专利名称：具有泄压通道的电力设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力设备，特别是一种中压开关设备，包括至少一个封闭的功能模块和与其相连的泄压通道，以及至少一个将所述功能模块与泄压通道相连接的入口。
背景技术：
为实现对人员和设备的安全防护，在中压开关设备中要设置泄压装置，从而使发生飞弧时所产生的炽热气体能从设备范围内无危险地排出。通常在这种开关设备中使用多个功能模块，它们相互之间以及相对于大气以这样的方式密封，使功能模块内部发生的爆炸不会影响到设备周围的空间。在出现飞弧的情况下，一个这样的功能模块必须能够排出由于空气突然受热而产生的过压和炽热气体，这样就可能对人员或者设备造成损害。通常为此而设置了泄压通道，该通道经一个合适的阀门系统与各个功能模块连接，因此能够实现从相关的功能模块中将过压和炽热气体排出，但不会使炽热气体或者压力波进入其他功能模块。
在德国专利申请公开说明书DE3125364A1中公开了一种矩形截面的泄压通道，在其内部炽热气体首先通过涡流被冷却和降低过压。随后气体经通风隙从设备中引出，使其损害减小到最低程度。
在德国专利申请公开说明书DE19520698A1和德国专利说明书DE19645304C1中公开了一种具有所谓阻尼元件的降低压力和温度的装置，其结构是圆筒，它们或者安装在设备内部，或者安装在设备外部。气体的导出或者经通风隙进入设备周围的建筑物的空间，或者经过烟道系统排往室外。
然而在所有公知的方案中会出现以下情况，矩形截面的泄压通道在特别强烈的飞弧下无法增加其载荷能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是一方面将发生飞弧放电时产生的高压和高温以对人员和设备安全的方式导出，另一方面保证在强烈飞弧放电及其作用的情况下仍具有足够的稳定性。
上述技术问题是通过下述方式加以解决的所述泄压通道中与其入口相对的顶面至少有一部分与流入方向相倾斜。这里的倾斜表示任何相对于流动方向不成直角的布置，使得气体不会准确地作直线反射。
本发明所实现的优点，一方面在于所述截面形状比矩形截面形状具有更大的静态稳定性，因为所述的截面形状更接近一个稳定性最佳的圆形截面形状。最佳稳定性的实现方式是，截面具有尽量少的、有可能为弯曲形状的直线平面区。本发明所述实施方式另一方面的优点是，在泄压通道内从入口处进入的压力波在与入口相对的顶面上通过反射分散到不同方向上。通过该方式可以在很大程度上消除由于与其他压力波叠加而出现的超高压力峰值。
本发明的一个优选实施方式是，所述泄压通道具有近似梯形截面形状。这种近似梯形截面的结构一方面可以保证很高的稳定性，另一方面制造简单。
本发明另一个优选实施方式是，所述泄压通道在其端部区域倾斜。从而可以在泄压通道纵向上将压力波分散，并且消除压力峰值。
本发明又一个优选实施方式是，所述泄压通道在入口对面附近的顶面具有至少一个与流入方向相倾斜的表面。通过该方式可以使得从入口进入泄压通道的压力波在一开始就被分散和减弱。
本发明再一个优选实施方式是，所述泄压通道具有一个通向设备外部的泄压孔。压力波和所产生的气体在这种情况中，或者被导入一个无人员停留的、耐压和耐温的空间，或者经一个烟道系统排往室外。通过该方式可以保证安全排放，不会对设备或人员造成损害。
本发明进一步的优选实施方式是，所述泄压通道经一个吸收单元与设备外部相连。通过该吸收单元不仅可降低温度，也可降低压力，从而使得气体不仅能排放到耐压和耐温空间内或经烟道系统通往室外，也能直接排放到设备周围的空间。
本发明更进一步的优选实施方式是，所述泄压通道在其顶面上具有通风孔，该孔在泄压通道内出现压力冲击的情况下可以以气密封方式关闭。从而可使设备在正常工作时保证足够的冷却空气从设备内引出。在发生了飞弧而产生炽热气体和高压时，该通风孔通过阀门而关闭，防止所产生的气体进入设备周围的空间。
下面通过三幅附图所示实施方式对本发明作进一步说明图1表示一个其上方带有近似梯形截面泄压通道的功能模块的剖视图；图2表示多个彼此毗连、且具有共用的泄压通道的功能模块的视图；图3表示一个截面为近似梯形的泄压通道的剖视图。
具体实施例方式
图1所示功能模块FM被划分成多个功能腔FR1、2、3。这些功能腔是由隔板SW13、23以可通气方式分隔开来。在另一个实施方式中，所述隔板SW...可以将所述各功能腔FR...以气密方式相互隔开。各个功能腔FR...例如可以是具有功率开关LS的开关模块腔FR1、接线腔FR3或者母线腔FR2。所示功能模块FM的外壁AW不仅相对于设备周围的空间、而且相对于可能相邻的其他功能模块FM...气密密封。在所示的实施方式中，通向泄压通道DK的入口EO1、2、3位于功能模块FM的上部。其中每个功能腔FR1、2、3均具有自身通往泄压通道DK的连接，从而某个功能腔FR1、2、3内的故障不会对其他功能腔FR1、2、3造成影响。这些通向泄压通道DK的入口EO1、2、3在所示的实施方式中通过具有止回阀功能的阀门系统KS1、2、3以这样的方式关闭，使气流仅能从功能模块FM中流出，不能从泄压通道DK进入功能模块FM。
