CN103872611B - 可变排出和阻尼电弧减轻组件及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变排出和阻尼电弧减轻组件及组装方法。具体而言，公开了装备保护系统、电弧容纳装置和组装电弧容纳装置的方法。在一个实例中，电绝缘结构包括导体底座(210)、联接到导体底座(210)上且限定隔离室(247)的盖(202)、设置在隔离室(247)内的导体底座(210)上的容纳护罩(206)，以及定位在盖(202)与容纳护罩(206)之间的偏压组件(246)。容纳护罩(206)限定构造成用以包围多个电极组件(213)的容纳室(249)。容纳护罩(206)构造成用以至少部分地将电弧产物容纳在容纳室(249)内。偏压组件(246)构造成用以允许容纳护罩(206)移离导体底座(210)，从而限定在导体底座(210)与容纳护罩(206)之间的间隙，以使电弧气体的至少一些能够从容纳室(249)排出。

Description

可变排出和阻尼电弧减轻组件及组装方法

技术领域

本文中所述的实施例大体上涉及功率装备保护装置，并且更具体地，涉及用于将排放气体和压力导送远离电弧生成地点的电弧减轻系统。

背景技术

已知的电功率电路和开关装置大体上具有利用绝缘物质如空气或气体或固体电介质分开一定距离的导体。然而，如果导体定位成过于靠近在一起，或如果在导体之间的电压超过在导体之间的绝缘物质的介电强度，则可出现电弧闪光(flash)。电弧闪光还可出现在绝缘物质老化、啮齿动物和不适当的维护程序的情况下。在导体之间的绝缘物质可变为电离的，这使得绝缘物质导电，且使得能够形成电弧。电弧闪光由于相导体之间、相导体与中性导体之间，或在相导体与接地点之间的故障而引起快速能量释放。电弧闪光温度可达到或超过20,000℃，这可气化相邻的导体，且烧穿相邻的装备面板的板片。此外，电弧故障与释放热、强光、压力波和/或声波形式的大量能量相关联，由于此，可出现对导体和相邻装备的严重破坏。大体上，与电弧事件相关联的故障电流和能量相比于与突发的短路故障相关联的故障电流和能量较低。由于在继电器闭合与上游电路断路器清除电弧故障之间的固有延迟，故在故障地点处可出现巨大的破坏。电路断路器可使用较快的跳闸机构操作来减少破坏。但即使利用此特征也不可将破坏最小化。

至少一些已知的系统使用电弧减轻系统来将故障能量从电弧闪光地点安全地转移至安全区。电弧减轻系统具有容纳装置/室，其通常包括电极或导体，电极或导体分开一定距离且在它们之间具有足够的介电强度以免在没有外部协助的情况下引起电弧闪光。等离子生成装置包括在电弧容纳室内。当探测到电弧闪光事件时，等离子装置朝电极发射烧蚀等离子。烧蚀等离子减小在电极之间的电阻抗，且电弧可在电极之间形成。电弧将能量从第一电弧闪光区转移至电弧室，直到减少或熄灭电弧闪光。为了安全地转移能量远离电弧且容纳能量，电弧容纳装置将不会在接地路径中或穿过接地路径传递过大的电流。来自于电弧减轻系统的接地部分上的电弧事件的带电粒子的沉积大体上会引起电流流过接地路径。为了避免过大的电流流过地面，将使用附加的构件如电荷收集器和/或涂层如环氧树脂和/或陶瓷，这可使得生产过程复杂且还增加了成本。

发明内容

一方面，描述了一种用于结合包括至少一对导体的电路使用的电路保护装置。电路保护装置构造成用以生成电弧，电弧生成包括电弧气体的电弧产物。电路保护装置包括至少一对电极组件、用于将电极组装安装到其上的导体底座、联接到导体底座上且限定至少一个隔离室的盖、设置在隔离室内的导体底座上的容纳护罩，以及定位在盖与容纳护罩之间且联接到盖和容纳护罩中的至少一个上的偏压组件。成对电极组件中的第一电极组件电性地联接到至少一对导体中的第一导体上，且成对电极组件中的第二电极组件电性地联接到至少一对导体的第二导体上。至少一对电极组件构造成用以生成电弧。成对电极组件设置在至少一个隔离室内。容纳护罩限定包围至少一对电极组件的容纳室。容纳护罩构造成用以至少部分地将电弧产物容纳在容纳室内。偏压组件构造成用以允许容纳护罩移动离开导体底座，从而限定在导体底座与容纳护罩之间的间隙，以使至少一些电弧气体能够从容纳室排出。

