CN105742964B - 耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法 - Google Patents

耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105742964B
CN105742964B CN201511022283.0A CN201511022283A CN105742964B CN 105742964 B CN105742964 B CN 105742964B CN 201511022283 A CN201511022283 A CN 201511022283A CN 105742964 B CN105742964 B CN 105742964B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
electric arc
arc
passageway
distribution board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201511022283.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105742964A (zh
Inventor
蒂莫西·法伯尔
卡梅伦·伍德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric USA Inc
Original Assignee
Schneider Electric USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric USA Inc filed Critical Schneider Electric USA Inc
Publication of CN105742964A publication Critical patent/CN105742964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105742964B publication Critical patent/CN105742964B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H01H71/082—Connections between juxtaposed circuit breakers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/06—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor having associated enclosures, e.g. for preventing access to live parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H02B1/056—Mounting on plugboards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Patch Boards (AREA)
  • Distribution Board (AREA)
  • Installation Of Indoor Wiring (AREA)
  • Connection Or Junction Boxes (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

本公开提供了具有用于被动电弧控制的电弧转移的配电盘电力母线。用于限制由母线组中的电弧造成的损害的方法和系统提供了在母线组的每一侧上的电弧转移特征。电弧转移特征捕获在母线连接点附近形成的任何电弧，并将电弧从母线连接点转移到母线组的内部。沿着母线组的内部的长度的相屏障然后将电弧朝向母线组的端部进行引导。在母线组的端部，母线端部灭弧室接收和熄灭电弧。

Description

耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法
相关申请的交叉引用
本申请的主题与下列申请相关：于2012年4月20日提交的、申请号为13/452,145、题为“具有烟室的被动电弧管理系统(Passive Arc Management System with a FlueChamber)”的共同受让的美国申请；于2013年7月17日提交的、申请号为PCT/US13/50797、题为“电气设备的内部电弧管理和通风(Internal Arc Management and Ventilation forElectrical Equipment)”的国际申请；于2014年9月30日提交的、申请号为14/501,946、题为“主断路器线路侧电源导体的被动电弧保护(Passive Arc Protection for MainBreaker Line Side Power Conductors)”的美国申请；与本申请同时提交的申请号为14/585,477、题为“母线端部灭弧室(Bus End Arc Interrupter)”的美国申请；及与本申请同时提交的申请号为14/585,518、题为“用于处理内部电弧的方法(Method for TreatingInternal Arcs)”的美国申请(分别地，案卷号CRC-0266、CRC-0275、CRC-0299、CRC-0300和CRC-0301)，以上均通过引用将其整个地并入本文。
发明领域
本发明大体涉及用于控制和限制由配电设备中的电弧造成的损害的方法和系统，更具体地，涉及用于降低内部电弧事件(包括对接近人员意外的能量暴露和设备损坏及停机)的严重程度的方法和系统。
发明背景
电弧或电弧故障是通过通常不导电的气体(通常为空气)的放电。这种电弧可以在低压配电设备内部在暴露的不同电位的导体之间(如相邻的母线之间或母线与地之间)发生。当电弧从一个导体穿过空气间隙跳跃到另一个导体时，它可以拉伸并使其围绕障碍物，以遵循穿过空气间隙的最小阻力路径。
