CN106030943A - 封闭式配电盘 - Google Patents

Abstract

将框体(2)内划区为多个隔室(断路器室(3)、母线室(4)、电缆室(5))的封闭式配电盘(1)。在断路器室(3)、母线室(4)以及电缆室(5)的上方配置电弧气分散泄压缓和室(8)，在断路器室(3)、母线室(4)以及电缆室(5)的顶板部分别设置与电弧气分散泄压缓和室(8)连通的排气导管(9、10、11)。在排气导管(9、10、11)的上端部设置挡板(12、13、14)，在形成于电弧气分散泄压缓和室(8)的上部的开口部(8a)设置压力缓和屏蔽槽(15)。在挡板(12、13、14)的主面形成连通各排气导管(9、10、11)与电弧气分散泄压缓和室(8)之间的通气部(12a、13a、14a)，在该通气部(12a、13a、14a)设置网状部件(12b、13b、14b)。

Description

封闭式配电盘

技术领域

本发明涉及在框体内收纳切断母线的主电路零件等的封闭式配电盘，详细而言涉及发生内部短路事故等时的泄压构造。

背景技术

封闭式配电盘具有如下的构造：将接地的金属箱内划分成几个隔室(隔间，compartment)，在各隔室中收纳断路器、母线、连接导体等主电路零件。

当在各隔室内发生伴随由于短路事故等发生电弧的内部电弧事故时，隔室的内部压力过大地上升，担心会从框体、门、监视窗等喷出电弧气。因此，例如，在开关设备(switchgear)等封闭式配电盘中，在各隔室中设置泄压挡板，抑制发生内部电弧事故时的过大的压力上升(例如专利文献1-5)。

另外，当在隔室室内发生内部电弧事故时，在隔室中收纳的零件产生气体化、蒸气化的高温分解生成物，经由泄压挡板被排出到隔室外。因此，如图4所示，在现有技术的封闭式配电盘16中，设置背面罩17等隔断，防止向隔室外排出的高温分解生成物向周围飞散。

像这样，在封闭式配电盘中，通过抑制发生内部电弧事故时的隔室的压力上升，并且限制释放的气体化、蒸气化的高温分解生成物的释放方向，确保了发生内部电弧事故时的安全性。

封闭式配电盘的安全性通过内部电弧短路测试(例如IEC62271-200)等来验证。具体说来，在例如IEC62271-200的内部电弧短路测试(测试项目6.106内部事故电弧测试)中，在封闭式配电盘的前后/左或右/水平面(距地面高度2m的位置)设置有指示器(indicator)(150cm见方的黑的棉布)的状态下，判定是否满足使得在封闭式配电盘内进行内部闪络一定时间而指示器未着火，或者门、罩未打开等基准。

但是，当从隔室向外部释放的高温分解生成物从顶板等弹回而打到指示器时，有指示器会烧毁、变得无法进行所述内部电弧短路测试的判定的担忧。

因此，为了降低从隔室向外部释放的高温分解生成物的势头，考虑降低释放气体压力。但是，当为了降低释放气体压力而抑制来自泄压挡板的气体释放量时，有隔室内的压力上升而从框体、门、监视窗等喷出气体的担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6417443说明书

专利文献2：美国专利第6827643说明书

专利文献3：美国专利第7054143说明书

专利文献4：国际公开第2007/057460号

专利文献5：日本特开2011-223721号公报

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种对降低封闭式配电盘的释放气体压力以及高温分解生成物的释放量作出贡献的技术。

达到上述目的的本发明的封闭式配电盘的一个方式是一种封闭式配电盘，具有：隔室(隔间)，通过将框体内划区而形成，收纳主电路零件；电弧气分散泄压缓和室，经由形成于隔室的开口部与隔室连通；以及泄压挡板，设置于隔室的开口部，根据隔室的压力变化而被打开，其特征在于，在泄压挡板设置将隔室和电弧气分散泄压缓和室连通的通气部，进而，在电弧气分散泄压缓和室内，与隔室的开口部离开地设置比该隔室的开口部的宽度以及纵深大的屏蔽板。

