CN106028700A - 具有断路器盖衬垫的电气外壳和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气外壳，其包括至少一个断路器隔室和安装其上的盖。盖包括容纳至少一个断路器的开口。衬垫围绕所述开口的至少一部分延伸。衬垫包括内密封组件和外密封组件。外密封组件定位成当盖处于关闭位置时接合至少一个断路器。内密封组件能够在与至少一个断路器间隔开的非展开构造和与至少一个断路器接合的展开构造之间运动。内密封组件响应于至少一个断路器隔室中的压力波以从非展开构造运动至展开构造，并且基本防止气体穿过盖中的开口穿出。

Description

具有断路器盖衬垫的电气外壳和方法
技术领域
本发明中公开的主题涉及电气外壳领域，更具体地涉及一种具有断路器盖衬垫的电气外壳。
背景技术
电气外壳容纳包括断路器、总线、控制设备等的各种电气部件。一般地，电气外壳包括容纳总线等的缆线部分和负载部分。负载部分可以采取可以容纳断路器的一个或更多个断路器隔室以及可以容纳控制部件等的一个或更多个辅助隔室的形式。除处于过电流条件下之外，许多断路器还可能遭受电弧故障。在电弧故障事件期间，通常在缆线部分、负载部分或断路器隔室中产生气体。所期望的是沿着选定路径引导来自电气外壳的气体。
发明内容
根据示例性实施例的一个方面，电气外壳包括至少一个断路器隔室和安装在电气外壳上的盖。盖包括容纳至少一个断路器的开口。衬垫围绕所述开口的至少一部分延伸。衬垫包括内密封组件和外密封组件。外密封组件定位成当盖相对于至少一个断路器处于关闭位置时接合至少一个断路器，内密封组件能够在非展开构造与展开构造之间运动。在盖的关闭位置，处于非展开构造中的内密封组件与至少一个断路器间隔开。内密封组件响应于至少一个断路器隔室中的压力波以从非展开构造运动至展开构造，从而接合至少一个断路器并且基本防止外部气体穿过盖中的开口。
根据示例性实施例的另一个方面，电气外壳包括至少一个断路器隔室、具有定位在至少一个断路器隔室中的外表面的至少一个断路器、和安装在电气外壳上的盖。盖包括容纳至少一个断路器的开口。衬垫围绕所述开口的至少一部分延伸。衬垫包括内密封组件和外密封组件。外密封组件定位成当盖处于关闭位置时接合至少一个断路器。内密封组件能够在非展开构造与展开构造之间运动。在盖的关闭位置处于非展开构造中的内密封组件与至少一个断路器间隔开。内密封组件响应于至少一个断路器隔室中的压力波以从非展开构造运动至展开构造，从而接合至少一个断路器的外表面并且基本防止外部气体穿过盖。
根据示例性实施例的又一个方面，一种密封电气外壳的方法，包括：将盖定位成覆盖电气外壳的断路器隔室，使布置在断路器隔室中的断路器的一部分穿过形成在盖中的开口，利用围绕开口延伸的外密封组件在断路器的外表面的周围密封，以及响应于断路器隔室中的压力波利用内密封组件选择性地密封断路器的外表面的周围。在没有压力波时，内密封组件与断路器间隔开。
技术方案1：一种电气外壳，包括：至少一个断路器隔室；安装到所述电气外壳上的盖，所述盖包括容纳至少一个断路器的开口；以及
衬垫，所述衬垫围绕所述开口的至少一部分延伸，所述衬垫包括内密封组件和外密封组件，所述外密封组件定位成当所述盖相对于所述至少一个断路器处于关闭位置时接合所述至少一个断路器，所述内密封组件能够在非展开构造与展开构造之间运动；
其中，在所述盖的所述关闭位置，处于所述非展开构造的所述内密封组件与所述至少一个断路器间隔开，所述内密封组件响应于所述至少一个断路器隔室中的压力波以从所述非展开构造运动至所述展开构造，从而接合所述至少一个断路器并且基本防止外部气体通过所述盖中的开口。
技术方案2：根据技术方案1所述的电气外壳，其特征在于，所述内密封组件包括至少一个内部密封构件，所述至少一个内部密封构件具有突出到所述至少一个断路器隔室内的悬臂端部。
技术方案3：根据技术方案2所述的电气外壳，其特征在于，所述至少一个内部密封构件还包括曲线表面，以限定响应于所述压力波的压力波接收表面。
技术方案4：根据技术方案2所述的电气外壳，其特征在于，所述盖包括布置成面向所述至少一个断路器隔室的内表面，所述至少一个内部密封构件还包括紧固至所述盖的所述内表面的固定端部。
