão do arco inicial agora é maior que a tensão de sistema. Por causa de a tensão do arco inicial agora exceder a tensão de sistema, a corrente do arco inicial é impulsionada para zero e o arco inicial é extinguido. O segundo arco é. então impulsionado por forças eletromagnéticas ao longo do corredor em forma de C na direção da extremidade dos barramentos, guiado pelo separador de fases se estendendo ao longo do corredor. O trânsito do segundo arco através desta região ou zona de trânsito continua até que o arco alcance a extremidade dos barramentos. O arco em seguida vai para dentro de uma estrutura de extinção de arco semelhante a uma caixa chamada de interruptor de arco de extremidade de barramento onde o arco é interrompido e dispersado, tal como descrito no pedido US 14/585.518, intitulado “Bus End Arc Interrupter” (Protocolo No. CRC0300) referenciado acima.

[015]Em algumas implementações, as formas de “C” dos componentes de canal sobrepõem uma parte do separador de fases de tal maneira que não existe caminho de linha de visada entre barramentos adjacentes dentro do corredor em forma de C. A falta de um caminho de linha de visada faz com que quaisquer arcos que possam se formar entre barramentos adjacentes no corredor em forma de C assumam uma forma arqueada ou sinuosa nos corredores, se expandindo e aumentando assim a tensão do arco. A tensão aumentada reduz a corrente de arco, resultando em menor energia total gerada pelo arco.

[016]Em algumas implementações, a pilha de barramentos pode ser um sis8/19 tema trifásico/3 condutores, enquanto que em outras implementações a pilha de barramentos pode .ser um sistema monofásico/2 condutores, sistema monofásico/3 condutores, sistema trifásico/4 condutores e outros mais.

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ [017]De uma maneira geral, em um aspecto, as modalidades reveladas dizem respeito a um painel de distribuição resistente a arco tendo recurso de transferência de arco. O painel de distribuição resistente a arco compreende, entre outras coisas, uma pilha de barramentos no painel de distribuição, a pilha de barramentos tendo uma pluralidade de barramentos paralelos e espaçados lado a lado na mesma, e um separador de fases disposto no sentido de comprimento entre barramentos _ adjacentes, substancialmente paralelo e equidistante dos barramentos. O painel de_ distribuição resistente a arco também compreende um componente de canal encaixado no sentido de comprimento entre os barramentos adjacentes e delimitando um lado do separador de fases de tal maneira que o componente de canal forma um corredor modelado com o separador de fases se estendendo no sentido de comprimento entre os barramentos adjacentes. O painel de distribuição resistente a arco compreende adicionalmente uma barreira de arco se projetando de um lado traseiro do componente de canal substancialmente de forma perpendicular a isto de tal maneira que, quando um disjuntor é conectado à pilha de barramentos, a barreira de arco, os barramentos e o componente de canal formam uma passagem de arco sinuosa com o disjuntor na qual qualquer arco se formando entre os barramentos adjacentes é capturado. Qualquer arco capturado na passagem de arco sinuosa entre os barramentos adjacentes é transferido por meio de pressão de sopro de arco na passagem de arco sinuosa para dentro do corredor modelado através das aberturas no componente de canal.

[018]De uma maneira geral, em um outro aspecto, as modalidades reveladas dizem respeito a um método de transferir um arco para longe de pontos de conexão de disjuntor em barramentos adjacentes em uma pilha de barramentos de um painel

9/19 de distribuição. O método compreende, entre outras coisas, capturar o arco em uma passagem de arco sinuosa entre os barramentos adjacentes em um lado da pilha de barramentos, transferir o arco da passagem de arco sinuosa para um corredor mo♦ ♦ ♦ ♦ delado dentro da pilha de barramentos, e direcionar o arco no corredor modelado para uma extremidade da pilha de barramentos onde o arco pode ser extinguido.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [019]As vantagens expostas anteriormente e outras mais das modalidades reveladas se tornarão aparentes mediante leitura da descrição detalhada a seguir e mediante referência aos desenhos, nos quais:

_ [020]A figura 1 mostra um painel de distribuição exemplar tendo um recurso de transferência de arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento;

[021 ]A figura 2 mostra uma vista interna do painel de distribuição exemplar tendo um recurso de transferência de arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento;

[022]As figuras 3A-3B mostram um disjuntor exemplar e enchimento de lugar vazio usado com o recurso de transferência de arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento;

[023]As figuras 4A-4C mostram um componente de canal exemplar usado com o recurso de transferência de arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento;

[024JA figura 5 mostra uma vista seccional transversal de uma pilha de barramentos exemplar tendo um recurso de transferência de arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento;

[025]As figuras 6A-6B mostram um arco sendo transferido por uma pilha de barramentos exemplar de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento; e

10/19 [026]A figura 7 mostra um fluxograma exemplar de um método para transferir um arco de acordo com uma ou mais modalidades reveladas neste documento..