内部电弧常发生在连接点附近，例如，由于短路因素、表面污染等，发生在断路器插头式电源连接器连接到母线处。插头式电源连接器通常接近人员，因而，从插头式电源连接器上去除电弧将有助于降低对人员和设备的危害。这些危害源于与电弧闪光和电弧爆炸相关的内部电弧并且可能造成重大损害。例如，电弧爆炸能释放出大量的能量，其产生强大的压力、非常热的气体、蒸发的金属/聚合物和其他有害的副产物。
用于控制电弧的技术在本领域是已知的，包括被动电弧控制技术和主动电弧控制技术。主动电弧控制技术通常包括某种形式的传感和切换机构以控制电弧电流。与主动技术有关的问题可能包括更高的成本、令人讨厌的断路器跳闸、速度和未被检测到的系统故障。被动技术可以包括遏制和定向排放电弧能量和气体。其他被动电弧控制技术可以包括结构加固部以更好抵御来自电弧的副产物。上述被动方法都不能限制电弧事件。
此外，一些被动的内部电弧管理装置，例如防弧开关装置等，使用通风导管和/或管来排放电弧副产物。然而，热气体、蒸发的金属/聚合物和其它副产物即使在离开管或导管后仍保持足够热量以致随着时间的推移损坏其他部件。在部件和装配劳动上必须花费额外的费用以解决这些问题。
因此，存在对一种对由配电设备中的电弧造成的损害进行控制和限制的改进的方式的需要。
公开实施例的概述
本文公开的实施例涉及用于控制和限制由配电设备中的电弧引起的损害的方法和系统，配电设备如配电盘，包括来自美国施耐德电气公司的I-LineTM系列的配电盘。该方法和系统提供了具有电弧转移特征的配电盘，其可以将配电盘中形成的电弧从其中的母线连接点转移或以其他方式进行移动，这样电弧不会损坏设备或伤害人员。已经发现在某些情况下，转移电弧可以做到比例如在其原始位置熄灭电弧更安全、快速和持续。考虑到可并排安装在配电盘中的各种类型的断路器，具有提供更持续地转移电弧的能力的配电盘尤为重要。此外，由于电弧的原始位置一般更接近于人员，转移电弧也减少了使该人员暴露于电弧和电弧副产物。
像I-LineTM的配电盘和类似的配电盘具有由平行且间隔开的母线组成的母线组。断路器可以通过插头式电源连接器或类似的具有夹住母线的侧边缘的导电颚的连接器连接到这些配电盘。这些颚由每个断路器上的绝缘罩(insulating shroud)部分地遮挡或保护。具体来说，每个罩具有罩构件，罩构件类似于与母线基本平行的向内朝向母线横向延伸的板条。相邻的罩构件界定其间的、一个或多个颚可凹陷在其中的槽。例如，在3极断路器中，多达三对相邻的罩构件(即，六个罩构件)可以分别界定三个平行槽，一个槽在另一个槽之上。当断路器连接到母线时，插头式连接器的颚夹住母线而罩构件在母线的上方和下方伸出。
配电盘上的任何未使用的断路器安装空间通常填充有空隙填充物(blankfiller)以保持配电盘的整体性。空隙填充物用作防止物理接触母线的冲击屏障和防止暴露于电弧的电弧闪光屏障。空隙填充物可以设置有与断路器的绝缘罩和罩构件类似的绝缘罩和罩构件，但没有凹进其中的颚。同样，在空隙填充物和断路器两者上的相邻的罩构件对之间的区域没有被颚占据。
在一些实现方式中，断路器和空隙填充物的绝缘罩可配备重叠的密封件，其类似于在上面提到的申请号为13/452,145(案卷号CRC-0266)的美国申请中描述的烟通道。重叠的密封件可例如具有由相邻的重叠的密封构件上的结构提供的舌槽型交错的结构，其将有助于覆盖断路器、空隙填充物和配电盘之间的任何泄漏路径，通过该泄漏路径，电弧副产物可以逸出，且该舌槽型交错的结构也提供了用于冷却逸出的热气体的迂曲且狭窄通道的路线。当安装在罩上时，重叠的密封件被设计为彼此精确匹配，并且与罩的顶盖精确匹配以提供用于可能存在于相邻的断路器之间、相邻的空隙填充物之间、相邻的断路器和空隙填充物之间及断路器和空隙填充物和配电盘之间的任何间隙的密封。这些重叠的密封件帮助冷却可能从配电盘逃逸的任何电弧副产物，确保任何逃逸的电弧副产物对人员和设备构成较低的危险或没有危险。
断路器和空隙填充物与在母线组的上方和下方纵向延伸的上法兰板和下法兰板一起形成基本上包围母线组的外壳。在母线组的外壳内，类似于不导电的母线的绝缘的相屏障在相邻的母线之间并与之大体平行和等距地纵向延伸。每个相屏障的跨度小于(例如，约一半)母线的宽度，留出沿相屏障的每一侧延伸的裸露区域，在该裸露区域处，相屏障并未在相邻的母线之间延伸。大体上为“C”形状的绝缘的通道构件被安装或设置在相邻的母线之间的裸露区域，使得具有在相屏障侧部上包围每个相屏障的过道。每个通道构件在相邻的母线之间纵向延伸以沿着相屏障的每一侧创建实质上C形的过道。这些通道构件有效地将相屏障与通道构件的另一侧上的断路器隔离。
类似于壁架的电弧屏障从每个绝缘的通道构件的中部附近与母线平行地朝向断路器向外伸出。电弧屏障延伸到断路器上的相邻的罩构件对之间的未被占用的区域。这给出了罩构件与配电盘中的母线和电弧屏障交错的整体外观。每个电弧屏障与母线实质上毗邻，这样罩构件在电弧屏障的上方和下方延伸而没有与电弧屏障物理接触。没有物理接触在相邻的母线之间留下一条蜿蜒的通路，蜿蜒的通路在一侧由罩构件且在另一侧由母线、C形过道及电弧屏障形成；在蜿蜒的通路处，可能形成电弧。
在一般操作中，蜿蜒的电弧通路提供可发生电弧的区域或区，且C形过道提供了电弧可被过渡的邻接区域或区。形成在该电弧起始区中的任何电弧必定在母线之一开始，通常靠近断路器连接点，然后在到达相邻的母线之前绕过蜿蜒的电弧通路。在蜿蜒的电弧通路内，强压力由于由电弧产生的气体和等离子体而迅速产生，也称为“电弧爆炸”。强压力将电弧气体和等离子体从蜿蜒的电弧通路向外朝向母线组的绝缘通道构件内的且围绕相屏障的C形过道推进。绝缘通道构件中的开口允许气体和等离子体穿行到另一侧上的C形过道。在开口上方的单向阀如挡板阀捕获和阻止气体和等离子体回到蜿蜒的电弧通路。捕获的气体和等离子体产生第二电弧，第二电弧与初始电弧电平行，但具有较低的阻抗和电压，因为第二电弧不必在电弧屏障周围一直拉伸。第二电弧的较低电压成为“有效的”系统电压，这意味着初始电弧的电压现在高于系统电压。由于初始电弧的电压现在超过了系统电压，所以来自初始电弧的电流被驱动为零且初始电弧被熄灭。第二电弧则被电磁力由沿着过道延伸的相屏障引导沿C形过道朝向母线的端部推动。第二电弧通过该区域或过渡区继续过渡，直到电弧到达母线的端部。电弧随后进入称为母线端部灭弧室的盒状的灭弧结构，在此，电弧被熄灭且消失，如上面提到的申请号为14/585,518(案卷号CRC-0300)且题为“母线端部灭弧室(Bus End Arc Interrupter)”的美国申请中所述。