技术方案5：根据技术方案1所述的电气外壳，其特征在于，所述开口包括第一边缘部分、第二边缘部分、在所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间延伸的第三边缘部分以及在所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间延伸并且与所述第三边缘部分间隔开的第四边缘部分，所述内密封组件沿着所述第一边缘部分、所述第二边缘部分、所述第三边缘部分和所述第四边缘部分中的至少一个延伸。
技术方案6：根据技术方案5所述的电气外壳，其特征在于，所述内密封组件包括沿着所述第一边缘部分延伸的第一内部密封构件、沿着所述第三边缘部分延伸的第二内部密封构件以及沿着所述第四边缘部分延伸的第三内部密封构件。
技术方案7：根据技术方案6所述的电气外壳，其特征在于，所述第二边缘部分没有内部密封构件。
技术方案8：根据技术方案7所述的电气外壳，其特征在于，所述第二边缘部分限定所述开口的底部边缘部分。
技术方案9：根据技术方案1所述的电气外壳，其特征在于，所述盖包括布置成面向所述至少一个断路器隔室的内表面，所述外密封组件布置在所述内表面与所述内密封组件之间。
技术方案10.一种电气外壳，包括：至少一个断路器隔室；
至少一个断路器，所述至少一个断路器具有定位在所述至少一个断路器隔室中的外表面；
安装到所述电气外壳上的盖，所述盖包括容纳至少一个断路器的开口；以及
衬垫，所述衬垫围绕所述开口的至少一部分延伸，所述衬垫包括内密封组件和外密封组件，所述外密封组件定位成当所述盖相对于所述至少一个断路器处于关闭位置时接合所述至少一个断路器，所述内密封组件能够在非展开构造与展开构造之间运动；
其中，在所述盖的所述关闭位置，处于所述非展开构造的所述内密封组件与所述至少一个断路器间隔开，所述内密封组件响应于所述至少一个断路器隔室中的压力波以从所述非展开构造运动至所述展开构造，从而接合所述至少一个断路器的外表面并且基本防止外部气体通过所述盖中的开口。
技术方案11：根据技术方案10所述的电气外壳，其特征在于，所述内密封组件包括至少一个内部密封构件，所述至少一个内部密封构件具有突出到所述至少一个断路器隔室内的悬臂端部。
技术方案12：根据技术方案11所述的电气外壳，其特征在于，所述至少一个内部密封构件还包括曲线表面，以限定响应于所述压力波的压力波接收表面。
技术方案13：根据技术方案11所述的电气外壳，其特征在于，所述盖包括布置成面向所述至少一个断路器隔室的内表面，所述至少一个内部密封构件还包括紧固至所述盖的所述内表面的固定端部。
技术方案14：根据技术方案10所述的电气外壳，其特征在于，所述盖包括布置成面向所述至少一个断路器隔室的内表面，所述外密封组件布置在所述内表面与所述内密封组件之间。
技术方案15：一种密封电气外壳的方法，包括：
将盖定位成覆盖所述电气外壳的断路器隔室；
使布置在所述断路器隔室中的断路器的一部分穿过在所述盖中形成的开口；
利用围绕所述开口延伸的外密封组件在所述断路器的外表面的周围密封；以及
响应于所述断路器隔室中的压力波利用内密封组件选择性地密封所述断路器的所述外表面的周围；
其中，在没有压力波时，所述内密封组件与所述断路器间隔开。
技术方案16：根据技术方案15所述的方法，其特征在于，选择性地密封所述外表面的周围包括利用所述内密封组件的曲线表面捕获所述压力波的一部分。
技术方案17：根据技术方案15所述的方法，其特征在于，选择性地密封所述外表面的周围包括沿着所述开口的第一边缘部定位第一内部密封构件、沿着所述开口的第二边缘部定位第二内部密封构件以及沿着所述开口的第四边缘部定位第三内部密封构件。
技术方案18：根据技术方案15所述的方法，其特征在于，利用所述外密封组件密封所述断路器的外表面的周围包括防止气体和微粒中的一种从所述开口流入所述断路器隔室内。
技术方案19：根据技术方案15所述的方法，其特征在于，选择性地密封所述外表面的周围包括防止由电弧故障事件产生的气体从所述断路器隔室穿过所述开口。
