电气设备制造技术

一种电气设备容器（１２）设置在外测上开口的冷却外壳（１８）上。出口小孔（２２）使容器（１２）与冷却外壳（１８）连通。该小孔由隔膜或止回阀（２４）封闭。格栅（３０）将冷却外壳分隔成上部容积（２６）和下部容积（２８）。格栅（３０）支撑一层固体粒状物料（３２），其上表面（３４）保持自由。所述物料优选是多孔的并且也包含粉尘。在内部电弧的情况下，从所述容器溢出的冲击波通过所述固体物料层（３２）的表面变形（３４）被缓冲。经过所述开口射出的炽热微粒被所述固体物料层阻止。热气体当它们流过所述物料时被冷却，使粉尘尘雾帮助阻止任何后燃。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括一外壳的电气设备，其中设置有导体以及可能地电气装置例如电流切断、测量、开关或电转换装置。特别是而非排他地，本专利技术涉及一种具有气体绝缘的高压电气设备。在全文中，术语“高压”将被理解为其宽泛的含义，也包括在某些国家被认为是“中压”的范围。
技术介绍
高压电气设备会产生能够导致短路的故障，引起非常高能量的电弧。当电气设备包括一个外壳时，我们以内部电弧表示该不可控电弧。内部电弧引起处于高压下的热气流动，有时是易燃的或燃烧的，压力波先于或伴随所述热气流动。因此必须采取措施以便一方面防止电弧导致外壳爆炸和设备及其周围环境的破坏，并且另一方面防止热的或燃烧的气体太剧烈溢出所述外壳。这些对设备和人员的保护是非常难以实现的并非常昂贵，因为涉及的能量相当大。在文献DE3,424,363中，建议使由内部电弧产生的热气体流动穿过一过滤器，过滤器被设计用来冷却由内部电弧放出的气体。所述过滤器的首要功能是冷却从隔室溢出的气体。因此过滤器填充有具有大的热交换表面和高热容的物料。在想见到的物料中，提及了小厚度的波形金属板、金属渣或碎矿石。这些物料具有厚重或大过滤器质量的缺陷。过滤器封闭在设有入口孔和出口孔的抗压外壳中。这种配置具有不允许充分吸收冲击波的缺点。当气体流过时，该过滤器容易被损坏并且不再实现其功能。而且，冲击波轻微衰减并且自身呈现出对环境的直接危害。为解决冲击波的该特定问题，在文献DE19,520,698中已经有建议使从高压电气隔室溢出的气体经一个弯管中的排气阀流到冷却过滤器。所述弯管执行冲击波的反射，其被认为使所述波分散，其能使过滤器中的物料量减小。这种配置引起尺寸的某些问题。此外，执行冲击波反射的弯管壁必须足够地刚性以便不被冲击波损坏，因此价格高。在弯管中的波反射更加难以控制并且它们对气流的影响可能起反作用。此外已经知道，如由文献DE 5630,905在另一段落中揭露的，当爆炸发生时使一团矿尘扩散是有益的，以防止火焰蔓延。实际上在该文献中已经建议将工作在爆炸性环境中例如矿井中的电气设备封罩于填充有粉尘的外壳中。在设备爆炸的情况下，粉尘以尘团的形式散布并阻止火花蔓延。然而，这种配置遇到了使粉尘长期保持不结块形态的技术难题。而且，其不能使爆炸的冲击波中断。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是克服技术现状中的缺陷以便提供一种电气设备，借助一种装置使所述电气设备受到保护免于内部电弧的影响，所述装置便宜、不笨重、相当轻并很有效，用以吸收由内部电弧放射的冲击波并防止热或甚至燃烧气体的扩散，或者在距装置某一距离处的气体的后燃烧或自燃现象。为此，本专利技术的目的是提供一种电气设备，包括具有气体绝缘的功能装置的容器外壳，从所述容器外壳内部通向外部的出口通道，用于排除由容器外壳中内部电弧造成的气流，非可燃性固体粒状物料的多孔层，设置在出口通道上使得气流经由其通过，所述层以这样一种方式组成和设置，使得当气流穿过多孔层时产生非可燃性固体粉尘的尘雾。细小非易燃性气体携带微粒于所述气体中的存在改善了混合物的成份、其热容和其动力学。总体上其防止所述层下游气体的自燃烧。优选地，固体颗粒物料是不结块的以允许颗粒间的运动。而且，固体粒状物料呈易碎性是有利的。当伴随内部电弧的冲击波到达所述层时，颗粒互相摩擦并碎裂。这些机械运动和转换吸收冲击波的能量。当然，碎裂产生粉尘有助于雾团的形成。物料的易碎性能借助改进的微Deval(micro-Deval)型测试进行测定。微Deval型测试通常目的在于确定承受公路交通作用的表征粒状形式的石头的能力的耐磨性，尤其是干时微粒互相之间的摩擦导致的磨损。未来改进的测试，M＝500克的预先洗过并干燥的物料被准备，由具有10至14mm之间直径的颗粒构成。所述样品连同具有10mm直径的2kg不锈钢球一起被放置在一个装备有内橡胶衬并由密封盖封闭的不锈钢滚筒中。封闭的滚筒在30分钟内绕其水平设置的轴线旋转3000次，所述物料通过1.6mm的测试筛筛分。然后称量筛出物的重量M1。易碎性特征参数MD由表达式MD＝100(M-M1)/M获得，其确定通过摩擦形成的细粒百分比。采用该指标，如果系数MD大于10，则认为物料是足够易碎性的。