另一方面，描述了一种用于结合电弧减轻装置使用的电隔离结构，其包括分别具有构造成用以产生电弧的电极的多个电极组件。电弧生成包括电弧气体的电弧产物。电隔离结构包括导体底座、联接到导体底座上且限定隔离室的盖、设置在隔离室内的导体底座上的容纳护罩，以及定位在盖与容纳护罩之间的偏压组件。容纳护罩限定容纳室，容纳室构造成用以包围多个电极组件。容纳护罩构造成用以至少部分地将电弧产物容纳在容纳室内。偏压组件联接到盖和容纳护罩中的至少一个上。偏压组件构造成用以允许容纳护罩移动离开导体底座，从而限定在导体底座与容纳护罩之间的间隙，以使至少一些电弧气体能够从容纳室排出。

又一方面，描述了一种组装用于结合包括至少一对导体的电路使用的电路保护装置的方法，其中所述电路保护装置包括导体底座、限定容纳室的容纳护罩、盖，以及构造成用以产生电弧的至少一对电极组件。电弧生成包括电弧气体的电弧产物。该方法包括将至少一对电极组件固连到导体底座上、将容纳护罩联接到盖上使得容纳护罩能够关于盖移动来限定在容纳护罩与导体底座之间的间隙以从容纳室排出电弧气体、将盖联接到导体底座上使得至少一对电极组件设置在容纳室内且容纳护罩设置在导体底座上、将成对电极组件的第一电极组件电性地联接到至少一对导体中的第一导体上，以及将成对电极组件的第二电极组件电性地联接到至少一对导体中的第二导体上。

附图说明

图1为可用于将从电源所接收到的电功率(即，电流和电压)分配至一个或多个负载的示例性功率分配系统的示意性框图。

图2为将结合图1中所示的功率分配系统使用的电弧容纳装置的截面示意图。

图3为图2中所示的示例性电弧容纳装置的简化示意图。

图4为图2中所示的示例性电弧容纳装置的分解视图。

图5为图2中所示的电弧容纳装置的一部分的截面视图。

图6为结合图1中所示的功率分配系统使用的另一个示例性电弧容纳装置。

图7为组装图2中所示的电弧容纳装置的方法的工艺流程图。

部件列表

100 功率分配系统

102 电源

104 负载

106 配电线

110 导体

112 第一相导体

114 第二相导体

116 第三相导体

118 装备保护系统

120 电弧闪光事件

122 控制器

124 处理器

126 存储器

128 电路中断装置

130 电弧容纳装置

132 传感器

134 附加传感器

202 盖

204 凹槽

206 冲击护罩

208 导体组件

210 导体底座

212 导体盖

213 电极组件

214 电极支架

215 内部导体

216 电弧源电极

217 外部本体

220 底部部分

230 等离子生成装置

231 绝缘盘

232 顶部

234 平凸起

235 排出孔

236 侧部

237 可移动安装平台

238 顶部

239 绝缘体

240 侧部

242 排放口

244 对准柱

246 偏压组件

247 隔离室

248 孔口

249 容纳室

250 偏压构件

252 上表面

253 机械构造

255 距离

256 距离

257 间隙

260 距离

600 烟道

700 方法

702 固连

704 联接

706 联接

708 联接

710 联接。

具体实施方式

本文中描述了用于结合电路保护使用的系统和设备的示例性实施例。描述了用于在电弧减轻系统中使用的系统和设备的更具体的示例性实施例。这些实施例加强了电离气体、热、金属片(shrapnel)和压力在电弧闪光生成之后流出电路保护系统。例如，电弧保护系统可接收到指示探测到在由电弧保护系统监测的功率系统内的初始电弧闪光的信号。然后，电弧保护系统可生成二次电弧闪光来将能量从初始电弧闪光转移至电弧减轻系统或容纳装置。此外，按照装置的额定值，这些实施例加强了由二次电弧产生的排放气体、热、金属片和压力流出电弧容纳室至容纳电弧容纳系统的装备封壳。