技术方案20：根据技术方案15所述的方法，其特征在于，选择性地密封所述外表面的周围包括防止由电弧故障事件产生的固体微粒和熔融材料中的一种从所述断路器隔室穿过所述开口。
从结合附图的以下说明中将更加清楚地理解这些以及其他优势和特征。
附图说明
被视为本发明的主题被特别地指出并且在说明书的结尾处的权利要求书中明确地主张。本发明的上述以及其他特征和优势从结合附图的以下详细说明中变得明显，在附图中：
图1描绘了根据示例性实施例的包括断路器部分、缆线部分和设置有衬垫的盖的电气外壳；
图2描绘了具有图1的电气外壳的衬垫的盖；
图3描绘了图2的处于打开构造中的盖；
图4描绘了图2的盖和衬垫的局部分解视图；
图5描绘了处于非展开构造中的衬垫的一部分的示意性视图；以及，
图6描绘了处于展开构造中的衬垫的一部分的示意性视图。
详细说明通过参考附图举例的方式连同优势和特征阐述了本发明的实施例。
具体实施方式
在图1中大致以2示出根据示例性实施例的电气外壳。电气外壳2包括多个壁，多个壁包括第一壁4、第二壁6和第三壁8。在所示出的示例性实施例中，第一壁4限定顶壁，第二壁6限定底壁，第三壁8限定后壁。后壁8可能采取具有手柄或旋钮12的盖10的形式。在此，应当理解的是电气外壳2还可能包括侧壁(未示出)。电气外壳2包括至少部分地由顶壁4、底壁6、后壁8和侧壁中的一个或更多个限定的缆线部分18和断路器部分16。
断路器部分16包括第一断路器隔室20和第二断路器隔室22。第二断路器隔室22布置在第一断路器隔室20与顶壁4之间。辅助隔室24布置在第一断路器隔室20与第二断路器隔室22之间。辅助隔室24可能容纳各个控制器、继电气、通讯装置、指示器等。第一断路器隔室20包括第一盖28，第二断路器隔室22包括第二盖30。应该理解的是，断路器隔室和辅助隔室的数目、定位和位置可以改变。
在所示出的示例性实施例中，断路器32突出穿过第二盖30，如将在以下更加完整地描述的。第三盖34跨过辅助隔室24设置。缆线部分18包括线路隔室40，线路隔室40可以容纳向电气外壳2提供电力的总线42、提供中性点接线的中性杆(未示出)以及提供断路器32与电力负载(也未示出)之间的接线的负载连接器(也未示出)。
根据示例性实施例，电气外壳2包括排气管道50，排气管道50从底壁6附近基本垂直地延伸至顶壁4并且位于断路器部分16与缆线部分18之间。根据示例性实施例的方面，排气管道50在断路器部分16与总线42之间基本垂直地延伸穿过电气外壳2。在此，应当理解的是，术语“基本垂直”不需要排气管道50相对于底壁6垂直地延伸。即，排气管道50可以相对于底壁6以一定角度延伸。如以下将更详细地描述的，排气管道50承载在电弧故障期间产生的来自电气外壳2的高度加压气体。
进一步根据示例性实施例，第一通路或开口54流体地连接第一断路器隔室20和排气管道50，第二通路或开口56流体地连接第二断路器隔室22和排气管道50。第三开口或出口58布置在顶壁4处。第三开口58流体地连接排气管道50与布置在顶壁4上的气室60。另外，第三开口58流体地连接线路隔室40与气室60。气室60可以与另外的电气外壳(未示出)流体地联接。
金属丝网62跨过第三开口58延伸。金属丝网62允许排出气体进入气室60内并且通过排气开口66排出。气室60引导排出气体通过外部气室(未示出)，以避免排出气体与可能靠近盖28和30存在的人员之间的接触。
进一步根据示例性实施例，电气外壳2包括在缆线部分18与第一断路器隔室20之间延伸穿过排气管道50的第一通路70。第二通路71还在缆线部分18与第一断路器隔室20之间延伸穿过排气管道50。第一通路70可以采取第一流入通路73的形式，第一流入通路73提供用于电气地连接总线42和第一断路器隔室20中的断路器(也未示出)的一个或更多个导体(未示出)的路径。第二通路71可以采取第一流出通路74的形式，第一流出通路74提供用于电气地连接第一断路器隔室20中的断路器32和线路隔室40中的负载连接器的导体(未示出)的路径。
