CN101901714A - 用于限制电气设备单元的隔间的内部过压的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种限制过压装置，用于限制电气设备单元的隔间(2，3，4)的内部过压，该装置包括设在隔间的外壳壁之一内的开口(10至14)，该开口在电气设备单元的正常工作过程中由阀(15至19)密封，所述阀被设计成在由于隔间内部的内部故障产生的隔间内部过压的影响下开放上述开口，以便能够把由于所述内部故障产生的热气移送到隔间外部。此装置的特征在于，此阀(15至19)集成在隔间的外壳的壁中且利用固定装置固定在所述壁上的上述开口中，所述固定装置使该阀能够依据所述隔间内部或外部是否存在过压而向两个方向开放，即朝向隔间(2至4)的外部开放以使气体能够从隔间的内部流至外部或者朝向隔间的内部开放以使气体能够从隔间的外部流至内部。

Description

用于限制电气设备单元的隔间的内部过压的装置

技术领域

本发明涉及一种用于限制电气设备单元的隔间的内部过压的装置，所述装置包括设在隔间的外壳壁之一内的开口，所述开口在电气设备单元的正常工作过程中由阀密封，所述阀被设计成在由于隔间内部的内部故障产生的隔间内部过压的影响下开放上述开口，以便能够把由于该内部故障产生的热气移送到隔间外部。

背景技术

所述隔间例如容纳开关或断路器，当电气箱中的隔间内部发生内部电弧故障时，出现过压，会释放出热的可燃热气体，易造成设备单元的壳体失火或爆炸，从而可能导致危险的结果。

此问题的一种解决办法是在开关装置单元的外壳的金属壁或其它壁内制造开口，这些开口可利用阀来封闭或开放，从而接通或阻断用于移除所述气体的排气管路。在给定值的过压以上时，这些阀在过压的作用下开放，从而生成一种校准开口，使得因电弧而产生的热气体被移除且压力减小，从而能够限制隔间内的过压水平。这些阀仅朝一个方向开放且仅允许气体朝一个方向，即向隔间的外部排出。

发明内容

本发明旨在提高与在电气设备单元的隔间内部产生的内部电弧相关的耐受性能。

为此，本发明的目的是提供一种用于限制前述类型隔间内部的过压的装置，此装置的特征在于阀集成在隔间的外壳的壁中且利用固定装置固定在该壁上的上述开口中，依据隔间内部或外部是否存在过压，所述固定装置使阀能够向两个方向开放即朝向隔间的外部开放以使气体能够从隔间的内部流至外部，或者朝向隔间的内部开放以使气体能够从隔间的外部流至内部。

依据一特征，当隔间的内部或外部产生过压时，阀能够变形，该变形使固定装置不起作用，从而导致阀离开外壳的壁的开口，由此导致气体流过开口。

依据另一特征，上述固定装置包括位于阀的两相对外边缘上且被设计成分别与构成上述壁的开口的两个对向边缘协同操作的闭锁装置。

依据另一特征，这些闭锁装置包括在阀的上述相对边缘中的每边缘上与该阀固定连接的至少两个突出部，该两个突出部分别在阀的平面的每侧上延伸以通过把构成开口的壁的相应边缘插入上述两突出部之间而执行该阀在壁上的固定。

依据另一特征，这些突出部与阀的壁模制为一体，且在该阀的相应边缘的纵向上偏置。

依据另一特征，在阀的至少两相对边缘上，上述固定装置包括在所述边缘的全部或一部分上延伸的密封件，在执行上述固定时，该密封件分别与构成上述开口的两个对向边缘协同操作。

于是，此密封件表现出能够执行扣板式固定的外部轮廓。这能够增强隔间之间的紧密性。

依据另一实施例，上述固定装置包括由具有低机械强度的材料制成的框架，该框架固定在阀周围并位于构成上述开口的壁的边缘上，该框架被设计成在一定压力的作用下屈服。

依据另一实施例，上述固定装置包括设在壁内的多个开口，该开口各自允许支承位于外壳的每侧上的两个校准尺寸垫圈的铆钉通过，所述阀被设计成在所述阀装配于所述壁的开口中后被固定在两个垫圈之间。