电弧容纳装置的一些示例性实施例包括容纳护罩，二次电弧在容纳护罩中产生。容纳护罩提供了用于排出由二次电弧生成的气体、压力等的可变排出路径。例如，在一些实施例中，护罩可移动地联接到盖(其附接到导体底座上)上，从而允许容纳护罩相对于底座的移动。该可移动的联接允许在容纳护罩的底部与导体底座的顶部之间的开口，该开口为用于电弧流出物(effluent)和金属片的排出路径。容纳护罩的提升程度取决于由于电弧事件形成的内部压力。提升的程度限定了用于电弧流出物、金属片和压力波的排出面积。因此，在盖和/或护罩和容纳护罩之间具有由机构如弹簧机构产生的可移动机构引起可变的排出系统。在其它实施例中，使用除弹簧之外的机构。例如，在顶部与容纳护罩之间的可压缩材料、可分部分地移动的分段式容纳护罩、弹簧加载的压力瓣、在护罩之间的阻尼器机构等可产生类似的效果。利用可变的排出系统，可实现迎合多种电弧和/或故障电流的设计。此外，弹簧(或其它偏压机构)可根据电弧容纳装置的额定值和期望的(或所需的)排出来改变。此外，由偏压力造成的容纳护罩置于导体底座的槽口中且容纳护罩固持在槽口中限制了容纳护罩的输送相关的位移(即，当组件移动或以其它方式输送时容纳护罩的移动)。这确保了设计成用于装置介电地安全操作的间隙在输送期间不受干扰。由弹簧或偏压部件组件提供的阻尼效果还可通过阻尼由电弧事件所产生的冲击压力来降低电弧容纳室的紧固要求。此外，一些实施例包含在容纳护罩的内表面上的泡状构造或畸变，这将扩散冲击压力波，从而减小由从容纳护罩的壁反射而造成的冲击压力的增大。

图1为可用于将从电源102接收到的电功率(即，电流和电压)分配至一个或多个负载104的示例性功率分配系统100的示意性框图。功率分配系统100包括多个配电线106，其从电源102接收电流，如三相交变电流(AC)。作为备选，功率分配系统100可经由使功率分配系统100能够起到如本文中所述的作用的任何适合数目的配电线106接收任何数目的电流相。

例如，电源102包括配电网络或″电网″、蒸汽涡轮发电机、燃气涡轮发电机、风力涡轮发电机、水力发电机、太阳能面板阵列和/或生成电功率的任何其它装置或系统。例如，负载104包括机器、马达、灯和/或制造、发电或分配设施的其它电气装备和机电装备。

配电线106布置为多个导体110。在示例性实施例中，导体110包括第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116。第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116联接到装备保护系统118上，以用于分别将电流的第一相、电流的第二相和电流的第三相传输至装备保护系统118。

在示例性实施例中，装备保护系统118为开关装置单元，其保护功率分配系统100和/或负载104免受可出现在功率分配系统100内的电气故障影响。更具体而言，如果探测到电弧闪光事件120、在维护期间和/或在需要有意的隔离时，装备保护系统118使负载104与配电线106(和与电源102)电性地断开以中断电流。作为备选，装备保护系统118为使功率分配系统100能够有选择地防止电流免于流至负载104的任何其它保护系统。

如本文中使用的″电弧闪光事件″是指在至少两个电导体之间的故障引起的快速能量释放。导体可包括连接到不同的相、相和接地、相和中性线，或在三个相之间的导体。快速能量释放可引起高强度压力波、高温、金属片、气体和/或光(在本文中共同地称为″电弧产物″)在故障附近生成，例如，在装备保护系统118和/或功率分配系统100内生成。

在示例性实施例中，装备保护系统118包括控制器122，控制器122包括处理器124和联接到处理器124上的存储器126。处理器124控制和/或监测装备保护系统118的操作。作为备选，装备保护系统118包括用于控制和/或监测装备保护系统118的操作的任何其它适合的电路或装置。

应当理解的是，用语″处理器″大体上是指能够执行本文中所述的功能的任何可编程系统，包括系统和微处理器、简化指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路和任何其它电路或处理器。以上实例仅为示例性的，且因此并不旨在以任何方式限制用语″处理器″的定义和/或意义。

装备保护系统118包括联接到第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116上的电路中断装置128。电路中断装置128由控制器122控制或触动，以中断流过第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116的电流。在示例性实施例中，电路中断装置128包括电路断路器、接触器、开关和/或使电流能够由控制器122可控制地中断的任何其它装置。

电弧容纳装置130由第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116联接到电路中断装置128上。此外，控制器122可通信地联接到电弧容纳装置130上。