类似地，第三通路77在缆线部分18与第二断路器隔室22之间延伸穿过排气管道50。第四通路78也在缆线部分18与第二断路器隔室22之间延伸穿过排气管道50。第三通路77可以采取第二流入通路80的形式，第四通路78可以采取第二流出通路81的形式。第二流入通路80提供用于电气地连接总线42与断路器32的一个或更多个导体84的路径。第二流出通路81提供用于电气地连接断路器32与线路隔室40中的负载连接器的导体85的路径。第一通路70、第二通路71、第三通路77和第四通路78与可以流过排气管道50的气体流体地隔离。
根据示例性实施例的又一个方面，电气外壳2包括布置在后壁8中的第一通风口90。第二通风口92布置在第一通风口90与顶壁4之间的后壁8中。当然，应该理解的是，第一通风口90和第二通风口92的位置可以改变。通风口90和92提供用于排出来自缆线部分18的气体的路径。即，在正常操作期间，可以在缆线部分18中产生热量，冷却流可以穿过电气外壳2，通过通风口90和92向外传递热量。
第一关闭件94设置在第一通风口90处，第二关闭件96设置在第二通风口92处。第一关闭件94能够在图1所示的打开构造与第一关闭件94定位成阻塞第一通风口90的关闭构造之间变换。同样地，第二关闭件96能够在图1所示的打开构造与第二关闭件定位成阻塞第二通风口92的关闭构造之间变换。第一关闭件94和第二关闭件96处于提供用于线路隔室40的通风路径的常开位置。第一关闭件94和第二关闭件96可以响应于线路隔室40中的可能由电弧故障或其他状态引起的压力波变换至关闭构造。在关闭构造中，压力波被向上引导到气室60内。一旦压力波已通过，或压力波的至少一个峰值已通过，第一关闭件94和第二关闭件96响应于重力再次打开。即，根据示例性实施例的方面，在没有压力波的作用力的情况下，第一通风口90和第二通风口92仅由于作用在第一关闭件94和第二关闭件96上的重力而在没有任何人工干预的情况下被再次打开。
现在将参照图2-6描述根据示例性实施例的又一个方面的第二盖30。但是，应当理解的是，第一盖28可以包括相似的结构。第二盖30包括外表面157和内表面158。容纳断路器32的开口160形成在第二盖30中。虽然第二盖30示出为经由铰链31枢转地以及铰接地附连至外壳2，在其他实施例中，可以利用包括但不限于紧固件、螺钉等其他机械附连装置对盖30进行附连。开口160包括第一边缘部164、相对的第二边缘部165、在第一边缘部164与第二边缘部165之间延伸的第三边缘部166以及在第一边缘部164和第二边缘部165之间延伸并且与第三边缘部166相对的第四边缘部167。衬垫174围绕开口160延伸以提供外界与第二断路器隔室22之间的密封。
根据示例性实施例的一方面，衬垫174包括外密封组件180和内密封组件182。外密封组件180包括第一外部密封构件186、第二外部密封构件187、第三外部密封构件188和第四外部密封构件189。第一外部密封构件186沿着第一边缘部164紧固至内表面158。第二外部密封构件187沿着第二边缘部165紧固至内表面158。第三外部密封构件188沿着第三边缘部166紧固至内表面158，第四外部密封构件189沿着第四边缘部167紧固至内表面158。当第二盖30相对于断路器32处于闭合构造中时，如图2、5和6所示，第一、第二、第三和第四外部密封构件186-189直接接合断路器32的外表面(未单独地标记)。这样，外密封组件180防止外来物进入至第二断路器隔室22。
内密封组件182布置成选择性地接合断路器32的外表面。更具体地，内密封组件182包括第一内部密封构件194、第二内部密封构件195和第三内部密封构件196。根据示例性实施例的一方面，第一内部密封构件194沿着第一边缘部164通过第一外部密封构件186安装至内表面158。第二内部密封构件195沿着第二边缘部165通过第二外部密封构件187安装至内表面158，第三内部密封构件196沿着第三边缘部166通过第三外部密封构件188安装至内表面158。在所示出的示例性实施例中，第四边缘部167没有内部密封构件，以便容纳布置在断路器32以下的另外的结构(未单独标记)。当然，应该理解的是，在其他构造中可以增加第四内部密封构件。