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES REVELADAS + ♦ ♦ ♦ ♦ [027]Como uma matéria inicial, será percebido que o desenvolvimento de uma aplicação comercial real autêntica incorporando aspectos das modalidades reveladas exigirá muitas decisões específicas de implementação para alcançar o objetivo final do desenvolvedor para a modalidade comercial. Tais decisões específicas de implementação podem incluir, e provavelmente não estão limitadas a isto, conformidade com sistema relacionado, negócio relacionado, governo relacionado e outras restrições^ as quais podem variar por implementação específica,.localização e ocasionalmente. Embora os esforços de um desenvolvedor possam ser complexos e demorados em um sentido absoluto, tais esforços, contudo, seriam um empreendimento de rotina para as pessoas com conhecimento profissional nesta técnica tendo o benefício desta revelação.

[028]Também deve ser entendido que as modalidades reveladas e mostradas neste documento são suscetíveis de inúmeras modificações e formas alternativas. Assim, o uso de um termo singular, tal como, mas não limitado a isto, “um” e outros mais, não é proposto como limitação do número de itens. De modo similar, quaisquer termos relacionais, tais como, mas não limitado a isto, “topo”, “fundo, “direita, “esquerda”, “superior, “inferior”, “para baixo”, “para cima, “lado” e outros mais, usados na descrição escrita são para clareza com referência específica para os desenhos e não são pretendidos para limitar o escopo da invenção.

[029]Referindo-se agora à figura 1, um painel de distribuição exemplar 100 está mostrado tendo um recurso de transferência de arco para controlar e limitar os danos causados por arcos de acordo com as modalidades reveladas. Especificamente, o painel de distribuição 100 é projetado para deslocar ou transferir de outro modo arcos que se formam no painel de distribuição 100 para longe de pontos de

11/19 conexão de barramento no mesmo. Tal como mencionado anteriormente, constatouse em alguns casos que transferência do arco pode ser feita de forma mais segura, rápida e mais consistente do que, por exemplo, interromper o arco na sua localiza♦ ♦ ♦ ♦ ção original. A capacidade do painel de distribuição 100 para transferir de forma mais consistente arcos é particularmente importante dada a grande variedade de tipos de disjuntores que podem ser montados lado a lado no painel de distribuição 100. Além do mais, por causa de a localização original do arco de uma maneira geral ficar mais próxima às pessoas, transferir o arco também reduz a exposição de tais pessoas ao arco e subprodutos de arco. Em algumas modalidades, o painel de distribuição 100 pode ser_parecido com a série IJ_ine™ de painéis de distribuição da _ Schneider Electric USA, Inc. ou painéis de distribuição similares. Estes painéis de distribuição 100 têm uma pilha de barramentos (vista na figura 2) composta de barramentos paralelos e espaçados lado a lado.

[030]No exemplo da figura 1, o painel de distribuição 100 tem uma placa de montagem 102 tendo uma série dos furos de montagem 104 formados na mesma.

Os furos de montagem 104 permitem que um ou mais disjuntores 106 sejam montados na placa de montagem 102 por meio dos suportes de montagem 108 fixados aos disjuntores 106. Os disjuntores 106 formam parte de um alojamento 110 que encerra a pilha de barramentos dentro do mesmo, com os enchimentos de lugares vazios 320 preenchendo qualquer espaço de montagem de disjuntor não utilizado no painel de distribuição 100 para manter a integridade do alojamento 110. Uma estrutura de extinção de arco semelhante a uma caixa chamada de interruptor de arco de extremidade de barramento 116 fecha o alojamento 110. Parafusos ou outros prendedores, um dos quais está indicado por 118, se estendem através da montagem total, incluindo as placas de flanges superior e inferior 120a e 120b (ver a figura 5) se estendendo no sentido de comprimento ao longo da parte superior do alojamento 110 para prender a montagem conjuntamente. Em algumas modalidades, vedações