在一些实现方式中，C形通道构件重叠相屏障的一部分，使得在C形过道内的相邻母线之间不存在视线路径。视线路径的缺乏导致可形成在C形过道中的相邻母线之间的任何电弧在过道中呈现弧形或蛇形形状，因此拉伸和增大了电弧电压。增大的电压降低了电弧电流，从而导致由电弧产生的较低总能量。
在一些实现方式中，母线组可以是3相/3导体系统，而在其他实现方式中，母线组可以是单相/2导体系统、单相/3导体系统、3相/4导体系统等。
一般而言，所公开的实施方式在一个方面涉及具有电弧转移特征的耐弧配电盘(arc resistance panelboard)。其中，耐弧配电盘包括：在配电盘上的母线组，母线组具有多个平行的且其中间隔开的母线；以及被纵向设置在相邻的母线之间且与母线实质上平行和等距的相屏障。耐弧配电盘还包括通道构件，通道构件被纵向安装在相邻的母线之间且包围相屏障的一侧使得通道构件与相屏障形成在相邻的母线之间纵向延伸的成形的过道(shaped corridor)。耐弧配电盘进一步包括电弧屏障，电弧屏障从通道构件的后侧且与之实质上垂直地伸出，使得当断路器连接到母线组时，电弧屏障、母线和通道构件与断路器形成蜿蜒的电弧通路，在所述蜿蜒的电弧通路内捕获形成在相邻的母线之间的任何电弧。在相邻的母线之间的蜿蜒的电弧通路内捕获的任何电弧通过所述蜿蜒的电弧通路内的电弧爆炸压力而穿过通道构件中的开口转移到成形的过道内。
在一个实施方式中，所述相屏障将转移到所述成形的过道内的任何电弧朝向所述母线组的端部进行引导。
在一个实施方式中，所述耐弧配电盘还包括布置在所述通道构件内的所述开口中的单向阀，所述单向阀阻止来自所述成形的过道的电弧气体和等离子体的流进入所述蜿蜒的电弧通路。
在一个实施方式中，所述通道构件重叠所述相屏障的一部分，使得在所述成形的过道中在相邻的母线之间没有视线路径。
在一个实施方式中，所述耐弧配电盘还包括连接到所述母线组的断路器，所述断路器具有罩，所述罩具有从所述罩伸出的实质上平行的罩构件，所述罩构件与所述母线和所述电弧屏障交错以在所述相邻的母线之间形成所述蜿蜒的通路。
在一个实施方式中，所述耐弧配电盘还包括空隙填充物，所述空隙填充物具有与所述断路器的罩和罩构件类似的罩和罩构件，当所述空隙填充物附接到所述母线组时，所述空隙填充物的罩构件与所述母线和所述电弧屏障交错，以和所述母线、所述通道构件和所述电弧屏障形成蜿蜒的电弧通路。
在一个实施方式中，所述通道构件是C形的通道构件且所述过道是C形的过道。
在一个实施方式中，所述耐弧配电盘还包括设置在所述通道构件的顶部和底部上的安装柱，所述安装柱延伸到所述相邻的母线中的相应的开口中以将所述通道构件保持在所述相邻的母线之间的合适的位置。
在一个实施方式中，所述母线组是下列项中的一种：3相/3导体系统、3相/4导体系统、单相/2导体系统和单相/3导体系统。
一般而言，在另一个方面，所公开的实施方式涉及一种将电弧从配电盘的母线组中的相邻的母线上的断路器连接点转移开的方法。其中该方法包括，将电弧捕获到母线组的一侧上的相邻的母线之间的蜿蜒的电弧通路中，将电弧从蜿蜒的电弧通路转移到母线组内的成形的过道中，以及将成形的过道内的电弧朝向母线组的的端部引导，在母线组的的端部，电弧可被熄灭。
在一个实施方式中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中包括允许电弧气体和等离子体穿过形成所述成形的过道的通道构件的开口而穿行进入所述成形的过道中。
在一个实施方式中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中还包括使用所述通道构件的所述开口中的单向阀来阻挡所述电弧气体和等离子体穿行回到所述蜿蜒的电弧通路中。
在一个实施方式中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中还包括允许来自穿行进入所述成形的过道内的所述电弧气体和等离子体的另一电弧在所述成形的过道内形成。
在一个实施方式中，将所述电弧捕获到所述蜿蜒的电弧通路内包括使从连接到所述母线组的断路器的罩延伸的罩构件与所述母线和电弧屏障交错以形成所述蜿蜒的电弧通路，所述电弧屏障从所述通道构件的后侧伸出。
在一个实施方式中，将所述电弧引导到所述成形的过道内包括允许所述电弧沿着纵向设置在相邻的母线之间且与所述母线实质上平行和等距的相屏障移动。
附图说明
在阅读下面的详细说明并参考附图后，所公开的实施例的上述优点和其他优点将变得明显，在附图中：
图1示出了根据本文公开的一个或多个实施例的具有电弧转移特征的示例性配电盘；
图2示出了根据本文公开的一个或多个实施例的具有电弧转移特征的示例性配电盘的内部视图；
图3A-图3B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的与电弧转移特征一起使用的示例性断路器和空隙填充物；及
图4A-图4C示出了根据本文公开的一个或多个实施例的与电弧转移特征一起使用的示例性通道构件；及
图5示出了根据本文公开的一个或多个实施例的具有电弧转移特征的示例性母线组的横截面视图；
图6A-图6B示出了根据本文公开的一个或多个实施例的正由示例性的母线组转移的电弧；及
图7示出了根据本文公开的一个或多个实施例的用于转移电弧的方法的示例性流程图。
具体实施方式
作为最初的问题，将理解的是，包含公开的实施例的各方面的实际的、现实的商业应用的发展将需要许多实现方式的具体决定，以实现开发者的用于商业化实施的最终目标。这些实现方式的具体决定可能包括，且可能不限于，符合于相关的系统、相关的业务、相关的政府规定和其他的限制，这可能会随着特定的实现方式、地点和时间而有所不同。从绝对意义上讲，虽然开发者的努力可能是复杂的和耗时的，但是这样的努力对于受益于本公开的本领域技术人员而言将是常规的工作。