在通常的非展开构造中，第一、第二和第三内部密封构件194-196与断路器32的外表面间隔开，并因此与其分离。图5示出相对于断路器32的外表面33处于非展开构造的第三内部密封构件196的实施例。这样，第二盖30可以相对于断路器32在打开构造与关闭构造之间自由地转换，而内密封组件182不提供任何阻碍。在展开构造中，第一、第二和第三内部密封构件194-196直接接合断路器32的外表面。图6示出相对于断路器32的外表面33处于展开构造的第三内部密封构件196的实施例。更具体地，内部密封构件194-196响应于第二断路器隔室22中的压力波以向外弯曲来接合断路器32的外表面。这样，内密封组件182在电弧故障条件期间防止从第二断路器隔室22经过的气体、固体和/或比如为熔融金属的半固体的通过。
现在将参照图4描述第三内部密封构件196，可以理解的是，第一内部密封构件194和第二内部密封构件195可以包括相似的结构。第三内部密封构件196包括第一固定端部200和第二悬臂端部202。中间部分204在第一端部200和第二端部202之间延伸。首先，固定端部200通过第三外部密封构件188紧固至内表面158。在偏置状态中，第二悬臂端部202与处于内密封组件182的非展开构造中的断路器32的外表面33间隔开，并且因此与其分离，如图5中所示。在内密封组件182的展开构造中，响应于第二断路器隔室22中的压力波，第二悬臂端部202克服偏置状态弯曲或变形成与断路器32的外表面接合，如图6所示。为了提高对压力波的响应，中间部分204包括曲线表面206。曲线表面206限定压力波接收表面(未单独标记)，压力波接收表面聚集(cups)压力波，使得第二端部202向外弯曲成与断路器32的外表面接触，由此防止来自第二断路器隔室22的流动通过开口160到达电气外壳2的外部的周围环境。
在此，应当理解的是，示例性实施例描述了包含和引导由于例如电弧故障条件可以在电气外壳中产生的气体和其他碎屑的系统。更具体地，示例性实施例可以沿着通过电气外壳的预定路径引导由于电弧故障条件形成的气体。能够提供比如为盖和通风口的出口的各个开口被关闭，由此限定的排气路径将气体从电气外壳向上和向外引导。这样，气体以及可能包含在气体中的任何碎屑可被引导至预定位置，防止与在电弧故障事件期间可能靠近电气外壳的人员接触。
本文中使用的术语的目的仅在于描述具体实施例，而非旨在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一种”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中明确作出相反的表示。将会进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指定为所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除再一个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。
虽然已经结合仅有限数量的实施例详细说明了本发明，但是应当易于理解的是，本发明不局限于这些公开的实施例。替代地，本发明可被改进以结合之前未描述但与本发明的精神和范围相匹配的任何数量的变动、改变、替代物或等同装置。另外，虽然已说明了本发明的各个实施例，但是可以理解的是，本发明的各方面可以包括所说明的实施例中的仅一些。因此，本发明不视为由上述说明书限制，而仅由随附的权利要求书的范围所限制。

Claims (10)

1.一种电气外壳(2)，包括：
至少一个断路器隔室(22)；
安装到所述电气外壳上的盖(30)，所述盖包括容纳至少一个断路器(32)的开口(160)；以及
衬垫(174)，所述衬垫围绕所述开口(160)的至少一部分延伸，所述衬垫(174)包括内密封组件(182)和外密封组件(180)，所述外密封组件(180)定位成当所述盖(30)相对于所述至少一个断路器(32)处于关闭位置时接合所述至少一个断路器，所述内密封组件(182)能够在非展开构造与展开构造之间运动；