在示例性实施例中，装备保护系统118还包括至少一个第一传感器或电流传感器132，以及至少一个第二传感器或附加传感器134，如，光、声、电压、压力等。电流传感器132联接到或定位成围绕第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116，以用于测量和/或探测流过导体112、114和116的电流。作为备选，单独的电流传感器132联接到或定位成围绕第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116中的各个来用于测量和/或探测流过其间的电流。在示例性实施例中，电流传感器132为电流变压器、Rogowski线圈、霍尔效应传感器和/或分流器。作为备选，电流传感器132可包括使装备保护系统118能够起到如本文所述的作用的任何其它传感器。在示例性实施例中，各个电流传感器132均生成代表流过第一相导体112、第二相导体114和/或第三相导体116的测量或探测到的电流的一个或多个信号(下文称为″电流信号″)，且将电流信号传输至控制器122。

在示例性实施例中，附加的传感器134例如通过测量或探测所生成的光量、生成的声压、系统的电压减小、一个或多个预先限定的平面上的大气压和/或由电弧闪光事件120生成的装备保护系统118内的盖的位移来测量和/或探测电弧闪光事件。附加的传感器134生成代表所测量或探测到的量的一个或多个信号(有时在下文中称为″传感器信号″)，且将传感器信号传输至控制器122。

控制器122分析电流信号和来自于附加传感器134的信号来确定和/或探测电弧闪光事件120是否已经发生。更具体而言，控制器122将附加信号与一个或多个规则或阈值相比较来确定附加信号是否包含电弧闪光事件120的指示。如果控制器122基于附加信号确定电弧闪光事件120已经发生，则控制器122将跳闸信号传输至电路中断装置128，且将触动信号传输至电弧容纳装置130。电路中断装置128响应于跳闸信号中断流过第一相导体112、第二相导体114和第三相导体116的电流。电弧容纳装置130中的触发器单元将触发器信号发送至等离子生成装置，以在电极之间喷射等离子来生成二次电弧事件，其将电弧能量从装备保护系统118转移至电弧容纳装置130。

图2为电弧容纳装置130的截面示意图，而图3为示例性电弧容纳装置130的示意图。图4为电弧容纳装置130的分解视图，而图5为电弧容纳装置130的部分A(图2中所示)的截面视图。

在示例性实施例中，电弧容纳装置130包括盖202、冲击护罩206(例如，容纳壳体、容纳护罩)(在图2和图3中所示)、偏压组件246(图2中所示)和导体组件208(在图2和图3中所示)。

如在图2中所示，导体组件208包括导体底座210和导体盖212，其中多个绝缘的电导体(未示出)定位在其间。各个电导体均联接到电极组件213上。在示例性实施方式中，电弧容纳装置130包括成对电极组件213和成对电导体，各个电极组件213均联接到成对电导体的不同导体上。更具体而言，成对电极组件213的第一电极组件213联接到成对电导体的第一导体上，且成对电极组件213的第二电极组件213联接到成对电导体的第二导体上。其它实施例可包括更多或更少的电极组件213和更多或更少的导体。各个电极组件213均包括电弧源电极216和电极支架214。电极支架214具有内部导体215。电弧源电极216刚性地安装到电极支架214的内部导体215上。电极支架214的外部本体217由绝缘材料构成。各个电极支架214均安装到导体盖212上。各个电极支架214均刚性地安装到导体盖212上，且间隔开以限定在电弧源电极216之间的电极间隙(未示出)。各个电导体215均延伸穿过导体底座210，以将电极216连接到电源(未示出)上，如功率母线。导体底座210和导体盖212可由任何适合的电绝缘材料和合成材料制成，以向电极216、盖202和容纳护罩206提供电绝缘和机械支承。

电弧触发装置，诸如等离子生成装置230设置成邻近间隙257。例如，等离子生成装置230可相对于电弧源电极216设置在中心，且构造成用以电离在间隙257中的空间。在一个实施例中，等离子生成装置230喷射等离子和/或电子流来电离空间，且减弱介质的介电强度，以响应于指示联接到电弧容纳装置130上的功率系统内的初始电弧闪光的信号来产生二次电弧故障。在操作中，电弧源电极216生成电弧，如二次电弧闪光，以用于消散/转移与电路上探测到初始电弧闪光相关联的能量，从而在电弧容纳装置130内产生热的电离排放气体、热、声和压力波，和/或金属片(即，电弧产物)。