还应理解，本文公开和教导的实施例容易产生许多和各种修改和替代形式。因此，使用单数词，例如，但不限于“一(a)”之类的，并不旨在限制项目的数量。同样，在书面说明中使用的任何关系术语，例如，但不限于“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧部”等，在具体参考附图时是用于清晰表述的目的且不旨在限制本发明的范围。
现在参考图1，示出了根据公开的实施例的示例性配电盘100，其具有用于控制和限制由电弧造成的损害的电弧转移特征。具体来说，配电盘100被设计为将在配电盘100中形成的电弧从其中的母线连接点移开或移走。如前所述，发现在某些情况下，转移电弧可以做到比例如在其初始位置熄灭电弧更安全、快速和持续。考虑到可以并排安装在配电盘100中的各种各样的断路器类型，配电盘100更持续地转移电弧的能力尤为重要。此外，由于电弧的原始位置一般更接近于人员，转移电弧也减少了使该人员暴露于电弧和电弧副产物。在一些实施例中，配电盘100可以类似于来自美国施耐德电气公司的I-LineTM系列配电盘或类似的配电盘。这些配电盘100具有由平行且间隔开的母线构成的母线组(见图2)。
在图1的例子中，配电盘100具有安装盘102，安装盘102具有形成在其中的一系列安装孔104。安装孔104允许一个或多个断路器106通过附接到断路器106的安装支架108而安装在安装盘102上。断路器106形成将母线组包围于其中的外壳110的一部分，空隙填充物320填充配电盘100上的任何未使用的断路器安装空间以保持外壳110的整体性。称为母线端部灭弧室116的盒状灭弧结构封闭外壳110。螺栓或其它紧固件，其中之一被指示为118，贯穿整个组件延伸，包括沿外壳110的顶部纵向延伸的顶部法兰板和底部法兰板120a和120b(见图5)以将组件固定在一起。在一些实施例中，具有由相邻的断路器或空隙填充物或两者的邻接表面上的结构提供的平行和交错的突起物的重叠的密封件，类似于舌槽结构，可以被提供以覆盖断路器106、空隙填充物320和配电盘100之间的任何泄漏路径，通过该路径，电弧副产物可以逸出。重叠的密封件提供了用于冷却任何逸出的热气体的迂曲且狭窄通道的路线。
图2示出了根据公开的实施例的配电盘100的内部视图。从这个角度看，可以看到母线组200是由三条平行且间隔开的母线200a-c组成的。这里示出的母线组200是3相/3导体系统，但本文公开的原理和教导对其他类型的系统同样适用，包括单相/2导体系统、单相/3导体系统、3相/4导体系统等。母线组200位于分别将母线组200与顶部法兰板和安装板绝缘的上部绝缘体202a和下部绝缘体202b之间。断路器106然后可以连接到这些母线200a-c，如本文稍后描述的。
类似于非导电的母线的绝缘相屏障210a和210b在相邻的母线200a-c之间与母线200a-c实质上平行地纵向延伸。每个相屏障210a-b的跨度小于母线200a-c的宽度(例如，约一半)，沿相屏障210a-b的每一侧留出裸露区域，在裸露区域处，相屏障没有在相邻的母线200a-c之间延伸。大体上为“C”形状的绝缘的通道构件400被安装或设置在相邻的母线200a-c之间的裸露区域，使得通道构件400以其侧部包围每个相屏障210a-b。这些通道构件400有效地将相屏障210a-b与通道构件400的另一侧的断路器106隔离。
断路器106的实例在图3A示出。这种类型的断路器106使用插头式电源连接器或类似的连接器，其具有用于夹持母线200a-c的侧边缘的导电颚300a、300b和300c。这些颚300a-c由每个断路器上的绝缘罩302部分遮挡。具体地，每个罩302具有一系列彼此基本平行地延伸的类似于板条的罩构件。相邻的罩构件对界定一个或多个颚可凹陷在其中的槽。在这里示出的例子中，三对相邻的罩构件304a和304b、306a和306b及308a和308b界定颚300a-c分别凹陷在其中的三个平行的槽310a、310b和310c。当断路器106连接到配电盘100时，颚300a-c夹住母线200a-c而罩构件304a-b、306a-b和308a-b在母线200a-c的上方和下方伸出。
配电盘100上的任何未使用的断路器安装空间利用上述空隙填充物320进行填充，在图3B示出了一个更详细的例子，以保持配电盘100的整体性。在图3B可以看到，在一些实施例中，空隙填充物320可以具有框架状主体322，该框架状主体322具有界定在其中的凹室324，然而其他空隙填充物设计当然是可能的。在凹室324的相反侧，空隙填充物320可与断路器类似地设置有绝缘罩302和罩构件304a-b、306a-b和308a-b，不同之处在于没有颚凹陷在空隙填充物320中。同样，在空隙填充物320和断路器106两者上的相邻的罩构件对之间的区域没有被颚占据。在所示的示例中，罩构件304b和306a之间具有没有被颚占据的区域314a，且罩构件306b和308a之间具有没有被颚占据的区域314b。空隙填充物320的顶部附近的顶盖326延伸到罩构件304a-b、306a-b和308a-b上方并与其基本平行，可与外壳110中的母线组200的顶部法兰板120a啮合(见图2)。
在一些实施例中，断路器106和空隙填充物320的绝缘罩302可安装上面提到的重叠的密封件以覆盖断路器106、空隙填充物320和配电盘100之间的任何泄漏路径，电弧副产物可以通过泄漏路径逸出。重叠的密封件沿罩302的边缘延伸，并具有可以根据断路器的宽度(例如，3英寸、4.5英寸、6英寸、7.5英寸、9英寸、15英寸等)和用于配电盘100的任何空隙填充物的宽度(例如，3英寸、4.5英寸等)而变化的尺寸。当正确安装时，重叠的密封件彼此精确匹配，且与罩302的顶盖326精确匹配以提供用于可能存在于相邻的断路器106之间、相邻的空隙填充物320之间、相邻的断路器和空隙填充物之间及断路器和空隙填充物和配电盘100之间的任何间隙的密封。这些重叠的密封件帮助冷却可能从配电盘100逃逸的任何电弧副产物，确保这些逃逸的电弧副产物对人员和设备构成较小的危险或没有危险。