12/19 de sobreposição tendo projeções paralelas e intercaladas fornecidas por estruturas . em superfícies se conectando por meio de interface dos disjuntores ou enchimentos de lugares vazios adjacentes, ou ambos, que são parecidas com uma estrutura de ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ macho e fêmea podem ser fornecidas para cobrir quaisquer caminhos de vazamento entre os disjuntores 106, os enchimentos de lugares vazios 320 e o painel de distribuição 100 através dos quais subprodutos de arco podem escapar. As vedações de sobreposição fornecem um caminho canalizado tortuoso e estreito para resfriar quaisquer gases quentes escapando.

[031 ]A figura 2 mostra uma vista interna do painel de distribuição 100 de _acordo_com as.modalidades reveladas. Nesta .vista, uma pilha de.barramentos 200 _ pode ser vista composta dos três barramentos paralelos e espaçados lado a lado 200a-200c. A pilha de barramentos 200 mostrada aqui é para um sistema trifásico/3 condutores, mas os princípios e preceitos revelados neste documento são igualmente aplicáveis para outros tipos de sistemas, incluindo um sistema monofásico/2 condutores, sistema monofásico/3 condutores, sistema trifásico/4 condutores e outros mais. A pilha de barramentos 200 fica entre um isolador superior 202a e um isolador inferior 202b que isolam a pilha de barramentos 200 da placa de flanges superior e da placa de montagem, respectivamente. Os disjuntores 106 podem então ser conectados a estes barramentos 200a-200c tal como descrito mais tarde neste documento.

[032]Os separadores de fases isolados 210a e 210b que se parecem com um barramento não condutivo se estendem no sentido de comprimento entre os barramentos 200a-200c adjacentes substancialmente paralelos aos barramentos 200a200c. Cada separador de fases 210a-210b se estende sobre menos que a largura (por exemplo, sobre cerca de metade) dos barramentos 200a-200c, o que deixa uma área não coberta ao longo de cada lado dos separadores de fases 210a-210b onde o separador de fases não se estende entre os barramentos 200a-200c adjacentes.

13/19

Um componente de canal de isolamento 400 substancialmente na forma de um “C” é encaixado ou fornecido de outro modo entre os barramentos. 200a-200c adjacentes na área não coberta de tal maneira que existem componentes de canal 400 delimi♦ ♦ ♦ ♦ ♦ tando cada separador de fases 210a-210b nos lados dos mesmos. Estes componentes de canal 400 separam efetivamente o separador de fases 210a-210b dos disjuntores 106 no outro lado dos componentes de canal 400.

[033]Um exemplo do disjuntor 106 está mostrado na figura 3A. Este tipo de disjuntor 106 usa conectores de energia de ligação ou conectores similares que têm os mordentes condutivos 300a, 300b e 300c para agarrar as bordas laterais dos barramentos 200a-200c. Estes mordentes 300a-300c ficam parcialmente ocultados por um envoltório de isolamento 302 em cada disjuntor. Especificamente, cada envoltório 302 tem uma série de componentes de envoltório que se parecem com lâminas se estendendo substancialmente paralelas umas às outras. Pares de componentes de envoltório adjacentes definem uma ranhura na qual um ou mais mordentes podem ser embutidos. No exemplo mostrado aqui, os três pares dos componentes de envoltório adjacentes 304a e 304b, 306a e 306b, e 308a e 308b definem as três ranhuras paralelas 310a, 310b e 310c nas quais os mordentes 300a-300c estão embutidos, respeetivamente. Quando o disjuntor 106 é conectado ao painel de distribuição 100, os mordentes 300a-300c agarram os barramentos 200a-200c enquanto que os componentes de envoltório 304a-304b, 306a-306b e 308a-308b se projetam sobre e sob os barramentos 200a-200c.

