一种抑弧装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抑弧装置，包括密封容器和填充物，所述填充物装在所述密封容器的内部，所述填充物为降温物质和/或绝缘物质，所述密封容器为绝缘体。本发明专利技术提供的抑弧装置在开关柜内某处温度达到期望值时释放填充物，该填充物吸热使柜内环境温度快速下降，和/或提高开关柜内的介质绝缘强度，避免开关柜内继续产生电弧，适用于各种超高压、高压、低压开关柜或其他需要故障灭弧的设备。他需要故障灭弧的设备。他需要故障灭弧的设备。

【技术实现步骤摘要】
一种抑弧装置


[0001]本专利技术涉及一种开关柜保护装置，具体涉及一种抑弧装置。

技术介绍

[0002]电流通过气体时伴随着强烈的发热过程，以致电流通道中的中性气体分子全被电离而形成等离子体，此时气体成为导体，电子从中穿过从而产生电弧。电弧产生的条件如下：一、在电压作用下形成很高的电场强度，电场超出气体的绝缘强度时，气体被击穿形成放电。二、气体中自由电子的热游离，高温使周围气体产生电离，并使电流以电弧的形式保存通过。
[0003]在开关柜的应用过程中，内部电弧故障是比较常见的问题。因此在开关柜的应用当中，需要提高对电弧故障的保护，从而保证开关柜的应用安全。
[0004]目前，现有技术主要包括气密密封的箱体(如环网柜)、断路器和空气柜防弧。气密密封的箱体内始终充满六氟化硫气体，该气体的绝缘强度/介电强度高于空气，与空气相比，可以削弱电离过程，提供更强的灭弧能力，其缺点是需通过焊接工艺将整个箱体密封，成本高，生产工艺复杂。断路器是在短路故障时，断路器通过短路反馈信号自动分闸断开回路，其缺点是反应时间长，无法在电弧能量达到高峰前断开回路。空气柜的箱体不密封，绝缘介质为空气，空气柜防弧措施主要有两个：柜体结构加强，防止柜体被炸坏；增加灭弧室，将电弧能量引导至灭弧室以保护开关柜本体；在电弧能量已经损坏开关柜本身后防止产生更大范围的人身或财产损失，其缺点是成本高，无法阻止开关柜本体损坏。
[0005]因此，研究开发新型的抑弧装置用于保护开关柜就显得非常必要，这正是本专利技术得以完成的动力和出发点所在。在开关柜的内部，若有装置起到降温和/或提高介质绝缘强度的作用，会大大减少电弧的产生，减轻电弧带来的危害。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的上述技术问题，本专利技术人在进行了仔细分析和研究之后，提供了一种抑弧装置，在开关柜内某处温度达到期望值时释放填充物，填充物吸热使开关柜内部环境温度快速下降，和/或提高开关柜内的介质绝缘强度，避免开关柜内继续产生电弧，适用于各种超高压、高压、低压开关柜或其他需要故障灭弧的设备。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现，一种抑弧装置，包括密封容器和填充物，所述填充物装在所述密封容器的内部，所述填充物为降温物质和/或绝缘物质，所述密封容器为绝缘体。
[0008]作为上述技术方案的优选方案：所述密封容器的壁上设置有局部较薄弱的结构，例如槽或盲孔。
[0009]作为上述技术方案的优选方案：所述密封容器也可以局部或全部由薄膜围成。
[0010]作为上述技术方案的优选方案：所述填充物为液体、固体或气体，进一步优选的，所述气体为氮气或二氧化碳，所述固体为碳酸氢钙或碳酸氢钠。
[0011]在本专利技术中，密封容器的主要功能在于密封内部的填充物，在需要的时候破裂，其设计需要考虑期望其破裂时相对于日常情况下的内外条件的变化。如果外界温度相对于日常情况增加了，比如两倍、三倍甚至更多倍，比如室温25℃变化到150℃甚至200℃，如果期望密封容器在150℃破裂，那么就考虑在这个条件下，密封容器的破坏强度的内压需要多少，再折算到日常的情况，同时考虑内部填充物的物理变化和化学反应所产生的气体的影响，预先充入气体，获得相应的内部气压；当然，如果平时工作是在更低的温度，在室温或高温下破裂。