如上所述，C形通道构件400可以安装在所公开的配电盘100中的相屏障210a-b的任意一侧上的相邻的母线200a-c之间。图4A示出通道构件400的后部，及图4B和图4C示出通道构件400的侧部。可以看出，C形通道构件400由竖直部分402构成，竖直部分402具有从竖直部分402的上端和下端与其大致垂直地延伸的水平部分404和406。一系列均匀间隔的安装柱，其中的两个在这里以408和410示出，分别沿水平部分404和406的顶部和底部突出。这些安装柱408和410延伸到母线200a-c中的相应的开口中(直到图5没有明确示出)以将通道构件400保持在相邻母线200a-c之间的合适位置。
类似地，沿竖直部分402设置了规则地间隔开的开口，其中的两个在这里被示出为412和414。开口412和414被布置成两排，在竖直部分402的上下两半中各一排，每一组上开口和下开口412和414优选具有与开口反向对齐的断路器106。同样地，规则地间隔开的单向阀，这里其中的一个示出为416，在每一组上开口和下开口412和414上方被附接到竖直部分402。在一些实施例中，单向阀416可以是只在朝向“C”形状的前侧或开口侧一个方向允许电弧爆炸流穿过通道构件400的挡板阀，如图4C中用标示为“A”的箭头指示的。类似于壁架的电弧屏障418在竖直部分402的中部附近从通道构件400的后侧与其基本垂直地向外伸出。
在图5可以看到电弧屏障418，图5示出了母线组外壳110的横截面视图。从这个视图中，可以看出通道构件400在相邻的母线200a-c之间纵向延伸以沿相屏障210a-b的每一侧创建大致C形的过道，过道由标记为“C”的虚线所指示。绝缘的环形母线支撑件500可被设置在每条母线200a-c和相屏障210a-b之间。这些母线支撑件500可以以规则的间隔沿母线200a-c的长度放置以保持母线和相屏障210a-b间隔开且彼此电绝缘。紧固件118延伸穿过这些母线支撑件500以及顶部法兰板和底部法兰板120a-b、上部绝缘体和下部绝缘体202a-b与安装板102以将整个组件保持在一起。
如图5所示，电弧屏障418平行于母线200a-c朝断路器106的罩构件304a-b、306a-b及308a-b延伸且与母线200a-c基本毗邻。具体而言，每个电弧屏障418延伸到相邻的罩构件对304a-b和306a-b以及306a-b和308a-b之间的未占用区域，使得罩构件304a-b、306a-b和308a-b与母线200a-c和电弧屏障418交错，但不接触母线200a-c或电弧屏障418。无物理接触留下一条在相邻的母线200a-c之间蜿蜒的狭窄通路(例如，小于10mm)，在一侧由罩构件304a-b、306a-b和308a-b且在另一侧由母线200a-c、C形通道构件400及电弧屏障418而形成；在该狭窄通路处，可能形成电弧，如由标记为“P”的虚线指示的。
现在参考图6A和图6B，蜿蜒的电弧通路提供可能发生电弧的区域或区600，且C形过道提供了电弧可能过渡的邻接区域或区602。形成在该电弧起始区600的电弧604必定在母线200a-c中之一开始，通常靠近断路器106连接点，在到达相邻的母线200a-c之前弯曲经过或蜿蜒经过蜿蜒的电弧通路。在蜿蜒的电弧通路内，强压力由于由电弧产生的气体和等离子体而立即产生。电弧爆炸的强压力将气体和等离子体从蜿蜒的电弧通路向外朝向C形通道构件400吹。通道构件400中的开口412和414(见图4A-4C)允许气体和等离子体穿行进入另一侧的C形过道，如由标记为“A”的箭头指示(见图6A)。
在开口412和414上方的单向挡板阀416捕获和阻止气体和等离子体回到蜿蜒的电弧通路。因此，气体和等离子体产生第二电弧606，其与初始电弧604电平行，但具有更低的阻抗和电压。第二电弧606的低电压成为“有效”的系统电压，导致初始电弧604的电压突然高于系统电压。由于初始电弧604的电压现在超过了系统电压，所以来自初始电弧604的电流被驱动为零且初始电弧被熄灭。第二电弧606则被电磁力由沿着过道延伸的相屏障210a-b引导沿C形过道朝向母线200a-c的端部推动。第二电弧606通过该过渡区602过渡，直到电弧到达母线200a-c的端部。电弧随后进入母线端部灭弧室116(见图1)，在此电弧被熄灭且消失。
在一些实施例中，为了便于第二电弧606过渡到母线端部灭弧室116，配电盘100中的C形过道可类似于母线端部灭弧室116中的其对应的过道。例如，在一些实施例中，C形通道构件400的水平部分404和406重叠相屏障的一部分，如由标记为“B”的箭头所指示，使得在C形过道内的相邻母线200a-c之间不存在视线路径。视线路径的缺乏导致可形成在C形过道中的相邻母线200a-c之间的任何电弧环绕相屏障，在拉伸和增大电弧电压的过程中呈现弧形或蛇形形状。增大的电压降低了电弧电流，从而导致由电弧产生较低的总能量。
根据上文的描述可以看出，本文公开的电弧转移方法和系统可以通过许多方式实现。图7以流程图700的形式提供了可用于根据公开的实施例的任何实现方式的一般准则。如流程图700所示，通过在电弧起始区域中捕捉电弧，电弧转移开始于块702。在块704，由电弧产生的气体和等离子体然后从电弧起始区转移到电弧过渡区。在块706，电弧气体和等离子体被阻止重新进入电弧起始区。在块708，允许从在电弧过渡区捕获的电弧气体和等离子体在电弧过渡区形成第二电弧，在该过程中熄灭初始电弧，如上文所解释。在块710，第二电弧沿电弧过渡区朝向母线端部灭弧室被引导，在母线端部灭弧室，第二电弧被熄灭。
虽然已示出和描述了本公开的特定方面、实现方式和应用，应理解本公开不限于本文公开的精确的结构和组成，且从前面的描述中，各种修改、改变和变型可以是明显的，而不背离在所附权利要求中限定的公开的实施例的精神和范围。

Claims (15)

1.一种具有电弧转移特征的耐弧配电盘，包括：
母线组，所述母线组在所述耐弧配电盘上，所述母线组在其中具有多条平行且间隔开的母线；
相屏障，所述相屏障被纵向设置在相邻的母线之间且与所述母线实质上平行和等距；
通道构件，所述通道构件被纵向安装在所述相邻的母线之间且包围所述相屏障的一侧使得所述通道构件与所述相屏障形成在所述相邻的母线之间纵向延伸的成形的过道；和