另外，在达到上述目的的本发明的封闭式配电盘的其它方式中，在上述封闭式配电盘中，将连通隔室与电弧气分散泄压缓和室之间的排气导管从隔室延伸设置到电弧气分散泄压缓和室内。

附图说明

图1是本发明的实施方式的封闭式配电盘的立体图。

图2是示出本发明的实施方式的封闭式配电盘的概要的纵剖面图。

图3是本发明的实施方式的封闭式配电盘的排气导管部的放大图。

图4是现有技术的封闭式配电盘的概要剖面图。

具体实施方式

将参照附图对本发明的封闭式配电盘详细地进行说明。另外，在实施方式的说明中，例示将封闭式配电盘内以断路器室、母线室以及电缆室这3个隔室隔开的方式来进行说明，但封闭式配电盘内的结构不限于实施方式，本发明能够应用于设置有能够适当地收纳所需的电路零件的数量的隔室的封闭式配电盘。

将参照图1至3对封闭式配电盘1的内部结构进行说明。如图1、2所示，本发明的实施方式的封闭式配电盘1具有接地金属制的框体2，框体2内被划区成多个隔室(断路器室3、母线室4、电缆室5)。另外，在实际的封闭式配电盘1中，在封闭式配电盘1的侧部设置有其它封闭式配电盘或罩，无法看到电弧气分散泄压缓和室8内，但为了便于说明，在图1所示的封闭式配电盘1中，省略了其它封闭式配电盘或者罩的图示。

如图2所示，在封闭式配电盘1的前表面侧(即图2的左侧)，配置有断路器室3(VCB室)，在断路器室3内收容有抽出式断路器(未图示)。在断路器室3的前表面侧形成有断路器室开口部，在该断路器室开口部中设置有门6。另外，在断路器室3的上方，配置有收纳控制机器的继电器盒7。

在断路器室3的背面侧上方，配置有配设了例如三相的母线(未图示)的母线室4。母线与连接于断路器的一端侧的断路部的主电路端子连接。

在断路器室3的背面侧下方以及母线室4的背面侧，配置有收容了负载侧的电缆(未图示)的电缆室5。电缆与连接于断路器的另一端侧的断路部的主电路端子连接。

在断路器室3、母线室4以及电缆室5的上方，配置有电弧气分散泄压缓和室8。在断路器室3、母线室4以及电缆室5的顶板部，分别设置有与电弧气分散泄压缓和室8连通的排气导管9、10、11，在排气导管9、10、11的上端部设置有挡板12、13、14。另外，在形成于电弧气分散泄压缓和室8的上部的电弧气分散泄压缓和室开口部8a，设置有压力缓和屏蔽槽15。

从断路器室3、母线室4、电缆室5向电弧气分散泄压缓和室8的方向延伸设置排气导管9、10、11。通过设置排气导管9、10、11，断路器室3、母线室4、电缆室5的容积扩大。即，通过设置排气导管9、10、11，各断路器室3、母线室4以及电缆室5的容积分别变为在图中用粗线包围的区域(各隔室3、4、5的容积与排气导管9、10、11的容积之和)。断路器室3、母线室4以及电缆室5的容积增加，从而当在断路器室3、母线室4、电缆室5内部发生了内部电弧事故等的情况下，内部压力上升的程度被降低。

参照图3，更详细地对排气导管9、10、11部分进行说明。另外，图3是设置于断路器室3的排气导管9的放大图，但设置于母线室4以及电缆室5的排气导管10、11的构造也与排气导管9的构造相同，所以在括弧内记载了对应的符号。

在排气导管9、10、11的上端，形成有排气导管上部开口部9a、10a、11a。另外，在排气导管9、10、11的侧部，形成有将各排气导管9、10、11与电弧气分散泄压缓和室8之间连通的排气导管侧面开口部9b、10b、11b，在排气导管侧面开口部9b、10b、11b，设置有网状部件9c、10c、11c。当将网状部件9c、10c、11c作为例如不锈钢20目(每1英寸的网眼是20个)时，确保了各排气导管9、10、11与电弧气分散泄压缓和室8之间的通气，并且抑制了异物从外部进入到排气导管9、10、11内。

挡板12、13、14以能够开闭的方式设置于各排气导管上部开口部9a、10a、11a。挡板12、13、14的一侧边的端部经由铰链等而被支撑于例如排气导管9、10、11的上端部。另外，挡板12、13、14的另一侧边的端部通过螺丝等固定部件(图示省略)被固定于排气导管9、10、11的上端部。于是，当断路器室3、母线室4或者电缆室5的内部压力上升而其压力超过一定值时，固定部件被打开，挡板12、13、14变为打开。

在挡板12、13、14的主面形成有将排气导管9、10、11与电弧气分散泄压缓和室8之间连通的通气部12a、13a、14a，在通气部12a、13a、14a设置有网状部件12b、13b、14b。通过将网状部件12b、13b、14b作为例如不锈钢20目，从而确保排气导管9、10、11与电弧气分散泄压缓和室8之间的通气，并且抑制异物从外部进入排气导管9、10、11内。

压力缓和屏蔽槽15是例如如图1所示具有与电弧气分散泄压缓和室开口部8a连接的屏蔽槽开口部15a和具有与电弧气分散泄压缓和室开口部8a相同面积的底板15b(屏蔽板)的、上部开口的有底的槽。在压力缓和屏蔽槽15的侧部形成有屏蔽槽侧面开口部15c，在断路器室3(或者母线室4、电缆室5)产生的电弧气(以后称为热气)在电弧气分散泄压缓和室8被减压之后，经由屏蔽槽侧面开口部15c被释放至封闭式配电盘1的外部。另外，在排气导管上部开口部9a、10a、11a的附近，离开排气导管上部开口部9a、10a、11a而设置了压力缓和屏蔽槽15的底板15b。成为如下构造：该底板15b的宽度和纵深(即底板15b的面积)比排气导管上部开口部9a、10a、11a的宽度和纵深(即排气导管上部开口部9a、10a、11a的开口面积)大，经由排气导管9、10、11释放的高温分解生成物全部打到底板15b。如图2所示，排气导管9、10、11的上端与底板15b的离开距离L被设定为在从断路器室3(或者母线室4、电缆室5)释放的高温分解生成物全部打到底板15b的距离以内、并且在高温分解生成物被散热的距离以上。该离开距离L能够通过从与底板15b对置地设置的排气导管上部开口部9a、10a、11a的侧端向宽度方向(或者进深方向)突出的底板15b的端部的长度(突出长度X)以及排气导管9、10、11的向电弧气分散泄压缓和室8方向的延伸设置长度H来决定。例如，在将排气导管9、10、11的上端至底板15b的离开距离L设为“1”的情况下，以使底板15b的宽度和纵深的突出长度X成为“0.2～0.3”、使排气导管9、10、11的延伸设置长度H成为“1～2”的尺寸比的方式，在电弧气分散泄压缓和室8内设置压力缓和屏蔽槽15。另外，也可以按照在挡板12、13、14打开时挡板12、13、14抵接到底板15b的距离来设置压力缓和屏蔽槽15。

接下来，对通过内部短路电弧测试而在断路器室3内部发生了内部电弧事故(在封闭式配电盘1的断路器室3内部的相间短路或者接地所致的电弧事故)时的挡板12的动作、压力缓和屏蔽槽15、排气导管9以及电弧气分散泄压缓和室8等的效果进行说明。另外，在其它隔室(母线室4、电缆室5)发生了内部电弧事故时的挡板13、14的动作以及压力缓和屏蔽槽15以及排气导管10、11等的效果也与在断路器室3内部发生了内部电弧事故的情况相同，所以省略详细的说明。

当在断路器室3内部发生内部电弧事故时，断路器室3内部的空气由于电弧而膨胀，并且断路器室3内部的零件、套管由于高温的电弧熔化而产生金属粉等高温分解生成物。

当由于断路器室3内部的空气的膨胀而断路器室3内部的压力上升时，该膨胀的空气经由设置于挡板12的网状部件12b以及排气导管9的网状部件9c被释放到电弧气分散泄压缓和室8内。此时，经由挡板12的网状部件12b释放的高温分解生成物的大部分打到比排气导管上部开口部9a的宽度和纵深大的压力缓和屏蔽槽15的底板15b，从而降低向电弧气分散泄压缓和室8释放时的势头，所以高温分解生成物几乎不会被释放到封闭式配电盘1的外部。此时，通过将直至底板15b的离开距离L、突出长度X以及延伸设置长度H设为上述尺寸比，从而热气全部打到底板15b，并且高温分解生成物被散热，这是优选的。

进而，当断路器室3内部的压力上升时，挡板12的固定部件被放开而挡板12打开。其结果是，断路器室3内部的热气被从排气导管9释放，断路器室3内部的压力被降低，并且热气在电弧气分散泄压缓和室8内膨胀以及扩散，从而热气的温度、压力被降低。在该情况下，电弧气分散泄压缓和室8的容积越大，热气的膨胀以及扩散的效果越高，热气的温度、压力被降低。

热气经由屏蔽槽侧面开口部15c移动到压力缓和屏蔽槽15内，从电弧气分散泄压缓和室开口部8a被释放到封闭式配电盘1的外部。此时，通过在压力缓和屏蔽槽15的至少对置的1组以上的侧部形成屏蔽槽侧面开口部15c，从各屏蔽槽侧面开口部15c流入压力缓和屏蔽槽15内的热气的方向反转。其结果是，从各屏蔽槽侧面开口部15c流入的热气彼此碰撞，热气的势头被降低。另外，在压力缓和屏蔽槽15是长方体形的情况下，通过在对置的侧部分别形成屏蔽槽侧面开口部15c，热气的流动变为朝向压力缓和屏蔽槽15的中心的流动，热气的势头被进一步缓和。

压力缓和屏蔽槽15的底板15b被设置得越接近隔室3、4、5的开口部9a、10a、11a，从开口部9a、10a、11a释放的高温分解生成物打到底板15b的比例越增加。例如，底板15b被设置成位于从排气导管9、10、11释放的高温分解生成物的最大释放角度(相对于释放方向的最大开角)的延长线上，从而从排气导管9、10、11释放的高温分解生成物的大部分打到底板15b，之后从电弧气分散泄压缓和室开口部8a释放(或者积蓄到电弧气分散泄压缓和室8内)。其结果是，能够降低从封闭式配电盘1释放的高温分解生成物的势头以及释放量。

根据以上那样的本发明的实施方式的封闭式配电盘1，通过将进行热气的膨胀以及扩散的电弧气分散泄压缓和室8的容积确保得较大，并且将压力缓和屏蔽槽15的底板15b(屏蔽板)设置于在断路器室3、母线室4、电缆室5等隔室形成的开口部(即排气导管上部开口部9a、10a、11a)附近，能够抑制在隔室3、4、5中所生成的高温分解生成物被直接释放到封闭式配电盘1的外部。

另外，根据本发明的实施方式的封闭式配电盘1，通过设置压力缓和屏蔽槽15，热气在压力缓和屏蔽槽15中迂回地流通，热气的能量(温度以及压力)被进一步降低。另外，从压力缓和屏蔽槽15的对置的侧部流入的不同的朝向的热气彼此在压力缓和屏蔽槽15内碰撞，从而热气的势头被进一步降低。其结果是，高温分解生成物的动能减少，能够降低向封闭式配电盘1的外部释放的高温分解生成物的动能以及高温分解生成物的释放量。另外，通过做成热气的朝向为向着压力缓和屏蔽槽15的中心的朝向的热气的释放路径的构造，能够降低朝向封闭式配电盘1的外部(即指示器方向)的热气以及高温分解生成物的量，封闭式配电盘1的安全性提高。另外，通过将屏蔽槽侧面开口部15c的总面积设为比压力缓和屏蔽槽15的底板15b的周缘与电弧气分散泄压缓和室8内周面之间的面积大，并且将压力缓和屏蔽槽15的底板15b的周缘与电弧气分散泄压缓和室8内周面之间的面积设为比各个排气导管上部开口部9a、10a、11a的面积大，随着释放路径的推进而释放路径的剖面积变大，能够抑制电弧气分散泄压缓和室8内部的压力上升。

另外，通过将压力缓和屏蔽槽15设置于挡板12、13、14的附近，即使在将网状部件12b、13b、14b设置于挡板12、13、14的情况下，也能够有效地防止水、异物等从外部侵入隔室3、4、5内部。

另外，根据本发明的实施方式的封闭式配电盘1，通过在挡板12、13、14设置网状部件12b、13b、14b，能够抑制隔室3、4、5的内部压力的峰值压力。即，随着隔室3、4、5内部的压力上升，隔室3、4、5内部的热气经由网状部件12b、13b、14b被释放，所以相比于以往那样的使用板状的挡板的情况，不会使隔室3、4、5内部的热气在打开挡板的同时一下子释放，而能够降低隔室3、4、5内部压力峰值。通过降低内部压力峰值，能够降低从隔室3、4、5释放的热气以及高温分解生成物等的势头。另外，通过降低内部压力峰值，能够降低对封闭式配电盘1要求的耐压性(强度)，能够廉价地制造封闭式配电盘1。

另外，由于经过了网状部件12b、13b、14b的热气以及高温分解生成物，网状部件12b、13b、14b溶解，从而能够降低热气以及高温分解生成物的热能以及动能。

另外，在以往那样的板状的挡板为半开状态的情况下，从隔室3、4、5的开口部释放的热气打到挡板12、13、14的板面，从而仅在一定的方向上被释放，但在本发明的挡板12、13、14的情况下，通过利用不锈钢20目形成通气部12a、13a、14a，打到挡板12、13、14的热气被分成通过挡板12、13、14的通气部12a、13a、14a的气流和在挡板12、13、14弹回的气流。即，能够降低电弧气分散泄压缓和室8内的热气流的不均。

另外，根据本发明的实施方式的封闭式配电盘1，通过在隔室3、4、5设置排气导管9、10、11，隔室3、4、5的容积增大，能够降低在隔室3、4、5发生内部电弧事故时的压力上升。例如，通过将排气导管9、10、11相对于隔室3、4、5的容积设为10％～30％左右，能够得到抑制隔室3、4、5内部的压力上升的效果。进而，通过在排气导管9、10、11的侧部设置网状部件9c、10c、11c，随着隔室3、4、5内部中的压力上升，隔室3、4、5内部的空气经由网状部件9c、10c、11c被释放到电弧气分散泄压缓和室8内。其结果是，能够降低从隔室3、4、5的开口部9a、10a、11a释放的热气的峰值压力。另外，经由设置于排气导管9、10、11的侧部的网状部件9c、10c、11c，向排气导管9、10、11的水平方向也释放热气，所以分散了热气的释放方向而降低了热气的势头，并且促进了热气的扩散。

以上，对本发明的封闭式配电盘示出了具体例而详细地进行了说明，但本发明的封闭式配电盘不限于上述实施方式，而能够在不损失本发明的特征的范围内适当地变更设计。

例如，在本发明的封闭式配电盘中，压力缓和屏蔽槽、设置于挡板的网状部件以及排气导管等各自的结构独立地起到特定效果。因此，即使是独立地设置起到特定效果的各要素的方式，也能够部分性地得到本发明的封闭式配电盘的效果。

另外，在实施方式的说明中，例示了针对所有隔室的开口部(以及挡板)设置一个压力缓和屏蔽槽的方式，但也可以是在各个隔室的开口部(以及挡板)分别设置压力缓和屏蔽槽的方式。即，通过至少在一个隔室的开口部(以及挡板)设置压力缓和屏蔽槽，能够得到本发明的封闭式配电盘的效果。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种封闭式配电盘，具有：

隔室，通过将框体内划区而形成，收纳主电路零件；

电弧气分散泄压缓和室，经由形成于所述隔室的开口部与该隔室连通；以及

泄压挡板，设置于所述隔室的开口部，根据该隔室的压力变化而被打开，

所述封闭式配电盘的特征在于，

在所述泄压挡板设置将所述隔室和所述电弧气分散泄压缓和室连通的通气部，

在所述电弧气分散泄压缓和室内设置压力缓和屏蔽槽，所述压力缓和屏蔽槽将大于所述隔室的开口部的宽度以及纵深的屏蔽板作为底板，并具有与形成于所述电弧气分散泄压缓和室的开口部连接的开口，所述屏蔽板与所述隔室的开口部离开地设置于所述电弧气分散泄压缓和室内。