盖202包括顶部232、唇部和/或平凸起234，以及在顶部232与唇部之间延伸的侧部236。唇部包括多个安装孔口(未示出)，其尺寸确定为将相应的紧固机构(未示出)收纳在其中，诸如螺栓，以将盖202经由导体盖212联接到导体底座210上。顶部232和侧部236大体上限定隔离室247，电极组件213设置在隔离室247内。盖202尺寸确定为覆盖冲击护罩206，且将冲击护罩206包围在隔离室247内。盖202还具有也称为排出孔248(图4中示出)的开口，以用于排出由电弧容纳装置130中的电弧事件所生成的气体和其它电弧流出物。在所示的实施例中，排出孔235定位在盖的侧部236上。在其它实施例中，排出孔235可定位在盖202的顶部232上。此外，排出孔235可定位在单个或一个以上的地点上，包括沿周向围绕盖202定位。在该示例性实施方式中，电弧流出物经由排出孔235离开盖202而直接到盖202周围的环境中。图6为电弧容纳装置130的另一个实施例的图示，其中电弧流出物使用覆盖排出孔235(以虚线示出)的烟道600从装备保护系统118导送出。在图6中所示的实施例中，排出孔235限定在烟道600后方的地点处的盖202中。

如在图2和图3中所示，冲击护罩206尺寸确定为覆盖电极216，且设置在隔离室247内的电极216上方。冲击护罩206包括顶部238和侧部240，其大体上限定隔离室247内的容纳室249。电极组件213大体上设置在容纳室249内，使得由等离子生成装置230和电极216产生的二次电弧源通过冲击护罩206容纳在或部分地容纳在容纳室249内。此外，带电粒子和其它电弧产物，如高强度压力波、高温、金属片、气体和/或光容纳在或部分地容纳在容纳室249内。多个排放排出口242形成在冲击护罩206的顶部238中。在其它实施例中，排出口242定位在冲击护罩206的侧部240上。

偏压组件246定位在盖202与冲击护罩206之间。偏压组件246大体上将盖202联接到冲击护罩206上，远离盖202偏压冲击护罩206，抵靠导体底座210偏压冲击护罩206、允许冲击护罩206相对于盖202移动，在冲击护罩206相对于盖202移动时保持在冲击护罩206与盖202之间的对准，且/或便于从容纳室249可变地排出至少一些电弧产物。在示例性实施方式中，偏压组件246联接到盖202和冲击护罩206上。在其它实施方式中，隔离组件可联接到盖202和冲击护罩206中的仅一个上。偏压组件246防止在盖202与冲击护罩206之间的直接接触和电联接。因此，防止了在二次电弧事件期间在容纳室249内生成的带电粒子联接到盖202上。偏压组件246包括位于冲击护罩206的中心且联接冲击护罩206的对准柱244(图2)。绝缘盘231利用多个紧固机构安装到盖202的顶部232的中心上。绝缘盘231由电绝缘材料构成，且包含尺寸确定为用以收纳对准柱244的孔口248(图4中示出)，从而使冲击护罩206能够可滑动地联接到盖202上。因此，冲击护罩206可操作成响应于由容纳室249内的电弧产生的压力中的变化来相对于盖202移动。

偏压构件250沿远离盖202的顶部232的方向偏压冲击护罩206。在一个实施例中，偏压构件250为弹簧。在其它实施例中，偏压构件250为阻尼器、柔性构件、可压缩材料、具有刚性止挡机构的可折叠冲击护罩，或任何其它适合类型的偏压构件。在相反且较强的力施加到冲击护罩206和相关联的偏压构件250上的情况下，冲击护罩206和附接的对准柱244与对准柱平行地滑动，使得对准柱244在冲击护罩206远离导体底座210且朝盖202移动时固持在孔口248内。

偏压组件246收纳对准柱244和偏压构件250，且用作用于电弧事件期间冲击护罩206的移动的引导件。偏压组件246防止在冲击护罩206与盖202之间的接触。通过避免在冲击护罩206与盖202之间的接触消除了地面冲击电流(ground strike current)。此外，电弧减轻电弧容纳装置130使用绝缘体239安装在可移动安装平台237的顶部上。在使用中，电弧容纳装置130可安装在装备柜或装备架(未示出)中。可移动安装平台237允许电弧容纳装置130相对于系统安装在其上的架移动。在相对于架的安装位置/使用位置，电弧容纳装置130可至少部分地被包围且难以接近。可移动安装平台237允许电弧容纳装置130移出架至允许接近电弧容纳装置230的位置，而未使电弧容纳装置130与架断开。可移动安装平台237处于地电势。绝缘体239选择为用于系统介电要求。该布置由于绝缘体239而断开从电弧容纳装置130到架的接地路径。从盖202安装地点到绝缘体239的额外(over)路径长度提高了装置的介电强度，且避免了由于漏电而形成接地路径。通过防止可移动安装平台237电性地联接到电弧容纳装置130上，电弧容纳装置130的接地路径可被避免和/或控制，且保护了在电弧闪光事件期间与可移动安装平台237接触的操作者免受电弧的高电流。绝缘体239上的安装机构和绝缘盘机构231可防止电弧闪光事件期间任何地面冲击故障的出现。