电弧屏障，所述电弧屏障从所述通道构件的后侧实质上垂直于所述通道构件的后侧而伸出，使得当断路器连接到所述母线组时，所述电弧屏障、所述母线和所述通道构件与所述断路器形成蜿蜒的电弧通路，形成在所述相邻的母线之间的任何电弧被捕获在所述蜿蜒的电弧通路内；
其中，在所述相邻的母线之间的所述蜿蜒的电弧通路内捕获的任何电弧，通过所述蜿蜒的电弧通路内的电弧爆炸压力而穿过所述通道构件中的开口转移到所述成形的过道内。
2.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，其中，所述相屏障将转移到所述成形的过道内的任何电弧朝向所述母线组的端部进行引导。
3.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，还包括布置在所述通道构件内的所述开口中的单向阀，所述单向阀阻止来自所述成形的过道的电弧气体和等离子体的流进入所述蜿蜒的电弧通路。
4.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，其中，所述通道构件重叠所述相屏障的一部分，使得在所述成形的过道中在相邻的母线之间没有视线路径。
5.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，还包括连接到所述母线组的断路器，所述断路器具有罩，所述罩具有从所述罩伸出的实质上平行的罩构件，所述罩构件与所述母线和所述电弧屏障交错以在所述相邻的母线之间形成所述蜿蜒的电弧通路。
6.根据权利要求5所述的耐弧配电盘，还包括空隙填充物，所述空隙填充物具有与所述断路器的罩和罩构件类似的罩和罩构件，当所述空隙填充物附接到所述母线组时，所述空隙填充物的罩构件与所述母线和所述电弧屏障交错，以和所述母线、所述通道构件和所述电弧屏障形成蜿蜒的电弧通路。
7.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，其中，所述通道构件是C形的通道构件且所述成形的过道是C形的过道。
8.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，还包括设置在所述通道构件的顶部和底部上的安装柱，所述安装柱延伸到所述相邻的母线中的相应的开口中以将所述通道构件保持在所述相邻的母线之间的合适的位置。
9.根据权利要求1所述的耐弧配电盘，其中，所述母线组是下列项中的一种：3相/3导体系统、3相/4导体系统、单相/2导体系统和单相/3导体系统。
10.一种将电弧从配电盘的母线组中的相邻的母线上的断路器连接点转移开的方法，包括：
将所述电弧捕获到所述母线组的一侧上的所述相邻的母线之间的蜿蜒的电弧通路中；
将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述母线组内的成形的过道中；以及
将所述成形的过道中的所述电弧朝向所述母线组的端部进行引导，在所述母线组的端部处，所述电弧可被熄灭。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中包括允许电弧气体和等离子体穿过形成所述成形的过道的通道构件的开口而穿行进入所述成形的过道中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中还包括使用所述通道构件的所述开口中的单向阀来阻挡所述电弧气体和等离子体穿行回到所述蜿蜒的电弧通路中。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述电弧从所述蜿蜒的电弧通路转移到所述成形的过道中还包括允许来自穿行进入所述成形的过道内的所述电弧气体和等离子体的另一电弧在所述成形的过道内形成。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述电弧捕获到所述蜿蜒的电弧通路内包括使从连接到所述母线组的断路器的罩延伸的罩构件与所述母线组中的母线和电弧屏障交错以形成所述蜿蜒的电弧通路，所述电弧屏障从所述通道构件的后侧伸出。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述电弧引导到所述成形的过道内包括允许所述电弧沿着纵向设置在相邻的母线之间且与所述母线组中的母线实质上平行和等距的相屏障移动。
CN201511022283.0A 2014-12-30 2015-12-30 耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法 Active CN105742964B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/585,703 2014-12-30
US14/585,703 US9338866B1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Panelboard power bus with arc transfer for passive arc control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105742964A CN105742964A (zh) 2016-07-06
CN105742964B true CN105742964B (zh) 2019-05-17

Family

ID=55068895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511022283.0A Active CN105742964B (zh) 2014-12-30 2015-12-30 耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9338866B1 (zh)
EP (1) EP3041020B1 (zh)
JP (1) JP6743381B2 (zh)
CN (1) CN105742964B (zh)
BR (1) BR102015032927B1 (zh)
