耐電弧開閉器的制造方法
【專利說明】耐電弧開閉器
[0001]發(fā)明背景
[0002]1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0003]公開的本發(fā)明涉及耐電弧配電設(shè)備。
[0004]2.相關(guān)領(lǐng)域的討論
[0005]用在開關(guān)柜(switchgear cabinet)中的斷路器往往以抽取式構(gòu)造構(gòu)建，該抽取式構(gòu)造允許通過移動(dòng)托架組件中的斷路器進(jìn)行斷路器插入或移除。抽取式斷路器具有連接位置，在該連接位置中群組(即，具有相對(duì)的片狀指狀物的疊層的連接器)接合開關(guān)柜中的母線的母線延伸部分。在包括一些類型的斷路器中的測(cè)試位置的斷開位置中，群組從母線延伸部分?jǐn)嚅_。當(dāng)斷路器處在斷開位置時(shí)，為了覆蓋母線延伸部分的接入部并阻止與母線延伸部分的意外接觸，在托架組件的背平面上使用開閉器(shutter)系統(tǒng)。一個(gè)開閉器系統(tǒng)包括同時(shí)保護(hù)所有斷路器的相位的滑動(dòng)板。在與本申請(qǐng)共同所有的2013年3月14日提交的題目為“Independent Shutter System for Rack-1n Breakers” 的共同待決的序號(hào)為PCT/US2013/031345的國(guó)際申請(qǐng)中教授的另一個(gè)開閉器系統(tǒng)包括帶有一對(duì)可移動(dòng)“手柄”的簾狀物，該手柄安裝成在簾狀物底座上滑動(dòng)，簾狀物底座進(jìn)而安裝成在安裝到背部模具的基座上滑動(dòng)。
[0006]斷路器也用在電動(dòng)機(jī)控制單元，其中電動(dòng)機(jī)控制單元可以插入或移出電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)的開關(guān)柜而不關(guān)閉機(jī)柜的所有電力。電動(dòng)機(jī)控制單元具有連接位置和斷開位置，在該連接位置中斷路器的內(nèi)孔連接器連接到相應(yīng)的母線，在斷開位置中內(nèi)孔連接器從母線斷開。當(dāng)電動(dòng)機(jī)控制單元處在斷開的位置時(shí)，為了覆蓋母線的接入部并阻止與母線的意外接觸，在對(duì)電動(dòng)機(jī)控制單元供電的所有電力相位上使用共同的開閉器系統(tǒng)。
[0007]抽取式斷路器和電動(dòng)機(jī)控制單元兩者可以共享與安裝的母線或母線延伸部分(即包含在開關(guān)柜中的輸電導(dǎo)體)進(jìn)行連接和斷開連接的要求。連接和斷開連接以及操控類似電路斷流器(斷路器)的控制裝置之間的連接區(qū)域中的強(qiáng)電流使得柜的這個(gè)區(qū)域?qū)﹄娀√貏e敏感。由于相位、中性觸點(diǎn)或接地觸點(diǎn)之間的電弧故障，電弧閃光是能量的快速釋放。生成的電弧閃光具有導(dǎo)致相當(dāng)大的損壞的潛力，包括對(duì)觸點(diǎn)的電弧引起的侵蝕以及對(duì)操作員的傷害。電弧閃光的溫度可以能夠使金屬蒸發(fā)并且可以用極大的力在所有方向上發(fā)送等離子體和熔融金屬的沖擊波。開關(guān)設(shè)備可能受到由于電弧閃光的劇增和來自沖擊波的熱量輻射的損害。重要的是，通過抑制電弧能量和改變電弧能量方向使其遠(yuǎn)離開關(guān)設(shè)備來最小化對(duì)設(shè)備和人造成傷害的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]耐電弧性屬于通過中斷能量和引導(dǎo)能量遠(yuǎn)離人和相鄰的設(shè)備來承受電弧閃光期間釋放的破壞性能量的能力。被動(dòng)的耐電弧性可以包括將電弧閃光能量和氣體從開關(guān)柜定向排出以及加強(qiáng)開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)以承受沖擊波。來自本申請(qǐng)的被動(dòng)的耐電弧性的實(shí)例以所謂的電弧塊技術(shù)為特征，其提供被動(dòng)地衰減和熄滅電弧事件的能力并且在與本申請(qǐng)共同所有的 2013 年 10 月 24 日公開的題目為 “Passive Arc Management System With FlueChamber”的序號(hào)為W02013/158723的共同待決的國(guó)際專利申請(qǐng)中進(jìn)行了描述，其中配電柜具有電弧衰減室，該電弧衰減室包圍抽出式斷路器的群組(即電力連接器)和母線延伸部分之間的電連接點(diǎn)。電弧衰減室通過將斷路器背部處的包圍群組的群組護(hù)罩滑入包圍母線延伸部分的稍大的相位屏障中使得群組護(hù)罩的前緣和相位屏障重疊并形成室而形成。電弧衰減室提供煙道通道，該煙道通道延長(zhǎng)電弧并且衰減電流和溫度直到電弧被熄滅。該機(jī)械裝置特別適合開關(guān)柜中的抽取式斷路器的連接。
[0009]在本發(fā)明的示例實(shí)施方案中，獨(dú)立可移動(dòng)的耐電弧開閉器組件配合在包圍在電路中斷裝置和母線或母線延伸部分之間的電連接點(diǎn)處的單個(gè)相位的電弧衰減室內(nèi)。連接點(diǎn)通常將被稱為抽取式斷路器的群組或電動(dòng)機(jī)控制單元的內(nèi)孔連接器。術(shù)語電路中斷裝置和斷路器在本文中可以可交換地使用并且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解為具有更廣義的含義。
[0010]當(dāng)裝置(S卩，斷路器)與母線或母線延伸部分?jǐn)嚅_時(shí)，開閉器組件對(duì)碎片、工具和操作者的手指提供物理屏障，拒絕接入到母線或母線延伸部分。開閉器的主體具有開口，母線或母線延伸部分通過該開口。
[0011]開閉器組件包括母線或母線延伸部分的自由端上的絕緣子帽(insulator cap)。開閉器組件包括由絕緣材料構(gòu)成、在電弧衰減室內(nèi)滑動(dòng)的獨(dú)立可移動(dòng)的開閉器。當(dāng)裝置被連接到母線或母線延伸部分時(shí)，開閉器是響應(yīng)于由電路中斷裝置的連接器組件的前緣施加的力而沿著母線或母線延伸部分遠(yuǎn)離絕緣子帽可滑動(dòng)的。
[0012]在一些實(shí)施方案中，如在抽取式斷路器中，連接器組件可以包括群組和其群組護(hù)罩。在另一個(gè)實(shí)施方案中，諸如在電動(dòng)機(jī)控制單元中，連接器組件可以包括內(nèi)孔連接器和其連接器防護(hù)器和/或其固定覆蓋物。在其它實(shí)施方案中，諸如在抽取式斷路器或電動(dòng)機(jī)控制單元中，連接器組件可以僅僅是連接器，諸如群組或內(nèi)孔連接器。當(dāng)電路中斷器裝置連接到來自母線或母線延伸部分的供電時(shí)，獨(dú)立可移動(dòng)的開閉器被設(shè)置為被連接器組件接觸和移動(dòng)。
[0013]當(dāng)裝置從母線或母線延伸部分?jǐn)嚅_時(shí)，可移動(dòng)開閉器響應(yīng)于通過彈簧偏置支撐件施加的力沿著母線或母線延伸部分向絕緣子帽滑動(dòng)。在斷開位置中，絕緣子帽緊密地配合在開閉器中的開口內(nèi)，從而對(duì)碎片、工具以及操作員的手指提供物理屏障，拒絕接入到母線或母線延伸部分。
[0014]開閉器是由絕緣材料構(gòu)成的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是能夠抵擋在電弧閃光期間釋放的破壞性的能量的簡(jiǎn)單且堅(jiān)固的設(shè)計(jì)。絕緣子帽可以是絕緣材料涂層或可以是配合在母線或母線延伸部分之上并且覆蓋其自由端的絕緣蓋子或護(hù)套的一部分。包括開閉器和絕緣子帽的開閉器組件配合在單個(gè)相位的電弧衰減室內(nèi)，并且因此是可靠的同時(shí)容易制造和使用。
【附圖說明】
[0015]圖1A是開關(guān)柜的抽取式斷路器、支撐托架、獨(dú)立可移動(dòng)的耐電弧開閉器的布置、相位屏障的布置以及背部模具的前右側(cè)透視分解視圖。
[0016]圖1B是來自圖1A中示出的抽取式斷路器的右側(cè)的后透視圖。
[0017]圖2是來自抽取式斷路器的支撐托架的右側(cè)的仰視透視剖視圖，示出在支撐托架中覆蓋母線延伸部分的接入部的獨(dú)立可移動(dòng)的耐電弧開閉器的示例性實(shí)施方案。斷路器被示出為其群組指狀物從母線延伸部分?jǐn)嚅_并且耐電弧開閉器覆蓋母線延伸部分的接入部以防止與母線延伸部分的意外接觸。
[0018]圖2A是圖2的耐電弧開閉器發(fā)明的詳細(xì)剖視圖，示出了斷開位置中的群組指狀物和母線延伸部分的一個(gè)相位，示出了覆蓋母線延伸部分的自由端的絕緣子帽。附圖示出了開閉器中的開口，在連接位置中母線延伸部分通過該開口。為了簡(jiǎn)化附圖，只示出一個(gè)群組。
[0019]圖3是來自圖1A的抽取式斷路器的支撐托架的右側(cè)的仰視透視剖視圖，示出了斷路器的群組指狀物連接到母線延伸部分并且耐電弧開閉器沿著母線延伸部分向后滑動(dòng)以允許電觸點(diǎn)的接入。
[0020]圖3A是圖3的耐電弧開閉器發(fā)明的詳細(xì)剖視圖，示出了連接位置中的群組指狀物和母線延伸部分的一個(gè)相位，示出了耐電弧開閉器沿著母線延伸部分向后滑動(dòng)以允許電觸點(diǎn)的接入。為了簡(jiǎn)化附圖，只示出一個(gè)群組。
[0021]圖4A是來自獨(dú)立可移動(dòng)的耐電弧開閉器的示例性實(shí)施方案的右側(cè)的前透視剖視圖。附圖示出了開閉器中的開口的細(xì)節(jié)，母線延伸部分通過該開口。
[0022]圖4B是來自圖4A中示出的耐電弧開閉器的右側(cè)的后透視剖視圖。附圖示出了開閉器中的母線延伸部分經(jīng)過的開口的細(xì)節(jié)、開閉器的增強(qiáng)耐電弧性的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)以及當(dāng)斷路器移動(dòng)到斷開位置時(shí)使開閉器沿著母線延伸部分向前移動(dòng)的彈簧偏置支撐件的細(xì)
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[0023]圖5是來自電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)機(jī)柜的右側(cè)的前透視圖，電動(dòng)機(jī)控制單元已插入到該電動(dòng)機(jī)控制中心機(jī)柜中以用于通過示出了與機(jī)柜的背部排成一行的相位屏障連接到豎直母線。
[0024]圖5Α是來自連接位置中的電動(dòng)機(jī)控制單元的左側(cè)的前透視圖，電動(dòng)機(jī)控制單元通過安裝在電動(dòng)機(jī)控制中心機(jī)柜(未示出)中的后部總線框架中的相位屏障連接到豎直母線。
[0025]圖6是來自安裝在電動(dòng)機(jī)控制中心機(jī)柜(未示出)中的后部總線框架中的相位屏障的頂部右側(cè)的前透視圖。
[0026]圖7是相位屏障的前部區(qū)段、耐電弧開閉器以及相位屏障的后部區(qū)段的頂部右側(cè)的前透視分解視圖。
[0027]圖8Α是來自電動(dòng)機(jī)控制單元的右側(cè)的頂部后透視圖，示出了連接器防護(hù)器包圍內(nèi)孔連接器、在位置中突出以當(dāng)在連接位置時(shí)在開閉器上施加力從而將開閉器沿著母線遠(yuǎn)離絕緣子帽滑動(dòng)。
[0028]圖8Β是來自電動(dòng)機(jī)控制單元的右側(cè)的頂部后透視圖，示出了固定覆蓋物包圍連接器防護(hù)器，固定覆蓋物在位置中突出以在連接位置時(shí)在開閉器上施加力從而將開閉器沿著母線遠(yuǎn)離絕緣子帽滑動(dòng)。
[0029]圖8C是來自電動(dòng)機(jī)控制單元的右側(cè)的頂部后透視圖，示出了內(nèi)孔連接器在位置中突出以當(dāng)在連接位置時(shí)在開閉器上施加力從而將開閉器沿著母線遠(yuǎn)離絕緣子帽滑動(dòng)。
[0030]圖9Α是電動(dòng)機(jī)控制單元的俯視圖，其中內(nèi)孔連接器從母線斷開。在斷開位置中，絕緣子帽緊密地配合在開閉器中的開口內(nèi)以拒絕接入母線。
[0031]圖9Α’是圖9Α的電動(dòng)機(jī)控制單元的俯視圖，示出了包圍內(nèi)孔連接器的連接器防護(hù)器的前緣，當(dāng)在連接位置時(shí)，該連接器防護(hù)器的前緣在開閉器上施加力以將開閉器沿著母線遠(yuǎn)離絕緣子帽滑動(dòng)。
[0032]圖9B是電動(dòng)機(jī)控制單元的俯視圖，示出了包圍連接器防護(hù)器和內(nèi)孔連接器