为举例的目的，通过对不同物料测试获得的结果在下表中表明 多孔物料呈现出具有非常低表观密度并结合有高热容的优点。而且，这些物料具有大的表面粗糙度，当冲击波传播而所述颗粒被搅动时，所述粗糙度通过摩擦提高能量的耗散。结合了多孔性和易碎性的物料将被优先选择。在提供有益结果的物料中，以下的是值得关注的浮石、火山灰渣(pozzolana)和Siporex。粒状物料层优选包含非易燃性固体粉尘，以散布的方式处于固体粒状物料中，以形成所述尘雾团。这种设置避免在数年以后可能发生的粉尘结块危险，例如存在潮湿或振动。实际上这种结块将非常有害粉尘的尘雾将不能再形成并且结块的粉尘甚至会形成阻碍气体前进的堵塞物，引起设备爆炸。当然，分散在所述物料中的粉尘的存在与选择易碎性物料不矛盾，完全相反。根据一个实施方案，气体排除通道由一密封装置封闭，当所述密封装置受到超过预定阈值的压差时自动开启。此容器外壳于是是一密封外壳。所述气体可以是一种具有比空气更大的绝缘强度的气体，例如六氟化硫。有利地，所述层设置在密封装置的下游。气体排除通道从所述密封装置向所述层扩展开，形成气体膨胀容积。气体排除通道呈现一处于密封装置层面的开口截面，所述层具有一面向密封装置设置的敞放外表面，所述敞放外表面具有比开口截面面积大三倍的面积。在如此限定的几何条件下，气体以镖状物的形式在密封装置的层面上射出。所述物料层的功效使其能够被布设在所述镖状物中。位于密封装置和粒状物料层之间的气体膨胀区由此被大大减小，其使限定气体排除通道的壁面能够减小，据此由到达所述层的压力波在这些壁上作用更小的应力，并且限制所述设备的变形。根据一个实施方案，所述敞放外表面相对于所述开口截面设置在小于六倍于特征开口直径的距离处，所述特征开口直径定义为内接于所述开口截面中的最大圆的直径。在内部电弧产生压力或冲击波的情况下，这种设置允许在直接面向小孔的区域中大物料的大变形，其吸收冲击波能量并防止其扩散到粒状物料层之外。使用非常粗糙和/或易碎性的粒状物料使物料层能够被设置得相当靠近连通小孔，其有助于减小在连通小孔和物料层表面之间保持空余的容积中的压力。根据一个实施方案，功能元件是一高压元件，所述高压的宽泛含义中特别地包括中压。然而对低压设备的应用也不排除。附图说明其它优点和特征通过本专利技术的仅作为非限制性实例给出并在附图中示出的特定实施例的下述说明将变得更加清楚明白，其中图1示出根据本专利技术的电气设备的示意性横截面视图；图2示出图1设备在继内部电故障之后的示意性横截面视图。图3示出本专利技术第二实施例的示意性横截面视图。具体实施例方式参照图1，一高压电气设备包括形成一个容器12的密封外壳10，所述容器12容放高绝缘强度气体例如六氟化硫并容放高压功能装置13，在图1中以示意性方式用虚线表示的所述高压功能装置包括高压下的电导体，可以连接到电器装置例如断路器、切断开关、接地开关、电路断开装置、开关或配电变压器或测量辅助设备并借助套管14连接到外部。该密封外壳10设置在基座16上，其各壁连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气设备，其包括：具有气体绝缘的功能装置（１３）的容器外壳（１２），从所述容器外壳（１２）内部通向外部的出口通道，用于排除由容器外壳（１２）中内部电弧造成的气流，非可燃性固体粒状物料（３２）的多孔层，设置在出口通 道上使得气流经由其通过，其特征在于，所述层以这样一种方式组成和设置，使得当气流穿过多孔层（３２）时产生非可燃性固体粉尘的尘雾（４２）。

【技术特征摘要】
FR 2002-5-15 02/059421.一种电气设备，其包括具有气体绝缘的功能装置(13)的容器外壳(12)，从所述容器外壳(12)内部通向外部的出口通道，用于排除由容器外壳(12)中内部电弧造成的气流，非可燃性固体粒状物料(32)的多孔层，设置在出口通道上使得气流经由其通过，其特征在于，所述层以这样一种方式组成和设置，使得当气流穿过多孔层(32)时产生非可燃性固体粉尘的尘雾(42)。2.如权利要求1所述的具有气体绝缘的电气设备，其特征在于固体粒状物料(32)是不结块的。3.如权利要求2所述的具有气体绝缘的电气设备，其特征在于固体粒状物料(32)是移碎的。4.如前述任意一项权利要求所述的具有气体绝缘的电气设备，其特征在于固体粒状物料(32)至少部分地由多孔颗粒形成。5.如权利要求4所述的具有气体绝缘的电气设备，其特征在于多孔颗粒选自浮石、火山灰渣或者Siporex的颗粒。6.如前述任意一项权利要求所述的具有气体绝缘的电气设备，其特征在于颗粒物料的所述层包括非可燃性固体粉尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克切瓦利尔，琼克劳德费伊，佛朗科伊斯金泰尔斯，斯蒂芬吉劳德，多米尼克瑟维，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]