CA (1) CA2914883C (zh)
MX (1) MX349260B (zh)
RU (1) RU2704629C2 (zh)
ZA (1) ZA201600047B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9515464B2 (en) * 2014-12-30 2016-12-06 Schneider Electric USA, Inc. Bus end arc interrupter
US9742161B2 (en) * 2015-08-27 2017-08-22 Schneider Electric USA, Inc. Snap on fingersafe system for panelboards
DE102017127077B4 (de) * 2017-11-17 2019-10-10 Eaton Industries (Austria) Gmbh Vorrichtung zur Abschwächung von Störlichtbogen in einem elektrischen Verteiler und elektrischer Verteiler umfassend eine derartige Vorrichtung
GB2574626A (en) * 2018-06-13 2019-12-18 Eaton Intelligent Power Ltd Electrical panelboard with improved separating walls
JP7098236B2 (ja) * 2018-08-01 2022-07-11 日東工業株式会社 分電盤
CA3234992A1 (en) 2021-12-22 2023-06-29 Powell Electrical Systems, Inc. Enabling equipment to withstand and control the effects of internal arcing faults

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1290019A (zh) * 1999-09-24 2001-04-04 阿尔斯托姆T&D股份有限公司 一种具有提高了绝缘强度的断流腔的中高压电路断路器
EP1258957B1 (de) * 2001-05-16 2005-07-20 Gustav Hensel GmbH & Co. KG Schaltgerätesystem
CN202434401U (zh) * 2012-01-17 2012-09-12 北京宏达日新电机有限公司 Gis用隔离开关
CN203056495U (zh) * 2013-01-07 2013-07-10 沈阳锦宏电力科技有限公司 一种风电铝管母线结构

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU86204A1 (ru) * 1949-06-04 1949-11-30 Г.Н. Крюков Передвижна электрическа преобразовательна установка
US4374405A (en) * 1980-12-10 1983-02-15 General Electric Company Insulating-isolating barrier system for electrical distribution equipment buswork
US5304761A (en) * 1992-02-18 1994-04-19 General Electric Company Arc-proof molded case circuit breaker
US6924721B2 (en) * 2003-07-14 2005-08-02 Eaton Corporation Gas segregator barrier for electrical switching apparatus
RU2274918C2 (ru) * 2004-06-22 2006-04-20 Андрей Юрьевич Богатырев Устройство электромагнитной блокировки коммутационных аппаратов
US20060082264A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-20 Siemens Energy & Automation, Inc. Strap support barrier
US7329813B2 (en) * 2004-12-08 2008-02-12 Siemens Energy & Automation, Inc. Modular insulation system
US8817454B2 (en) * 2006-07-26 2014-08-26 Eaton Corporation Coordinating installation and connection of a motor control center subunit having moveable line contacts
US7306470B1 (en) * 2006-09-18 2007-12-11 Eaton Corporation Guard and electrical enclosure employing the same
US7684199B2 (en) * 2007-09-27 2010-03-23 Eaton Corporation Free-wheeling clutch for a motor control center subunit having moveable line contacts
US8242395B2 (en) * 2008-02-21 2012-08-14 Siemens Industry, Inc. Circuit breaker compartment arc flash venting system