环形凹槽204限定在导体盖212的一部分中。环形凹槽204从导体盖212的上表面252朝导体盖212内的导体底座210延伸。在示例性实施例中，凹槽204具有大约0.5英寸的深度256(即，距离)。在示例性实施例中，凹槽204朝导体盖212的一部分延伸，其定位成离导体底座210有预定距离256。另外，凹槽204由远离上表面252延伸一定距离260的两个间隔开的凸起254a和254b部分地限定。距离256和距离260可具有任何适合的值。凹槽204构造成用以收纳冲击护罩206的侧部240的底部部分220，使得在远离盖202且朝导体盖212偏压冲击护罩206时，容纳室249内的烟气不可散逸。当由容纳室249内的烟气产生的压力足以引起冲击护罩206沿远离导体盖212的方向平行于对准柱244滑动时，冲击护罩206的侧部240移出凹槽204，以在底部部分220与凹槽204之间产生间隙，容纳室249内的烟气能够经由间隙散逸。可移动冲击护罩206通过根据容纳室249内的压力变化远离和朝向导体盖212移动来类似于缓冲器作用。移动有助于冲击波阻尼。由于阻尼的冲击波，故将盖连接到导体底座上的一个或多个夹持螺栓上的合力减小，且在结构上的合成负载最大限度地减小。

冲击护罩206的位移的距离为冲击护罩206内包含的压力和由偏压构件250提供在冲击护罩206上的垂直相反力的函数。冲击护罩206的压力还是电弧电流和电弧持续时间的函数。较高的电弧电流在容纳室249内产生较大的压力。为了在较高电流(例如，容纳室249内的较高压力)下提供加强的排出，冲击护罩206能够朝向和远离导体盖212(或导体底座210)移动，以从冲击护罩206的底部部分220释放气体。然而，过多的附加排出可在较弱的气体容纳造成较低电弧电流的情况下产生电弧维持的问题。远离电极216过度地排出烟气导致在电极216之间的空间中的离子/带电粒子量不足以维持二次电弧直到上游电路构件排除故障。消电离增大了介电强度，且熄灭电弧室中的电弧，导致初始电弧故障地点处的电弧再冲击。因此，使用在冲击护罩206与盖202之间的偏压构件250的示例性设计将导致可变的排出布置。

在低电流电弧的情况下，气体的压力由于由弹簧250施加到冲击护罩206上的偏压压力而不足以移动冲击护罩206。相反，在高电流电弧的情况下，气体的较高压力可足以反抗偏压构件250的力，且引起冲击护罩206远离导体盖212移动，故偏压构件250压缩且气体通过在冲击护罩206的底部部分220与环形凹槽204之间产生的空间排出。由于通过冲击护罩206和相关联的偏压构件250减少了一些冲击的产生和由电弧引起的气体的存在，故减少了用于将盖202附接到导体盖212上的夹持要求。除提供可变的排出之外，偏压构件250产生将冲击护罩206保持就位的偏压，使得底部部分220保持在凹槽204和导体盖212内。因此，例如，由电弧容纳装置130的移动引起的振动和电弧容纳装置130中引发的振动不会转移冲击护罩206，且因此不会在无意中排空容纳室249。此外，如果冲击护罩206未保持在其适当地点处，则从电极216到冲击护罩206的间隙将不是一致的，从而引起电弧容纳装置130的介电性能变差。

偏压构件250刚度的选择使得适于关于电弧容纳装置130的电弧电流额定值的排出要求。例如，具有高电弧电流额定值的电弧容纳装置130将使用比具有低电弧电流额定值的电弧容纳装置130刚度更大的偏压构件250。在电弧事件期间冲击护罩206提升的示例性距离255在图3中示出。在适当选择偏压构件250的情况下，装置的额定值可沿大小的任一方向延伸。