[034]Qualquer espaço de montagem de disjuntor não utilizado no painel de distribuição 100 é preenchido com os enchimentos de lugares vazios 320 mencionados anteriormente, um exemplo mais detalhado dos quais está mostrado na figura 3B, para manter a integridade do painel de distribuição 100. Tal como pode ser visto na figura 3B, em algumas modalidades, o enchimento de lugar vazio 320 pode ter uma armação tal como o corpo 322 tendo um nicho 324 definido no mesmo, contudo

14/19 outros projetos de enchimento de lugar vazio certamente são possíveis. No lado oposto ao do nicho 324,.o enchimento de lugar vazio 320 pode ser provido com um envoltório de isolamento similar 302 e os componentes de envoltório 304a-304b, + ♦ ♦ ♦ ♦

306a-306b e 308a-308b tal como o disjuntor, exceto que não existem mordentes embutidos nos enchimentos de lugares vazios 320. Igualmente, a área entre pares vizinhos de componentes de envoltório tanto nos enchimentos de lugares vazios 320 quanto nos disjuntores 106 são não ocupadas por mordentes. No exemplo mostrado, os componentes de envoltório 304b e 306a têm uma área 314a entre eles que não é ocupada por mordentes, e os componentes de envoltório 306b e 308a têm uma área 314b entre eles que não é ocupada por mordentes. Uma cobertura superior 326 perto do topo do enchimento de lugar vazio 320 se estende sobre os componentes de envoltório 304a-304b, 306a-306b e 308a-308b substancialmente paralela a eles que pode ser encaixada com a placa de flanges superior 120a (ver a figura 2) do alojamento 110 da pilha de barramentos 200.

[035]Em algumas modalidades, os envoltórios de isolamento 302 dos disjuntores 106 e os enchimentos de lugares vazios 320 podem ser encaixados com as vedações de sobreposição mencionadas anteriormente para cobrir quaisquer caminhos de vazamento entre os disjuntores 106 e os enchimentos de lugares vazios 320 e o painel de distribuição 100 através dos quais subprodutos de arco podem escapar. As vedações de sobreposição se estendem ao longo das bordas dos envoltórios 302 e têm dimensões que podem variar dependendo das larguras dos disjuntores (por exemplo, 3 polegadas (7,6 centímetros), 4,5 polegadas (11,4 centímetros), 6 polegadas (15,2 centímetros), 7,5 polegadas (19,1 centímetros), 9 polegadas (22,9 centímetros), 15 polegadas (38,1 centímetros), etc.) e das larguras de quaisquer enchimentos de lugares vazios (por exemplo, 3 polegadas (7,6 centímetros), 4,5 polegadas (11,4 centímetros), etc.) usados com o painel de distribuição 100. Quando instaladas de modo apropriado, as vedações de sobreposição encaixam precisa15/19 mente umas com as outras e com a cobertura superior 326 dos envoltórios 302 para . fornecer uma vedação para quaisquer folgas que possam existir entre os disjuntores

106 adjacentes, os enchimentos de lugares vazios 320 adjacentes, disjuntores e enchimentos de lugares vazios adjacentes, e entre os disjuntores e enchimentos de lugares vazios e o painel de distribuição 100. Estas vedações de sobreposição ajudam a resfriar quaisquer subprodutos de arco que possam escapar do painel de distribuição 100, garantindo que tais subprodutos de arco escapando apresentam menos ou nenhum risco para pessoas e equipamento.

[036]Tal como mencionado anteriormente, um componente de canal em for_ ma dezC 400 pode ser encaixado entre os barramentos 200a-200c .adjacentes em um e outro lado dos separadores de fases 210a-210b no painel de distribuição 100 revelado. A figura 4A mostra a parte de trás do componente de canal 400 e as figuras 4B e 4C mostram o lado do componente de canal 400. Tal como pode ser visto, o componente de canal em forma de C 400 é composto de uma seção vertical 402 tendo as seções horizontais 404 e 406 se estendendo substancialmente de forma perpendicular das extremidades superior e inferior da seção vertical 402. Uma série de elementos protuberantes de montagem espaçados uniformemente, dois dos quais estão mostrados aqui em 408 e 410, se projetam ao longo das partes superior e inferior das seções horizontais 404 e 406, respectivamente. Estes elementos protuberantes de montagem 408 e 410 se estendem para dentro de aberturas correspondentes (não mostradas expressamente até a figura 5) nos barramentos 200a200c para reter o componente de canal 400 no lugar entre os barramentos 200a200c adjacentes.

[037]De modo similar, aberturas espaçadas regularmente, duas das quais estão mostradas aqui em 412 e 414, são fornecidas ao longo da seção vertical 402. As aberturas 412 e 414 são arranjadas em duas fileiras, uma fileira em cada metade superior e inferior da seção vertical 402, cada conjunto das aberturas superiores e

16/19 inferiores 412 e 414 preferivelmente tendo um disjuntor 106 alinhado oposto às aberturas. Igualmente, válvulas unidirecionais espaçadas regularmente, uma das quais está mostrada aqui em 416, são fixadas à seção vertical 402 sobre cada conjunto ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ das aberturas superiores e inferiores 412 e 414. Em algumas modalidades, as válvulas unidirecionais 416 podem ser válvulas de chapeleta que permitem fluxo do sopro de arco através do componente de canal 400 somente em uma direção para frente ou lado aberto da forma de “C”, tal como indicado pelas setas identificadas por “A” na figura 4C. Uma barreira de arco 418 que se parece com uma aba se projeta externamente a partir do lado traseiro do componente de canal 400 perto do meio da seção vertical 402 substancialmente de forma perpendicular a isto.___ _ [038]As barreiras de arcos 418 podem ser vistas na figura 5, a qual mostra uma vista seccional transversal do alojamento de pilha de barramentos 110. Nesta vista os componentes de canal 400 podem ser vistos se estendendo no sentido de comprimento entre os barramentos 200a-200c adjacentes para criar um corredor substancialmente em forma de C, indicado pela linha tracejada identificada por “C”, ao longo de cada lado do separador de fases 210a-210b. Os suportes de barramento anulares isolantes 500 são dispostos entre cada barramento 200a-200c e o separador de fases 210a-210b. Tais suportes de barramento 500 podem ser colocados em intervalos regulares ao longo do comprimento dos barramentos 200a-200c para manter os barramentos e os separadores de fases 210a-210b espaçados ao lado e isolados eletricamente uns dos outros. Os prendedores 118 se estendem através destes suportes de barramento 500 assim como das placas de flanges superior e inferior 120a-b, dos isoladores superior e inferior 202a-202b e da placa de montagem 102 para prender a montagem total conjuntamente.

[039]Tal como a figura 5 mostra, as barreiras de arcos 418 se estendem paralelas aos barramentos 200a-200c na direção dos componentes de envoltório 304a304b, 306a-306b e 308a-308b do disjuntor 106 e são substancialmente coextensivas

17/19 com os barramentos 200a-200c. Especificamente, cada barreira de arco 418 se estende para dentro da área não ocupada entre pares vizinhos dos componentes de envoltório 304a-304b / 306a-306b e 306a-306b / 308a-308b de tal maneira que os ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ componentes de envoltório 304a-304b, 306a-306b e 308a-308b ficam intercalados com os barramentos 200a-200c e as barreiras de arcos 418, mas não tocam nos barramentos 200a-200c ou nas barreiras de arcos 418. A falta de contato físico deixa uma passagem estreita (por exemplo, menor que 10 mm) serpenteando entre os barramentos 200a-200c adjacentes, formada pelos componentes de envoltório 304a304b, 306a-306b e 308a-308b em um lado, e pelos barramentos 200a-200c, componentes de canaLem forma de C400_e as barreiras de arcos 418_no outro lado, onde arcos podem se formar, tal como indicado pela linha tracejada identificada por “P”.

[040]Referindo-se agora às figuras 6A e 6B, a passagem de arco sinuosa fornece uma região ou zona 600 na qual arcos podem iniciar e o corredor em forma de C fornece uma região ou zona adjacente 602 onde arcos podem transitar. Um arco 604 se formando nesta zona de iniciação de arco 600 deve iniciar em um dos barramentos 200a-200c, tipicamente perto de um ponto de conexão do disjuntor 106, e curvar ou serpentear através da passagem de arco sinuosa, antes de alcançar um barramento 200a-200c adjacente. Dentro da passagem de arco sinuosa, pressão intensa é imediatamente gerada por causa do gás e plasma produzidos pelo arco. A pressão intensa do sopro de arco desloca o gás e plasma para fora da passagem de arco sinuosa na direção dos componentes de canal em forma de C 400. As aberturas 412 e 414 (ver as figuras 4A-4C) nos componentes de canal 400 permitem que o gás e plasma passem para dentro do corredor em forma de C no outro lado, tal como indicado pelas setas identificadas por “A (ver a figura 6A).