其中，在所述盖的所述关闭位置，处于所述非展开构造的所述内密封组件(182)与所述至少一个断路器间(32)隔开，所述内密封组件(182)响应于所述至少一个断路器隔室(22)中的压力波以从所述非展开构造运动至所述展开构造，从而接合所述至少一个断路器(32)并且基本防止外部气体通过所述盖(30)中的开口(160)。
2.根据权利要求1所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述内密封组件(182)包括至少一个内部密封构件(194，195，196)，所述至少一个内部密封构件具有突出到所述至少一个断路器隔室(22)内的悬臂端部(202)。
3.根据权利要求2所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述至少一个内部密封构件(194，195，196)还包括曲线表面(206)，以限定响应于所述压力波的压力波接收表面。
4.根据权利要求2所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述盖(30)包括布置成面向所述至少一个断路器隔室的内表面(158)，所述至少一个内部密封构件(194，195，196)还包括紧固至所述盖(30)的所述内表面(158)的固定端部(200)。
5.根据权利要求1所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述开口(160)包括第一边缘部分(164)、第二边缘部分(165)、在所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间延伸的第三边缘部分(166)以及在所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间延伸并且与所述第三边缘部分间隔开的第四边缘部分(167)，所述内密封组件(182)沿着所述第一边缘部分(164)、所述第二边缘部分(165)、所述第三边缘部分(166)和所述第四边缘部分(167)中的至少一个延伸。
6.根据权利要求5所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述内密封组件(182)包括沿着所述第一边缘部分(164)延伸的第一内部密封构件(194，195，196)、沿着所述第三边缘部分(166)延伸的第二内部密封构件(194,195,196)以及沿着所述第四边缘(167)部分延伸的第三内部密封构件(194,195,196)。
7.根据权利要求6所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述第二边缘部分(165)没有内部密封构件(194,195,196)。
8.根据权利要求7所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述第二边缘部分(165)限定所述开口(160)的底部边缘部分。
9.根据权利要求1所述的电气外壳(2)，其特征在于，所述盖(30)包括布置成面向所述至少一个断路器隔室(22)的内表面(158)，所述外密封组件(180)布置在所述内表面(158)与所述内密封组件(182)之间。
10.一种密封电气外壳(2)的方法，包括：
将盖(30)定位成覆盖所述电气外壳(2)的断路器隔室(22)；
使布置在所述断路器隔室(22)中的断路器(32)的一部分穿过在所述盖(30)中形成的开口(160)；
利用围绕所述开口(160)延伸的外密封组件(180)在所述断路器(32)的外表面(33)的周围密封；以及
响应于所述断路器隔室(22)中的压力波利用内密封组件(182)选择性地密封所述断路器(32)的所述外表面(33)的周围；
其中，在没有压力波时，所述内密封组件(182)与所述断路器(32)间隔开。
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