本发明的另一目的是提供一种包括至少一个隔间的电气箱，该隔间容纳电气开关单元，此箱的特征在于所述隔间包括至少一个过压限制装置，该过压限制装置包括上述特征之一或其组合。

依据一特征，此箱还包括围绕至少一个上述限制装置的开口形成封闭空间的室，该室被设计用于接收从存在过压的隔间流来的气体，依据相对于上述开口所述过压是位于隔间的内部还是室的内部，气体从隔间的内部流至室或者从室的内部流至隔间。

依据另一特征，所述箱包括若干隔间，各隔间包括至少一个过压限制装置，该过压限制装置包括上述特征之一或其组合。

依据另一特征，此箱包括三个隔间，该三个隔间分别包括用于第一隔间的过压限制装置、用于第二隔间的过压限制装置以及用于第三隔间的三个限制装置。

依据另一特征，至少一个隔间或室包括至少一个与贮槽(trough)连通的阀，该贮槽包含与开关单元连接的电缆(cable)，该装置的阀的突破阈值(breaking treshold)被限定为使与贮槽连通的阀在其它阀之后离开其相应的开口。

此阀例如是依据本发明的阀或者单向阀。

依据另一特征，至少一个隔间或室包括至少一个与外部连通的阀，该装置的阀的突破阈值被限定为使与外部连通的阀在其它阀之后离开其相应的开口。

此阀例如是依据本发明的阀或者单向阀。

本发明的再一目的是提供一种至少两个箱的组件，所述箱包括上述箱的特征之一或其组合，所述箱并列，所述组件包括：用于所有箱的单个公共室、或者具有用于各箱的隔间的室、或者具有用于该箱的各隔间的隔间的室。

附图说明

然而，由以下参照附图的详细说明，本发明的其它优点和特征将变得更明显，附图是仅出于示例目的给出的，其中：

图1是一种包括两个箱的组件的部分切除透视图，每个箱由三个隔间形成；

图2是依据本发明的阀的前视图；

图2a是说明上述阀的两种可能运动的示意图；

图3是说明属于依据本发明一种特定实施例的阀的两定位突出部的局部示图；

图4是阀的前视图；

图5说明阀朝向箱外部的变形；

图6说明阀朝向箱内部的变形；

图7、8和9是在垂直于支撑面的平面内的纵向剖视图，分别说明依据本发明的箱内部的电弧故障的三种不同位置；以及

图10和11分别说明装配在外壳的开口内的阀的俯视图和剖视图。

具体实施方式

图1中，所示两箱A、B各容纳中压或低压电分配单元，且被设计成固定在公共支撑面1上。每个箱都包括三个隔间2、3、4，三个隔间2、3、4分别包括用于第一隔间2的过压限制装置5、用于第二隔间3的过压限制装置6以及用于第三隔间4的三个限制装置7、8、9。如图2和图7至9所示，这些限制过压的装置各自包括设在隔间的后壁f中的开口10、11、12、13、14和阀15、16、17、18、19，该阀包括位于两相对边缘20、21上的固定装置22，该固定装置22被设计成分别与构成壁11中的上述开口的两个对向边缘23、24协同操作。这些阀15至19被设计成在位于隔间内部的单元的正常操作时封闭开口，以使该隔间内部的封闭体积表现出保护因数IP3X，且被设计成在隔间内部发生内部电弧的情况下开放。

依据图2至6所示的实施例，每个阀15至19呈矩形且由可变形的金属材料制成。此阀包括位于上述两相对纵向边缘20、21上的闭锁装置25。依据图2和3所示的实施例，在阀15至19的各纵向边缘20、21上，这些闭锁装置25包括与阀模制为一体且位于靠近所述边缘的所述纵向边缘的每侧上的两组两个突出部26、27、28、29和30、31、32、33。依据图4所示的实施例，阀包括位于其纵向边缘之一20上的两组三个突出部34、35、36和37、38、39和位于其相对边缘21上的两组两个突出部40、41和42、43，各边缘上的所述组分别位于所述边缘的两端附近。当此突出部组由两个突出部组成时，突出部之一位于阀平面P的一侧上，而另一突出部位于阀平面的另一侧上。当此组由三个突出部组成时，三个突出部交替设置在阀平面的一侧或另一侧上。通过把壁f的开口10的对应边缘23插入上述突出部之间来执行阀的安装。

如图1、7、8和9所更具体表示的，设在箱的隔间壁f中的上述开口10至14一方面在箱A、B内部开放，另一方面在位于支撑面1与所述箱的后壁f之间的室44上开放。依据此实施例，此室对于两箱的所有隔间而言是公共的。此室由支撑面1构成的后壁、底壁45、顶壁46、未表示的侧壁、以及上述开口10至14设于其内的隔间的后壁f形成，所述室构成支撑面1与箱后壁f之间的封闭空间。

应注意的是，上述阀包括称为突破槽(breaking groove)的槽55，此槽使阀在过压到达一定值时变形以允许阀通过逃脱突出部而脱离其开口。

依据这些图中描绘的实施例，通过调整例如阀的机械特性；固定或保持部件的尺寸，例如突出部的尺寸；或者甚至是突破槽的尺寸或阀的壁厚，来使这些阀的变形能力由于压力效应而变化，从而能够朝一个或另一方向调节突破阈值。

使突出部脆弱的其它方法是能够被想到的，例如，阀由两个部分形成，该两个部分利用由例如弹性体制成的柔性密封件组装，所述密封件可以包括两个相对的凹进，此两凹进被设计成收容两个阀半体或者使之粘附在两个阀半体上。

以下参照图7至9说明依据本发明的装置的操作。

图7中，箱的第一隔间2中发生内部故障。这导致所述隔间内部过压，从而使对应的阀15向隔间2的外部和室44的内部开放，同样如图7所示。气体从第一隔间的内部经过由阀15开放的开口10沿室方向的运动导致室内部的压力增大。当室内部的此压力到达一定值时，此过压使位于第二隔间3中的阀16和位于第三隔间4中的三个阀17、18、19向隔间内部的方向开放，同样如图6所示。这使气体从室向第二隔间3和第三隔间4的内部移动，导致压力在所有隔间和室中均衡，此室构成附加隔间。

图8中，第三隔间4中发生内部电弧故障，这导致此第三隔间内部过压。此过压使前两个阀17、18向第三隔间4外部的方向开放。气体从第三隔间4向室44的移动使该室44的内部过压，此过压导致隔间4的第三阀19开放。这使气体从室经过由第三阀19开放的开口14沿第三隔间内部的方向移动，以致不同隔间和室内部的压力均衡。

图9中，第二隔间3中发生内部电弧故障。这导致第二隔间3的阀16的开口向隔间的外部沿室44的方向开放，从而使气体从第二隔间3的内部移至室44。气体的移动导致室44内部过压，此过压使第二隔间2的阀15向隔间的内部开放以及第三隔间4的阀17、18、19向所述隔间的内部开放，从而导致气体从室内部移至所述隔间内部。

另一实施例表示在图10和11中，该实施例说明了利用四个铆钉48把阀15固定在外壳壁f上，铆钉48分别装配在外壳的四个圆形开口47中且各自支承位于该外壳壁f的每侧上的两个校准垫圈49、50。

应注意的是，阀优选包括两个小凸缘53、54，当小凸缘53、54装配在外壳的板f上时，该两个小凸缘53、54使得阀能够被保持。

通过把阀插入壁的开口内来执行阀的安装，所述阀经由底缘定位。然后，把垫圈装配在铆钉上。

应注意的是，在利用铆钉、密封件或框架来固定的情况下，能够设想其它形状的阀，例如椭圆形或圆形，其它位置的阀定位点以及其它位置的阀易碎区域同样是能够设想的。

在利用密封件固定的情况下，所述密封件可以是半导电的以实现接地。

应注意的是，对于不同的固定方式，通过调整突出部的形状、垫圈的尺寸等，能够将可以或多或少大规模地使断裂压力朝向一个方向或另一方向不对称。

由此，依据本发明，已实现一种能够限制在中压或低压电分配单元的隔间内部过压的装置，这些是内部电弧故障的结果。

此装置被集成在形成箱的隔间的隔壁中，并能够保持相对于外部的保护度相同。这些阀可向两个方向开放，这意味着能够设想气体向阀的一侧或另一侧流动。因此，能够设想利用所存在的不同隔间或外壳的不同路径，从而能够最大限度地利用可用体积来降低气体的压力。

应注意的是，室能够对于任一箱的所有隔间是公共的或者对于若干箱的所有隔间是公共的。

依据另一实施例，所述室可以被分成隔间，且包括用于箱的各隔间的减压隔间。

本发明能够在发生内部电弧的情况下使特别形成电气板的箱的不同隔间连通，这些不同体积构成扩张体积。这是利用附加隔间来实现的，该附加隔间使不同箱连通或者本身或多或少被分隔。原则是尽可能避免在箱外部发生的对操作员有害的任何现象。

首先，这种阀及其布置能够使箱的不同体积的封闭隔间有益地用作热气体的扩张体积。这是采用通过阀来与此箱的所有隔间连通的附加室或隔间实现的。

这对应于第一突破阈值。

接着，在阀已开放后，位于例如面向箱的支撑面的壁上的阀将能够与电缆贮槽(cable trough)连通，并造成比上述值更高的突破阈值以在特定过压值以上解除其开口。

在隔间壁上的适当位置例如朝设备单元的顶部，提供与外部连通的连通阀也是有用的。这些阀能够在无贮槽的情况下使用、或者在不能靠近这些贮槽的情况下使用、或者此外用作额外的保护水平，这些阀表现出比其它阀更高的突破阈值。

对于后两阀功能，该阀可以不同或者灵敏度较低。

在这些阀与外部连通的情况下，增加仅设计为用于防止阀伸出一定距离的偏转或保持板或者仅采用部分固定在外壳上的单向阀是有用的。

这些必须迅速地且以协调方式开放的阀的系统能够减小可能发生内部电弧故障的不同隔间的压力，以减少外壳的变形，气体从而排放到室的外部。这是借助于扩张和压力再均衡体积来实现的，该扩张和压力再均衡体积意味着基于压力波的传播而利用这些阀来使不同隔间连通。

本发明自然不限于仅出于示例目的给出的所描述和所表示的实施例。

因此，尽管所描述和所表示的固定装置包括突出部系统，但本发明还覆盖了包括其它类型固定装置的限压设备，该其它类型的固定装置例如采用铆钉、弹簧、夹扣、夹钳或其它的紧固装置。

Claims (14)

1.一种过压限制装置，用于限制电气设备单元的隔间的内部过压，所述装置包括设在隔间的外壳壁之一内的开口，所述开口在电气设备单元的正常工作过程中由阀密封，所述阀被设计成在由于隔间内部的内部故障产生的隔间内部过压的影响下开放上述开口，以便能够把由于所述内部故障产生的热气移送到隔间外部，

其特征在于，此阀(15至19)集成在隔间(2，3，4)的外壳的壁(f)中且利用固定装置(22)固定在所述壁上的上述开口(10至14)中，所述固定装置使所述阀能够依据所述隔间内部或外部是否存在过压而向两个方向开放即朝向隔间(2，3，4)的外部开放以使气体能够从隔间的内部流至外部或者朝向隔间的内部开放以使气体能够从隔间的外部流至内部，当所述隔间的内部或外部产生过压时，所述阀(15至19)能够变形，所述变形使所述固定装置(22)不起作用，从而导致所述阀(15至19)离开外壳的壁(f)的开口(10至14)，由此导致气体流过开口(10至14)。