RU95432U1 (ru) * 2010-03-04 2010-06-27 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт высоковольтного аппаратостроения (ОАО "НИИВА") Ячейка комплектных распределительных устройств
RU104390U1 (ru) * 2010-08-20 2011-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Электрощит" Щит постоянного тока (варианты)
US9093825B2 (en) * 2012-12-12 2015-07-28 General Electric Company Panelboard moveable insulator
WO2014143020A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Schneider Electric USA, Inc. Retractable connector for a single vertical main bus stack panel board motor starter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1290019A (zh) * 1999-09-24 2001-04-04 阿尔斯托姆T&D股份有限公司 一种具有提高了绝缘强度的断流腔的中高压电路断路器
EP1258957B1 (de) * 2001-05-16 2005-07-20 Gustav Hensel GmbH & Co. KG Schaltgerätesystem
CN202434401U (zh) * 2012-01-17 2012-09-12 北京宏达日新电机有限公司 Gis用隔离开关
CN203056495U (zh) * 2013-01-07 2013-07-10 沈阳锦宏电力科技有限公司 一种风电铝管母线结构

Also Published As

Publication number Publication date
MX349260B (es) 2017-07-20
MX2015016907A (es) 2016-06-29
JP2016127793A (ja) 2016-07-11
ZA201600047B (en) 2017-04-26
CA2914883C (en) 2022-12-13
BR102015032927B1 (pt) 2022-03-29
CN105742964A (zh) 2016-07-06
EP3041020B1 (en) 2018-02-14
RU2015153122A (ru) 2017-06-16
BR102015032927A2 (pt) 2018-03-20
EP3041020A1 (en) 2016-07-06
JP6743381B2 (ja) 2020-08-19
RU2704629C2 (ru) 2019-10-30
CA2914883A1 (en) 2016-06-30
RU2015153122A3 (zh) 2019-05-13
US9338866B1 (en) 2016-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105742964B (zh) 耐弧配电盘和将电弧从配电盘转移开的方法
US10256013B2 (en) Passive arc control with sequestered phases in a vertical bus system of a motor control center
RU2646596C2 (ru) Устранение внутренней дуги и вентиляция для электрического оборудования
US9312668B2 (en) Arc resistant shutters
EP2472683B1 (en) Device and method for circuit protection
US9450387B2 (en) Passive arc protection for main breaker line side power conductors
JP2016127795A (ja) 母線端アーク遮断器
EP2472684A2 (en) System and apparatus for circuit protection within an equipment enclosure
CN104934265A (zh) 用于断路器的模块化气体排放组件
EP3002838B1 (en) Passive arc protection for main breaker line side power conductors
CN106935452B (zh) 标准化规格的电气保护装置
US8981248B2 (en) Arc mitigation assembly and method of assembly to avoid ground strike
KR101229290B1 (ko) 아크소호 유닛을 구비한 고·저압 배전반, 전동기제어반, 분전반
CN109802325B (zh) 用于减少配电单元中的故障电弧的装置
CN102751712A (zh) 变电站10kV馈线单相接地选线保护方法
CN103021706A (zh) 具有电弧隔离套的电开关装置
CA3161514A1 (en) Passive arc control with sequestered phases in a vertical bus system of a motor control center

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant