CN113904238A - 一种开关柜顶部压力释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜顶部压力释放装置，属于开关柜技术领域。它包括基础框架、熄弧减压结构、外围挡板及顶部封板；所述基础框架包括固定于开关柜顶部的框架，以及竖直固定在框架内的隔板；所述熄弧减压结构包括Z形熄弧板、弓形熄弧板、槽形熄弧板、L形熄弧板；所述外围挡板围绕在熄弧减压结构周围并固定在框架上，顶部封板固定在熄弧减压结构顶部。当开关柜内部产生燃弧后，燃弧将依次经过由弓形熄弧板、槽形熄弧板、Z形熄弧板、L形熄弧板构成的熄弧通道，进行多重熄弧减压作用，使得电弧弱化更加彻底；本装置结构简单，安装方便，最终经过多重熄弧的剩余气体将被引导向上扩散，防止对开关柜侧面产生冲击，保证了附近人员的安全。

Description

一种开关柜顶部压力释放装置

技术领域

本发明涉及一种开关柜顶部压力释放装置，属于开关柜技术领域。

背景技术

开关柜是一种常见的电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。

开关柜广泛应用于城市供电及工矿企业的配电系统中。开关柜工作时由于各种意外原因，会导致开关柜内部存在短路故障的风险。故障发生时，产生的燃弧温度高、能量大，燃弧本身是质量极轻的等离子气体，在电动力和热气的作用下燃弧会在柜内高速移动并膨胀，造成故障范围迅速扩大。开关柜内部瞬间压力及温度迅速升高，通常柜内隔室的顶板会被冲开，开关柜前后封板或门板也存在被冲开的风险。高能高热的气体冲出柜外后，会造成设备附近的人员严重灼伤，甚至危及生命安全，也有造成相邻电气设备损坏的风险。而开关柜顶部安装燃弧通道可以避免上述风险，但是燃弧通道一般安装体积较大，安装繁琐，造价较高，且需要固定的排烟排气空间。

因此，为了防止因开关柜内部燃弧而产生爆炸的危险，设计一种开关柜顶部压力释放装置，它是在开关柜顶部安装压力释放装置，能有效而又迅速的分解和排除燃弧膨胀压力，保障设备附近人员安全，顶部压力释放装置具有安装简便，体积较小，安全可靠性高，成本较低等优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种开关柜顶部压力释放装置，它解决了目前的开关柜上没有结构简单、安装方便的压力释放装置的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种开关柜顶部压力释放装置，它包括基础框架、熄弧减压结构、外围挡板及顶部封板；

所述基础框架包括固定于开关柜顶部的框架，以及竖直固定在框架内的隔板，隔板将框架分隔成多个独立的熄弧减压区域；

所述熄弧减压结构包括Z形熄弧板、弓形熄弧板、槽形熄弧板、L形熄弧板，其中，弓形熄弧板上均匀开设有若干一次熄弧孔，槽形熄弧板上均匀开设有若干二次熄弧孔，Z形熄弧板侧面均匀开设有若干三次熄弧孔；

两块对称设置的Z形熄弧板底部固定在框架两侧，两块Z形熄弧板之间连接有多块弓形熄弧板，隔板从弓形熄弧板之间的缝隙中向上伸出与顶部封板固定，隔板将弓形熄弧板分隔在各个独立的熄弧减压区域内，Z形熄弧板侧面的三次熄弧孔位于弓形熄弧板上方，Z形熄弧板内侧固定有将三次熄弧孔封闭在内的槽形熄弧板，Z形熄弧板外侧固定有L形熄弧板；

所述外围挡板围绕在熄弧减压结构周围并固定在框架上，顶部封板固定在熄弧减压结构顶部，顶部封板的其中两相对侧板封住Z形熄弧板两个端面以及端面与框架之间的缝隙，顶部封板另外两相对侧板阻挡在三次熄弧孔外侧且下方留有排气口，L形熄弧板将排气口封闭，L形熄弧板采用网板，顶部封板侧面和外围挡板之间留有朝上开口的排气通道。

作为优选实例，所述框架的边框内侧设有加强板。

作为优选实例，所述Z形熄弧板是由顶部横板、中部侧板、底部横板三者弯折形成的Z形结构，底部横板位于中部侧板外侧并固定在框架上，中部侧板的上半部均匀开设有竖向条形的三次熄弧孔，顶部横板位于中部侧板内侧，顶部横板下方固定有将三次熄弧孔封闭在内的槽形熄弧板，顶部横板上方与顶部封板固定，槽形熄弧板侧面也均匀开设有横向条形的二次熄弧孔。

作为优选实例，所述弓形熄弧板采用截面呈现弓形的弧形板或弯折板，弧形板或弯折板上均匀开设有条形的一次熄弧孔。

作为优选实例，所述顶部封板由顶板、对侧设置的两块固定侧板、对侧设置的两块排气侧板构成，其中，固定侧板底部设有向外的折边，固定侧板固定在一对Z形熄弧板的端面上，折边固定在框架上，固定侧板将Z形熄弧板两个端面以及端面与框架之间的缝隙封闭，排气侧板底部设有排气口，顶板与隔板顶部固定，隔板将框架和顶部封板内部分隔成多个独立的熄弧减压区域。

作为优选实例，所述顶部封板顶部四角固定有四个设有吊孔的起吊板。

本发明的有益效果是：

(1)开关柜内部设置有手车室、母线室、电缆室等区域，通过隔板在本装置内部分隔出与手车室、母线室、电缆室等区域对应的熄弧减压区域，各熄弧减压区域之间相互独立，使得本装置能够针对不同区域提供互不影响的熄弧减压效果；

(2)当开关柜内部产生燃弧后，燃弧将依次经过由弓形熄弧板、槽形熄弧板、Z形熄弧板、L形熄弧板构成的紧凑且高效的熄弧通道，进行多重熄弧减压作用，使得电弧弱化更加彻底；

(3)本装置结构简单，安装方便，最终经过多重熄弧的剩余气体将被引导向上扩散，防止对开关柜侧面产生冲击，保证了附近人员的安全。

附图说明

图1为本发明的拆解结构示意图；

图2为本发明的外观结构示意图；

图3为基础框架结构示意图；

图4为熄弧减压结构与外围挡板及顶部封板的安装结构示意图；

图5为顶部封板和L形熄弧板的结构示意图；

图6为弓形熄弧板的局部结构示意图；

图7为电弧经过一次熄弧孔和二次熄弧孔的结构示意图；

图8为本发明的熄弧路径示意图。

图中：基础框架1，熄弧减压结构2，外围挡板3，顶部封板4，框架101，隔板102，加强板103，Z形熄弧板201，顶部横板2011、中部侧板2012、底部横板2013，弓形熄弧板202，槽形熄弧板203，L形熄弧板204，一次熄弧孔205，二次熄弧孔206，三次熄弧孔207，顶板401，固定侧板402，排气侧板403，折边404，排气口405，排气通道406，起吊板407。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1-图8所示，一种开关柜顶部压力释放装置，它包括基础框架1、熄弧减压结构2、外围挡板3及顶部封板4。

基础框架1包括固定于开关柜顶部的框架101，框架101与开关柜顶部形状相匹配并采用螺接方式紧密固定，以及竖直固定在框架101内的隔板102，隔板102将框架101分隔成多个独立的熄弧减压区域；框架101的边框内侧设有加强板103。

熄弧减压结构2包括Z形熄弧板201、弓形熄弧板202、槽形熄弧板203、L形熄弧板204，其中，弓形熄弧板202上均匀开设有若干一次熄弧孔205，槽形熄弧板203上均匀开设有若干二次熄弧孔206，Z形熄弧板201侧面均匀开设有若干三次熄弧孔207；一次熄弧孔205、二次熄弧孔206、三次熄弧孔207均采用条形的长圆孔，其中，二次熄弧孔206、三次熄弧孔207垂直相交设置或者左右平移交错设置。L形熄弧板204采用具有IP4X的网板结构。

两块对称设置的Z形熄弧板201底部固定在框架101两侧，两块Z形熄弧板201之间连接有多块弓形熄弧板202，弓形熄弧板202截面为弓形，中轴线位置向上拱起，弓形熄弧板202两端通过螺接固定在Z形熄弧板201内侧，隔板102从弓形熄弧板202之间的缝隙中向上伸出与顶部封板4固定，隔板102将弓形熄弧板202分隔在各个独立的熄弧减压区域内，Z形熄弧板201侧面的三次熄弧孔207位于弓形熄弧板202上方，Z形熄弧板201内侧固定有将三次熄弧孔207封闭在内的槽形熄弧板203，Z形熄弧板201外侧固定有L形熄弧板204；弓形熄弧板202采用截面呈现弓形的弧形板或弯折板，弧形板或弯折板上均匀开设有条形的一次熄弧孔205。

外围挡板3围绕在熄弧减压结构2周围并固定在框架101上，顶部封板4固定在熄弧减压结构2顶部，顶部封板4的其中两相对侧板封住Z形熄弧板201两个端面以及端面与框架101之间的缝隙，顶部封板4另外两相对侧板阻挡在三次熄弧孔207外侧且下方留有排气口405，L形熄弧板204将排气口405封闭，L形熄弧板204采用网板，顶部封板4侧面和外围挡板3之间留有朝上开口的排气通道406。

工作原理：

当短路故障发生时，开关柜内部产生燃弧，开关柜内部瞬间压力及温度迅速升高，柜内高温、高压的气体及粒子向上冲出进入本装置内部。

当高温、高压的气体及粒子到达本熄弧减压装置时：

(1)首先，弓形熄弧板202对电弧产生阻挡、减弱、冷却的作用，特别弓形熄弧板202的曲面外形及板上密布的一次熄弧孔205有分解电弧的功能；

(2)然后，高温、高压的气体及粒子经过弓形熄弧板202后，经过隔板102和顶部封板4构成的各区域独立导流设计，电弧将侧向通过槽形熄弧板203，槽形熄弧板203上密布横向二次熄弧孔206，对于电弧产生的高温、高压的气体及粒子也有阻挡、分散、减弱的作用；

(3)接着，经过槽形熄弧板203二次熄弧孔206的作用后，燃弧产生的能量已经弱化，其剩余的高温、高压的气体及粒子经过导流通道来到Z形熄弧板201的三次熄弧孔207位置，Z形熄弧板201上密布竖向三次熄弧孔207，进一步对于电弧产生的高温、高压的气体及粒子进行分割及阻挡作用；

(4)最后，电弧压力已弱化，能量已经快速降低，剩余的高温、高压的气体及粒子从顶部封板4两侧的排气口405到达L形熄弧板204位置，L形熄弧板204为具有IP4X的网板结构，将阻挡较大的粒子冲出柜外，同时燃弧产生的能量进一步减弱，剩余的气体及微小粒子将排出柜外，此时外围挡板3将引导剩余的气体向上扩散，保证了附近人员的安全。

实施例2

如图7、图8所示，Z形熄弧板201是由顶部横板2011、中部侧板2012、底部横板2013三者弯折形成的Z形结构，底部横板2013位于中部侧板2012外侧并固定在框架101上，中部侧板2012的上半部均匀开设有竖向条形的三次熄弧孔207，顶部横板2011位于中部侧板2012内侧，顶部横板2011下方固定有将三次熄弧孔207封闭在内的槽形熄弧板203，顶部横板2011上方与顶部封板4固定，槽形熄弧板203侧面也均匀开设有横向条形的二次熄弧孔206。其他结构与实施例1相同。

Z形熄弧板201能够用于安装弓形熄弧板202、槽形熄弧板203、L形熄弧板204，组装方便，Z形熄弧板201顶部与顶部封板4固定，起到支撑作用，进一步提高整体抗冲击强度。

实施例3

如图5所示，顶部封板4由顶板401、对侧设置的两块固定侧板402、对侧设置的两块排气侧板403构成，其中，固定侧板402底部设有向外的折边404，固定侧板402固定在一对Z形熄弧板201的端面上，折边404固定在框架101上，固定侧板402将Z形熄弧板201两个端面以及端面与框架101之间的缝隙封闭，排气侧板403底部设有排气口405，顶板401与隔板102顶部固定，隔板102将框架101和顶部封板4内部分隔成多个独立的熄弧减压区域。其他结构与实施例1相同。

顶部封板4通过两块固定侧板402将Z形熄弧板201两端密封，通过排气侧板403预留的排气口405将剩余气体导出，形成了迷宫式的引流通道，经过3次熄弧后，再由L形熄弧板204的网板结构排出，经过顶部封板4侧面和外围挡板3之间留有朝上开口的排气通道406向上排气，更加安全。

实施例4

如图5所示，顶部封板4顶部四角固定有四个设有吊孔的起吊板407。其他结构与实施例1相同。

起吊板407能够方便开关柜的吊运操作。

综合以上实施例，它具有以下优点：

(1)开关柜内部设置有手车室、母线室、电缆室等区域，通过隔板102在本装置内部分隔出与手车室、母线室、电缆室等区域对应的熄弧减压区域，各熄弧减压区域之间相互独立，使得本装置能够针对不同区域提供互不影响的熄弧减压效果；

(2)当开关柜内部产生燃弧后，燃弧将依次经过由弓形熄弧板202、槽形熄弧板203、Z形熄弧板201、L形熄弧板204构成的紧凑且高效的熄弧通道，进行多重熄弧减压作用，使得电弧弱化更加彻底；

(3)本装置结构简单，安装方便，最终经过多重熄弧的剩余气体将被引导向上扩散，防止对开关柜侧面产生冲击，保证了附近人员的安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要技术特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，它包括基础框架、熄弧减压结构、外围挡板及顶部封板；

所述基础框架包括固定于开关柜顶部的框架，以及竖直固定在框架内的隔板，隔板将框架分隔成多个独立的熄弧减压区域；

所述熄弧减压结构包括Z形熄弧板、弓形熄弧板、槽形熄弧板、L形熄弧板，其中，弓形熄弧板上均匀开设有若干一次熄弧孔，槽形熄弧板上均匀开设有若干二次熄弧孔，Z形熄弧板侧面均匀开设有若干三次熄弧孔；

两块对称设置的Z形熄弧板底部固定在框架两侧，两块Z形熄弧板之间连接有多块弓形熄弧板，隔板从弓形熄弧板之间的缝隙中向上伸出与顶部封板固定，隔板将弓形熄弧板分隔在各个独立的熄弧减压区域内，Z形熄弧板侧面的三次熄弧孔位于弓形熄弧板上方，Z形熄弧板内侧固定有将三次熄弧孔封闭在内的槽形熄弧板，Z形熄弧板外侧固定有L形熄弧板；

所述外围挡板围绕在熄弧减压结构周围并固定在框架上，顶部封板固定在熄弧减压结构顶部，顶部封板的其中两相对侧板封住Z形熄弧板两个端面以及端面与框架之间的缝隙，顶部封板另外两相对侧板阻挡在三次熄弧孔外侧且下方留有排气口，L形熄弧板将排气口封闭，L形熄弧板采用网板，顶部封板侧面和外围挡板之间留有朝上开口的排气通道。

2.根据权利要求1所述一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，所述框架的边框内侧设有加强板。

3.根据权利要求1所述一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，所述Z形熄弧板是由顶部横板、中部侧板、底部横板三者弯折形成的Z形结构，底部横板位于中部侧板外侧并固定在框架上，中部侧板的上半部均匀开设有竖向条形的三次熄弧孔，顶部横板位于中部侧板内侧，顶部横板下方固定有将三次熄弧孔封闭在内的槽形熄弧板，顶部横板上方与顶部封板固定，槽形熄弧板侧面也均匀开设有横向条形的二次熄弧孔。

4.根据权利要求1所述一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，所述弓形熄弧板采用截面呈现弓形的弧形板或弯折板，弧形板或弯折板上均匀开设有条形的一次熄弧孔。

5.根据权利要求1所述一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，所述顶部封板由顶板、对侧设置的两块固定侧板、对侧设置的两块排气侧板构成，其中，固定侧板底部设有向外的折边，固定侧板固定在一对Z形熄弧板的端面上，折边固定在框架上，固定侧板将Z形熄弧板两个端面以及端面与框架之间的缝隙封闭，排气侧板底部设有排气口，顶板与隔板顶部固定，隔板将框架和顶部封板内部分隔成多个独立的熄弧减压区域。

6.根据权利要求1所述一种开关柜顶部压力释放装置，其特征在于，所述顶部封板顶部四角固定有四个设有吊孔的起吊板。

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