在示例性实施例中，冲击护罩206具有多个机械构造253，诸如，泡状结构、凹座、畸变等，以扩散来自于由电弧事件生成的冲击压力的反射，且/或减小由电弧事件生成的容纳室249内的冲击压力波。这些机械构造(formulation)253减小了电弧容纳装置130中的电弧事件造成的冲击波压力的大小。因此，机械构造253降低了用于将盖202附接到导体盖212上的夹持要求。

在操作期间，控制器122(图1中所示)分析电流信号和感测信号来确定和/或探测是否已经发生电弧闪光事件120。响应于探测，控制器122(图1中所示)引起等离子生成装置230(图2中所示)发射一束烧蚀等离子。具体而言，等离子生成装置230将等离子发射到在电弧源电极216(图2中所示)之间限定的间隙257(图2中所示)中。等离子减小在电极216的末梢之间的阻抗，以使得能够形成二次电弧闪光。二次电弧闪光释放能量，包括热、压力、声波、金属片、光和/或声音(即，电弧产物)。当排放气体由于气体聚集而远离导体盖212移动时，排放气体被导送通过冲击护罩206的底部部分220。

冲击护罩(即，容纳护罩)206相对于导体盖212移动所处的距离和速度由围绕容纳护罩206的顶部表面238放置的一个或多个偏压构件250控制。根据示例性实施例，容纳护罩206构造成远离导体盖212移动大约0.5英寸，以允许由电弧生成的气体经由在容纳护罩206与导体盖212之间的间隙散逸。

如在图7中所示，一种组装电路保护装置的方法700包括将至少一对电极组件固连702到导体底座上。等离子生成装置联接到导体盖上。限定容纳室的容纳护罩联接704到盖上，使得容纳护罩可操作成关于盖在容纳护罩与导体底座之间产生间隙，以排出由容纳室内的电弧产生的气体。该方法包括将盖联接706到导体底座上，使得至少一对电极组件设置在容纳室内。至少一对电极组件的第一电极组件电性地联接708到至少一对导体的第一导体上。至少一对电极组件的第二电极组件电性地联接710到至少一对导体的第二导体上。

上文中详细地描述了用于保护功率分配装备的装置中使用的设备的示例性实施例。设备不限于本文中所述的特定实施例，而是方法的操作和/或系统的构件和/或设备可独立地且与本文中所述的其它操作和/或构件分开地使用。此外，所述的操作和/或构件还可限定在其它系统、方法和/或设备中或与其它系统、方法和/或设备组合地使用，且不限于仅利用如本文中所述的系统、方法和储存介质来实施。

尽管关于示例性功率分配环境描述了本发明，但本发明的实施例结合许多其它通用或专用功率分配环境或构型来操作。功率分配环境不旨在建议关于本发明的任何方面的使用或功能的范围的任何限制。此外，功率分配环境不应当解释为具有关于示例性操作环境中示出的任何一个构件或构件组合的从属性或要求。

本文中所示和所述的本发明的实施例中的操作的执行或实施的顺序不是关键的，除非另外指出。即，操作可以以任何顺序执行，除非另外指出，且本发明的实施例可包括附加的操作或少于本文中所公开的那些的操作。例如，将构想出的是，在另一操作之前、同时或之后执行或实施特定操作在本发明的方面的范围内。

在介绍本发明或其实施例的方面的元件时，冠词″一个″、″一种″、″该″和″所述″旨在意指存在一个或多个元件。用语″包括″、″包含″和″具有″旨在为包括性的，且意指可存在除所列元件之外的附加元件。

本书面描述使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员所构想出的其它实例。如果这些其它实例具有并非不同于权利要求的字面语言的结构元件，或者，如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则这些其它实例预期在本权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种结合包括至少一对导体的电路使用的电路保护装置(130)，所述电路保护装置(130)构造成用以生成电弧，所述电弧生成电弧产物，所述电弧产物包括电弧气体，所述电路保护装置(130)包括：

至少一对电极组件(213)，所述成对电极组件(213)的第一电极组件电性地联接到所述至少一对导体的第一导体上，以及所述成对电极组件(213)的第二电极组件电性地联接到所述至少一对导体的第二导体上，所述至少一对电极组件(213)构造成用以生成所述电弧；

用于将所述电极组件(213)安装到其上的导体底座(210)；

联接到所述导体底座(210)上且限定至少一个隔离室(247)的盖(202)，其中，所述成对电极组件(213)设置在所述至少一个隔离室(247)内；

设置在所述隔离室(247)内的所述导体底座(210)上的容纳护罩(206)，所述容纳护罩(206)限定包围所述至少一对电极组件(213)的容纳室(249)，所述容纳护罩(206)构造成用以将电弧产物至少部分地容纳在所述容纳室(249)内；以及

定位在所述盖(202)与所述容纳护罩(206)之间且联接到所述盖(202)和所述容纳护罩(206)中的至少一个上的偏压组件(246)，所述偏压组件(246)构造成用以允许所述容纳护罩(206)远离所述导体底座(210)移动，从而限定在所述导体底座(210)与所述容纳护罩(206)之间的间隙，以使所述电弧气体中的至少一些能从所述容纳室(249)排出。

2.根据权利要求1所述的电路保护装置(130)，其特征在于，所述偏压组件(246)包括至少一个偏压部件(250)，所述偏压部件(250)构造成用以控制所述容纳护罩(206)远离所述导体底座(210)移动的距离和速度。

3.根据权利要求1所述的电路保护装置(130)，其特征在于，所述盖(202)包括多个排出孔(235)，所述排出孔(235)沿周向定位在其上，且构造成用以将所述电弧气体中的至少一些从所述至少一个隔离室(247)排出。

4.根据权利要求1所述的电路保护装置(130)，其特征在于，所述电路保护装置(130)还包括联接到所述盖(202)上的至少一个烟道(600)，其中，所述盖(202)包括构造成用以将所述电弧气体中的至少一些从所述至少一个隔离室(247)排出的至少一个排出口，以及其中，所述至少一个烟道覆盖所述至少一个排出口。

5.根据权利要求1所述的电路保护装置(130)，其特征在于，所述容纳护罩包括构造成用以减小在所述容纳室(249)内的冲击压力波的至少一个机械构造(253)。

6.一种组装用于结合包括至少一对导体的电路使用的电路保护装置(130)的方法，其中，所述电路保护装置(130)包括导体底座(210)、限定容纳室(249)的容纳护罩(206)、盖(202)，以及构造成用以产生电弧的至少一对电极组件(213)，所述电弧生成电弧产物，所述电弧产物包括电弧气体，所述方法包括：

将所述至少一对电极组件(213)固连到所述导体底座(210)上；

将所述容纳护罩(206)联接到所述盖(202)上，使得所述容纳护罩(206)操作成用以相对于所述盖(202)移动以限定在所述容纳护罩(206)与所述导体底座(210)之间的间隙，以从所述容纳室(249)排出电弧气体；

将所述盖(202)联接到所述导体底座(210)上，使得所述至少一对电极组件(213)设置在所述容纳室(249)内，且所述容纳护罩(206)设置在所述导体底座(210)上；

将所述成对电极组件(213)的第一电极组件(213)电性地联接到所述至少一对导体的第一导体上；以及

将所述成对电极组件(213)的第二电极组件(213)电性地联接到所述至少一对导体的第二导体上。

7.根据权利要求6所述的组装电路保护装置(130)的方法，其特征在于，将所述容纳护罩(206)联接到所述盖(202)上包括利用偏压组件(246)将所述容纳护罩(206)联接到所述盖(202)上，所述偏压组件(246)包括至少一个偏压构件(250)，所述偏压构件(250)构造成用以控制所述容纳护罩(206)相对于所述盖(202)移动的距离和速度。

8.根据权利要求6所述的组装电路保护装置(130)的方法，其特征在于，将所述盖(202)联接到所述导体底座(210)上包括将所述盖(202)联接到包括构造成用以收纳所述容纳护罩(206)的底部部分的环形凹槽的导体底座(210)上。

9.根据权利要求6所述的组装电路保护装置(130)的方法，其特征在于，将所述盖(202)联接到所述导体底座(210)上包括利用偏压组件(246)和利用设置在环形凹槽内的容纳护罩(206)的底部部分来将所述盖(202)联接到所述导体底座(210)上，所述偏压组件(246)构造成用以允许所述容纳护罩(206)远离所述导体底座(210)移动以限定在环形凹槽与所述容纳护罩(206)之间的间隙，以从所述容纳室(249)排出所述电弧气体的至少一部分。

10.根据权利要求6所述的组装电路保护装置(130)的方法，其特征在于，将所述容纳护罩(206)联接到所述盖(202)上包括利用偏压组件(246)将所述容纳护罩(206)可滑动地联接到所述盖(202)上。