[041]As válvulas de chapeleta unidirecionais 416 sobre as aberturas 412 e 414 capturam e impedem o gás e plasma de retornar para a passagem de arco sinuosa. Portanto, o gás e plasma geram um segundo arco 606 que é semelhante ele18/19 tricamente ao arco inicial 604, mas inferior em impedância e tensão. A tensão inferior do segundo arco 606 vem a ser a tensão de sistema “efetiva”, resultando na tensão do arco inicial 604 sendo toda subitamente maior que a tensão de sistema. Por cau♦ ♦ ♦ ♦ sa de a tensão do arco inicial 604 agora exceder a tensão de sistema, a corrente do arco inicial 604 é impulsionada para zero e o arco inicial é extinguido. O segundo arco 606 é então impulsionado por força eletromagnética ao longo do corredor em forma de C na direção da extremidade dos barramentos 200a-200c, guiado pelo separador de fases 210a-210b se estendendo ao longo do corredor. O trânsito do segundo arco 606 através desta zona de trânsito 602 continua até que o arco alcance a extremidade dos-barramentos 200a-200c. O arco em seguida entra no interruptor de arco de extremidade de barramento 116 (ver a figura 1) onde ele é interrompido e dispersado.

[042]Em algumas modalidades, para facilitar o trânsito do segundo arco 606 para dentro do interruptor de arco de extremidade de barramento 116, os corredores em forma de C no painel de distribuição 100 podem ser similares aos seus corredores de contraparte no interruptor de arco de extremidade de barramento 116. Por exemplo, em algumas modalidades, as seções horizontais 404 e 406 dos componentes de canal em forma de C 400 sobrepõem uma parte do separador de fases, tal como indicado pela seta identificada por “B”, de tal maneira que não existe caminho de linha de visada entre os barramentos 200a-200c adjacentes dentro do corredor em forma de C. A falta de um caminho de linha de visada faz com que quaisquer arcos que possam se formar entre os barramentos 200a-200c adjacentes no corredor em forma de C enrolem em volta do separador de fases, assumindo uma forma arqueada ou sinuosa no processo que expande e aumenta a tensão do arco. A tensão aumentada reduz a corrente de arco, resultando em menor energia total gerada pelo arco.

[043]Com base na descrição anterior, pode ser visto que o método e sistema

19/19 de transferência de arco revelados neste documento podem ser implementados em diversos modos. A figura 7 apresenta diretrizes gerais na forma de um fluxograma

700 que podem ser usadas com qualquer implementação de acordo com as modali♦ ♦ ♦ ♦ ♦ dades reveladas. Tal como o fluxograma 700 mostra, transferência de arco começa no bloco 702 ao capturar o arco em uma zona de iniciação de arco. Gás e plasma produzidos pelo arco são então transferidos da zona de iniciação de arco para uma zona de trânsito de arco no bloco 704. No bloco 706, o gás e plasma de arco são impedidos de reentrar na zona de iniciação de arco. É permitido que um segundo arco se forme na zona de trânsito de arco no bloco 708 a partir do gás e plasma de arco capturados na zona de trânsito de arco, extinguindo o_arco inicial no processo tal como explicado anteriormente. No bloco 710, o segundo arco é direcionado ao longo da zona de trânsito de arco para um interruptor de arco de extremidade de barramento onde ele é extinguido.

[044]Embora aspectos, implementações e aplicações particulares da presente revelação tenham sido ilustrados e descritos, é para ser entendido que a presente revelação não está limitada à construção e composições precisas reveladas neste documento e que várias modificações, mudanças e variações podem ficar aparentes a partir das descrições anteriores sem divergir do espírito e escopo das modalidades reveladas tais como definidas nas reivindicações anexas.

1/4

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Painel de distribuição resistente.a arco tendo recurso de transferência de arco, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

   ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ uma pilha de barramentos no painel de distribuição, a pilha de barramentos tendo uma pluralidade de barramentos paralelos e espaçados lado a lado na mesma;

   um separador de fases disposto no sentido de comprimento entre barramentos adjacentes substancialmente paralelo e equidistante dos barramentos;

   um componente de canal encaixado no sentido de comprimento entre os barramentos adjacentes e delimitando um lado do separador de fases de tal maneira que o componente de canal forma um corredor modelado com o separador de fases se estendendo no sentido de comprimento entre os barramentos adjacentes; e uma barreira de arco se projetando de um lado traseiro do componente de canal substancialmente de forma perpendicular a isto de tal maneira que, quando um disjuntor é conectado à pilha de barramentos, a barreira de arco, os barramentos e o componente de canal formam uma passagem de arco sinuosa com o disjuntor na qual qualquer arco se formando entre os barramentos adjacentes é capturado;

   em que qualquer arco capturado na passagem de arco sinuosa entre os barramentos adjacentes é transferido por meio de pressão de sopro de arco na passagem de arco sinuosa para dentro do corredor modelado através das aberturas no componente de canal.
2. 2. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o separador de fases direciona qualquer arco transferido para dentro do corredor modelado para uma extremidade da pilha de barramentos.
3. 3. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente válvulas unidireci2/4 onais dispostas nas aberturas no componente de canal, as válvulas unidirecionais bloqueando fluxo de gás .e plasma de arco do corredor modelado para dentro da . passagem de arco sinuosa.
4. 4 4*44

   4. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente de canal sobrepõe uma parte do separador de fases de tal maneira que não existe caminho de linha de visada entre barramentos adjacentes no corredor modelado.
5. 5. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um disjuntor co__nectado à pilha de barramentos, cl disjuntor tendo um_ envoltório com componentes _ de envoltório substancialmente paralelos se estendendo do mesmo, os componentes de envoltório ficando intercalados com os barramentos e a barreira de arco para formar a passagem sinuosa entre os barramentos adjacentes.
6. 6. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um enchimento de lugar vazio tendo um envoltório e componentes de envoltório similares aos do disjuntor, os componentes de envoltório do enchimento de lugar vazio ficando intercalados com os barramentos e a barreira de arco quando o enchimento de lugar vazio é fixado à pilha de barramentos para formar uma passagem de arco sinuosa com os barramentos, componente de canal e a barreira de arco.
7. 7. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente de canal é um componente de canal em forma de C e o corredor é um corredor em forma de C.
8. 8. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente elementos protuberantes de montagem dispostos em um topo e parte inferior do componente de canal, os elementos protuberantes de montagem se estendendo para dentro de abertu3/4 ras correspondentes nos barramentos adjacentes para reter o componente de canal no lugar entre os barramentos adjacentes.
9. 9. Painel de distribuição resistente a arco, de acordo com a reivindicação 1, ♦ ♦ ♦ ♦

   CARACTERIZADO pelo fato de que a pilha de barramentos é um de: um sistema trifásico/3 condutores, um sistema trifásico/4 condutores, um sistema monofásico/2 condutores e um sistema monofásico/3 condutores.
10. 10. Método de transferir um arco para longe de pontos de conexão de disjuntor em barramentos adjacentes em uma pilha de barramentos de um painel de distribuição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

    _ capturar o_ arco em uma passagem de arco sinuosa entre os barramentos adjacentes em um lado da pilha de barramentos;

    transferir o arco da passagem de arco sinuosa para um corredor modelado dentro da pilha de barramentos; e direcionar o arco no corredor modelado para uma extremidade da pilha de barramentos onde o arco pode ser extinguido.
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que transferir o arco da passagem de arco sinuosa para dentro do corredor modelado compreende permitir que gás e plasma de arco passem para o corredor modelado através das aberturas em um componente de canal que forma o corredor modelado.
12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que transferir o arco da passagem de arco sinuosa para dentro do corredor modelado compreende adicionalmente impedir que o gás e plasma de arco passem de volta para a passagem de arco sinuosa usando válvulas unidirecionais nas aberturas no componente de canal.
13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que transferir o arco da passagem de arco sinuosa para dentro do corredor mo4/4 delado compreende adicionalmente permitir que um outro arco se forme no corredor modelado a partir do gás e plasma de arco passando para o corredor modelado. .
14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ de que capturar o arco na passagem de arco sinuosa compreende intercalar componentes de envoltório se estendendo de um envoltório de um disjuntor conectado à pilha de barramentos com os barramentos e uma barreira de arco se estendendo de um lado traseiro do componente de canal para formar a passagem de arco sinuosa.
15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que direcionar o arco no corredor modelado compreende permitir que o arco seja deslocado ^o longo de. um separador de fases disposto no sentido de comprimento entre barramentos adjacentes substancialmente paralelo e equidistante dos barramentos.

    1/9