图2示意给出具有共用泄压通道DK的多个彼此毗连的功能模块FM、FM...的纵向剖视图。如果此时在一个功能模块FM内出现了飞弧，则处在该功能模块FM中的空气将得到很高的热量，使空气以爆炸方式膨胀。此时所产生的压力波可经阀门系统KS1、2、3(见图1)被导入泄压通道DK，但是由于阀门系统KS1、2、3的止回阀功能不能进入其他功能模块FM...。在泄压通道DK内的位于入口EO...相对的顶面DF1、2、3(见图3)上，所述压力波被分散到多个方向上，从而降低了最大压力。该过程在压力波沿泄压通道DK的纵向传播期间将发生多次，因此能够可靠地降低压力峰值。此外，沿纵向在每个功能模块FM、FM...具有的入口EO...的上方以及在泄压通道DK的端部区域EB1、2处设置了斜面FS1、2、3，其起到进一步分散压力波和降低压力峰值的作用。通过气体在泄压通道DK内形成的涡流，不仅可降低压力，还可大大降低温度。为了最终排出气体，所述泄压通道DK可以与一个烟道系统KM连接，或者与一个吸收单元AE连接，其中可将压力和温度进一步降低，使得气体能够无害地排放到设备周围的空间里。吸收单元AE通常由一个充满填充材料(如金属屑)的腔室构成，在该腔室内可使气体得到强烈的分散、混流、冷却和中和。热量的排出通过热传导以及可能的填充材料的熔化过程实现。作为松散填充材料的一种替代，也可以使用相互交错布置的薄金属片，流体对其上开有分布孔的薄金属片进行冷却，且以湍流方式流过薄金属片。此外图中的箭头表示气流GS在泄压通道DK内的一种可能的流动。尤其可以看到斜面FS2、3上的涡流区。
图3中表示的是本发明的一种实施方式的放大图，其中的泄压通道DK具有近似梯形的截面。除近似梯形的截面外，本发明例如也可采用半圆形截面或者各种多边形截面。
从图中可以看到具有阀门系统KS的入口EO...。所述阀门例如是一种活动地靠在入口EO...上的阀板，它们可在压力波作用下打开，使气流GS进入泄压通道DK。在所述入口EO...对面是部分倾斜的顶面DF1、2、3，进入的炽热气体在该顶面上可以朝不同的方向反射，从而被分散开来，这样可降低压力峰值。图上还示出了通过涡流使气体产生的流动方向SR的路径。此外，图中还表示出在泄压通道DK的顶面DF1、2、3上的通风孔LO1、2，该孔在泄压通道DK内出现压力冲击时，可通过阀门系统KS...实现以气密封方式关闭。
权利要求
1.一种电力设备(EA)，特别是中压开关设备，包括至少一个封闭的功能模块(FM)和与其相连的泄压通道(DK)，以及至少一个将所述功能模块(FM)与泄压通道(DK)相连接的入口(EO...)，其特征是所述泄压通道(DK)中与所述入口(EO...)相对的顶面(DF1，2，3)至少有一部分与流入方向相倾斜。
2.如权利要求1所述的电力设备，其特征是所述泄压通道(DK)具有近似梯形截面形状。
3.如权利要求1或2所述的电力设备，其特征是所述泄压通道(DK)在其端部区域(EB1，2)是倾斜的。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的电力设备，其特征是所述泄压通道(DK)的顶面(DF1，2，3)在入口(EO...)的对面附近具有至少一个相对于流入方向倾斜的表面(FS...)。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的电力设备，其特征是所述泄压通道(DK)具有一个通向设备外部的泄压孔(DO)。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的电力设备，其特征是所述泄压通道(DK)经一个吸收单元(AE)与设备外部相连。
7.如权利要求1、5或6所述的电力设备，其特征是，所述泄压通道(DK)在其顶面(DF1，2，3)上具有通风孔(LO1，2)，该孔在泄压通道(DK)内出现压力冲击的情况下可以以气密封方式被关闭。
全文摘要
本发明公开了一种电力设备(EA),特别是中压开关设备,包括至少一个封闭的功能模块(FM)和与其相连的泄压通道(DK),以及至少一个将所述功能模块(FM)与泄压通道(DK)相连接的入口(EO…),所述泄压通道(DK)中与所述入口(EO…)相对的顶面(DF1,2,3)至少有一部分与流入方向相倾斜。这样可使出现故障电弧时产生的炽热气体和高压从设备内部排出,而不会对人员和建筑造成伤害。所述泄压通道可用于供电和配电的中压工程设备中。
文档编号H02B13/025GK1377111SQ0211929
公开日2002年10月30日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年3月20日
发明者马丁·艾塞尔特, 吉尔多·马恩, 阿基姆·米尔比奇 申请人:西门子公司