2.根据权利要求1所述的过压限制装置，其特征在于，上述固定装置(22)包括位于所述阀(15至19)的两相对外边缘(20、21)上且被设计成分别与构成上述壁(f)的所述开口(10至14)的两个对向边缘(23、24)协同操作的闭锁装置。

3.根据权利要求2所述的过压限制装置，其特征在于，这些闭锁装置包括在所述阀(15至19)的上述相对边缘(20、21)中的每边缘上与所述阀固定连接的至少两个突出部(26至32)，所述两个突出部相应地在所述阀的平面P的每侧上延伸，以通过把构成所述开口(10至14)的壁(f)的相应边缘(23，24)插入上述两突出部之间而执行所述阀在所述壁(f)上的固定。

4.根据权利要求3所述的过压限制装置，其特征在于，这些突出部与所述阀(15至19)的壁(f)模制为一体，且在所述阀(15至19)的相应边缘(20，21)的纵向上偏置。

5.根据权利要求1所述的过压限制装置，其特征在于，在所述阀(15至19)的至少两相对边缘(20，21)上，上述固定装置(22)包括在所述边缘的全部或一部分上延伸的密封件，在执行上述固定时，所述密封件分别与构成上述开口(10至14)的两个对向边缘协同操作。

6.根据权利要求1所述的过压限制装置，其特征在于，上述固定装置(22)包括由具有低机械强度的材料制成的框架，所述框架固定在所述阀周围并位于构成上述开口(10至14)的壁的边缘上，所述框架被设计成在一定压力的作用下屈服。

7.根据权利要求1所述的过压限制装置，其特征在于，上述固定装置(22)包括设在壁(f)内的多个开口(47)，所述开口各自允许支承位于外壳壁(f)的每侧上的两个校准尺寸垫圈(49，50)的铆钉(48)通过，所述阀被设计成在所述阀已装配在所述壁的所述开口中后固定在两个垫圈之间。

8.一种电气箱，所述电气箱包括至少一个隔间(2，3，4)，所述隔间容纳电气开关单元，其特征在于，所述隔间包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的过压限制装置。

9.根据权利要求8所述的电气箱，其特征在于，所述电气箱还包括围绕至少一个上述限制装置的所述开口形成封闭空间的室(44)，所述室(44)被设计用于接收从存在过压的隔间流来的气体，依据相对于上述开口所述过压是位于所述隔间的内部还是所述室的内部，所述气体从所述隔间(2，3，4)的内部流至室(44)或者从所述室的内部流至所述隔间。

10.根据权利要求8或9所述的电气箱，其特征在于，所述电气箱还包括若干隔间(2，3，4)以及所有隔间共用的室(44)，各隔间包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的过压限制装置。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的电气箱，其特征在于，所述电气箱包括三个隔间，所述三个隔间分别包括用于第一隔间(2)的过压限制装置(5)、用于第二隔间(3)的过压限制装置(6)以及用于第三隔间(4)的三个限制装置(7，8，9)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的电气箱，其特征在于，至少一个所述隔间或所述室包括至少一个与贮槽连通的阀，所述贮槽包含与所述开关单元连接的电缆，所述装置的所述阀的突破阈值被限定为使与所述贮槽连通的所述阀在其它阀之后离开其相应的开口。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的电气箱，其特征在于，至少一个所述隔间或所述室包括至少一个与外部连通的阀，所述装置的所述阀的突破阈值被限定为使与外部连通的所述阀在其它阀之后离开其相应的开口。

14.一种包括至少两个根据权利要求8至13中任一项所述的箱的组件，所述箱并列，所述组件包括：用于所有箱的单个公共室(44)、或者具有用于各箱的隔间的室、或者具有用于所述箱的各隔间的隔间的室。

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