[0012]密封容器大小和外形可以根据实际情况的需要设计、调整，可以是单个的，也可以是组合的，也包括各式阵列排布，通过法兰连成整体，组成的外形可以是规则的方形或圆形，也可以是不规则的几何形状，以适应外部环境的需要。
[0013]单个密封容器大小不限定，考虑到整个装置反应的灵敏性，在同样的内压下，可以采用较小的尺寸，这样，密封容器可以在吸收更少的热量的情况下内压增加更快，也会更快破裂，这也是可以设计成单个较小容积的密封容器组成阵列形式的原因。
[0014]单个密封容器的外形是由曲面、平面或它们组合的表面围成的封闭体，包括但不限于球形、饼形或多面体，例如金字塔或钻石似的四面体、五面体、六面体，甚至更多面体；另外，选择棱角的外形，在施加同样的内部压强的情况下，由于应力集中可以使局部获得更大的压力，使密封容器在该处破裂。为使各单个密封容器可以互相连接，可以在外部设计一个法兰并分隔各个单元，法兰的外形可以与单个密封容器相似或不同，相对于每个单个密封容器的垂直位置根据实际情况调整，不一定是在中点的位置。
[0015]密封容器的壁可以是整体连续的，即壁厚均匀，也可以在局部有变薄的地方，造成局部的弱点或应力集中，以利于控制破裂的强度和方向。变薄的地方，可以是一个或数个槽或凹槽，向壁内凹，或者盲孔、凹坑的设计。
[0016]密封容器的材料不限，视实际情况需要，可以但不限于是高分子(塑料或树脂)，也可以是其他纸料、木料、石料、金属或非金属材料等等。选择材料的标准之一是其破坏强度。它是决定期望密封容器在什么温度下破坏、什么压力下破坏的重要因素之一。例如，聚丙烯塑料常温下拉伸强度约为30MPa，温度在150℃时会显著下降，拉伸强度降至约十分之一甚至更低。如果仅仅考虑这一个指标选择这种聚丙烯材料做密封容器，期望在160℃破坏。根据理想气体定律倒推，可以在常温下充入一定的气压(>2.1MPa)，此时未超出其材料的强度，能保证密封容器完好，而在温度升高至160℃、内部的压力会增加到>3MPa，超过此时的密封容器材料的强度，密封容器会自动破裂。
[0017]在实际设计时，密封容器的结构因素，材料的剪切强度、密封容器的应力分布等指标也会同时考虑。
[0018]在本专利技术中，填充物包括降温液、阻燃剂等等，视具体的用途需要，如果外部需要降温，可以充入吸热的物质，如果需要灭火，可以充入阻燃、隔绝空气(氧气)的物质，如果需要提高空气绝缘强度/介电强度，可以充入高绝缘强度/介电强度的物质，例如充入氮气或液氮，或者也可以放入干冰，干冰在常温下很快气化，二者都能使密封容器产生高压，在密封容器破裂后快速释放，可以提高空气绝缘强度/介电强度，也能降低空气中氧气比例，起到降温、灭火的目的。
[0019]填充物的物质形态可以是液体、固体或气体。在温度变化时，可以因为相变或化学
变化产生更多的气体，也有辅助增加内压的作用。例如，放入碳酸氢钙或碳酸氢钠等，这类物质在温度升高时会迅速吸热并分解，产生二氧化碳气体。
[0020]填充物在密封容器内的体积占比视实际情况而定，可以从10％～90％甚至更广的范围，而气体的体积占比相应地是90％～10％，气体越多，内压受温度影响越大，对温度变化的反应也就越灵敏。
[0021]本专利技术的关键点包括但不限于以下几个方面：
[0022]一、填充物的选择；
[0023]二、密封容器的承压特性，既能在设备常规运行时的环境温度下保持稳定，又能在故障状态温度上升到阈值时破裂从而释放填充物；
[0024]三、密封容器的壁上槽或盲孔的分布和尺寸设计，以造成局部的应力集中状态，在达到一定条件时可以爆开，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑弧装置，其特征在于，包括密封容器和填充物，所述填充物装在所述密封容器的内部，所述填充物为降温物质和/或绝缘物质，所述密封容器为绝缘体。2.如权利要求1所述的一种抑弧装置，其特征在于，所述密封容器的壁上设置有槽。3.如权利要求1所述的一种抑弧装置，其特征在于，所述密封容器的壁上设置有盲孔。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞贵斌，游绣华，杨艳红，
申请(专利权)人：游绣华杨艳红，
类型：发明
国别省市：