2.根据权利要求1所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述泄压挡板的通气部设置网状部件。

3.根据权利要求1或2所述的封闭式配电盘，其特征在于，

将连通所述隔室与所述电弧气分散泄压缓和室之间的排气导管从所述隔室延伸设置到所述电弧气分散泄压缓和室内，

在该排气导管的上端部设置所述泄压挡板。

4.根据权利要求3所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述排气导管的侧部形成连通该排气导管与所述电弧气分散泄压缓和室之间的侧面开口部，在该侧面开口部设置网状部件。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述压力缓和屏蔽槽的至少对置的一对侧部形成开口部。

6.根据权利要求5所述的封闭式配电盘，其特征在于，

形成于所述压力缓和屏蔽槽的侧部的开口部面积大于形成于所述电弧气分散泄压缓和室的内壁面与所述屏蔽板的周缘之间的间隙面积，

该间隙面积大于所述隔室的开口部面积。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述泄压挡板打开时以该泄压挡板所抵接的距离来设置所述屏蔽板。

8.根据权利要求3至7中的任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在将所述排气导管的上端至所述屏蔽板的离开距离设为L，将从与所述屏蔽板对置的排气导管的开口端部向该排气导管宽度方向或者纵深方向突出的该屏蔽板的侧端部的突出距离设为X，将所述排气导管的延伸设置长度设为H时，满足以下关系式：

L：X＝1：0.2～1：0.3

L：H＝1：1～1：2。

Claims (9)

1.一种封闭式配电盘，具有：

隔室，通过将框体内划区而形成，收纳主电路零件；

电弧气分散泄压缓和室，经由形成于所述隔室的开口部与该隔室连通；以及

泄压挡板，设置于所述隔室的开口部，根据该隔室的压力变化而被打开，

所述封闭式配电盘的特征在于，

在所述泄压挡板设置将所述隔室和所述电弧气分散泄压缓和室连通的通气部，

在所述电弧气分散泄压缓和室内，与所述隔室的开口部离开地设置比该隔室的开口部的宽度以及纵深大的屏蔽板。

2.根据权利要求1所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述电弧气分散泄压缓和室内设置压力缓和屏蔽槽，所述压力缓和屏蔽槽具有与形成于所述电弧气分散泄压缓和室的开口部连接的开口，并且将所述屏蔽板作为底板。

3.根据权利要求1或者2所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述泄压挡板的通气部设置网状部件。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

将连通所述隔室与所述电弧气分散泄压缓和室之间的排气导管从所述隔室延伸设置到所述电弧气分散泄压缓和室内，

在该排气导管的上端部设置所述泄压挡板。

5.根据权利要求4所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述排气导管的侧部形成连通该排气导管与所述电弧气分散泄压缓和室之间的侧面开口部，在该侧面开口部设置网状部件。

6.根据权利要求2所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述压力缓和屏蔽槽的至少对置的一对侧部形成开口部。

7.根据权利要求6所述的封闭式配电盘，其特征在于，

形成于所述压力缓和屏蔽槽的侧部的开口部面积大于形成于所述电弧气分散泄压缓和室的内壁面与所述屏蔽板的周缘之间的间隙面积，

该间隙面积大于所述隔室的开口部面积。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在所述泄压挡板打开时以该泄压挡板所抵接的距离来设置所述屏蔽板。

9.根据权利要求4至8中的任意一项所述的封闭式配电盘，其特征在于，

在将所述排气导管的上端至所述屏蔽板的离开距离设为L，将从与所述屏蔽板对置的排气导管的开口端部向该排气导管宽度方向或者纵深方向突出的该屏蔽板的侧端部的突出距离设为X，将所述排气导管的延伸设置长度设为H时，满足以下关系式：

L：X＝1：0.2～1：0.3

L：H＝1：1～1：2。