专利名称：电力设备机壳和相关方法
技术领域：
本文描述的实施例大体涉及电力设备机壳和方法，并且更具体而言，涉及响应于电弧闪光事件的电力设备机壳。
背景技术：
已知的电力电路和开关装置一般具有被诸如空气或气体或固体电介质的绝缘体隔开的导体。但是，如果导体定位成太靠近在一起，或者如果导体之间的电压超过导体之间的绝缘体的绝缘属性，则可出现电弧。导体之间的绝缘体可变得离子化，这可使得有电弧闪光事件。电弧闪光是由于两相导体之间、相导体和中性导体之间或相导体和接地点之间的故障的原因而迅速释放能量所导致的。电弧闪光温度可达到或超过20000°C，这可使导体蒸发和/或损害相邻的设备。此外，电弧闪光可释放大量呈热、强光、压力波和/或声波的形式的能量。由于安全和/或运行的原因，其中容纳了导体和电力设备的机壳常常在很大程度上被密封。因此在一些机壳中，由于电弧闪光事件的原因而释放到机壳中的能量可基本约束在机壳内，从而潜在地对导体造成进一步的损害，以及/或者对相邻的设备和机壳本身造成损害。在其它机壳中，提供面板来释放电弧闪光事件所产生的压力的一部分。这样的机壳常常包括压力释放板。
发明内容
在一方面,提供了 一种电力设备机壳。该电力设备机壳包括用于封闭至少一个电力构件的机柜。机柜限定内部和构造成容许流体从机柜的内部流出的孔口。该电力设备机壳包括联接到机柜上且在关闭位置和打开位置之间可动的故障盖。故障盖在关闭位置上基本覆盖孔口。当设置在关闭位置上时，故障盖沿基本竖直定向设置。该电力设备机壳进一步包括至少一个紧固件，该至少一个紧固件构造成将故障盖保持在关闭位置上，以及响应于电弧闪光事件而释放故障盖，以容许故障盖运动到打开位置。在另一方面，提供了一种制造电力设备机壳的方法。该电力设备机壳包括构造成封闭至少一个电力构件的机柜。机柜限定内部和用以容许流体从机柜的内部流出的孔口。该方法包括沿基本竖直定向将故障盖定位在孔口的附近，将故障盖的第一部分附连到机柜上，以及通过至少一个紧固件来将故障盖的第二部分联接到机柜上，使得故障盖保持在关闭位置上，从而至少部分地覆盖孔口。该至少一个紧固件构造成响应于电弧闪光事件而释放故障盖，以容许故障盖运动到打开位置。
图1是示例性电力设备机壳的正视截面图。图2是故障盖在打开位置上的图1的电力设备机壳的局部透视图。图3是故障盖在关闭位置上的图2的电力设备机壳的透视图。
图4是具有用于引导流体流的流体管道的图1的电力设备机壳的局部透视图。图5是制造电力设备机壳的方法的框图。部件列表:100机壳102机柜104内部106电力构件108孔口110故障盖112铰接件114边缘116紧固件117止动器118隔室120隔室
122隔室124孔口126孔口128故障盖129紧固件130故障盖131紧固件132流体管道200方法202定位204附连206联接
具体实施例方式图1示出了示例性电力设备机壳100。在该示例性实施例中，机壳100包括机柜102，机柜限定内部104。如所显示的那样，机壳100包括多个电力构件106。电力构件包括(无限制)导体、断路器、保险丝、汇流条、开关等。电力构件106提供对通往机壳10、来自机壳10和/或在机壳10内的电力的控制和/或传输。电力构件106在一个或多个状况下的接近性、结构和/或运行可提供其中可发生电弧闪光事件的情形。在该示例性实施例中，机柜102限定孔口 108。机壳100包括联接到机柜102上且设置在打开位置上的故障盖110。图2示出了在打开位置上的故障盖110，而图3示出了在关闭位置上的故障盖110。应当理解，打开位置包括关闭位置以外的若干不同的位置。具体而言，例如，部分地打开的位置和完全打开的位置两者都是打开位置。在该示例性实施例中，故障盖110的第一部分通过铰接件112来联接到机柜102。照这样，故障盖Iio相对于机柜102枢转。铰接件112延伸故障盖110的边缘114的整个长度。在其它实施例中，机壳100包括多个离散的铰接件，以在故障盖110和机柜102之间提供枢转运动。在另外的其它实施例中，一个或多个铰接件与故障盖110和/或机柜102一体地形成。在至少一个实施例中，故障盖110由柔韧的材料构建而成，以及/或者结构设置成使得在施加压力之后，故障盖110的一部分偏转和/或弯曲到打开位置上，而另一个部分则保持联接到机柜102上。在这个示例性实施例中，故障盖110包括构造成基本覆盖孔口 108的面板。应当理解，在其它实施例中，故障盖110可以别的方式构造成(大小设置成、形状设置成等)在关闭位置上基本覆盖孔口 108。具体而言，如图3中显示的那样，当故障盖110在关闭位置上时，故障盖110基本覆盖孔口 108。因而，当在关闭位置上时，故障盖110基本阻挡流体流通过孔口 108。另外，故障盖110阻止碎片(例如污垢、侵蚀物等)通过孔口 108而进入和/或在未授权的情况下接近机柜102中。在各种其它实施例中，故障盖110包括一个或多个不同的构造，同时与本文的描述一致地执行。机壳100包括三个紧固件116，以将故障盖110的第二部分联接到机柜102上。在该示例性实施例中，在正常状况期间，紧固件116将故障盖110保持在关闭位置上以及响应于电弧闪光事件而释放故障盖110，以容许故障盖110运动到打开位置(在图2中显示)，从而容许流体流通过孔口 108。更一般而言，在没有电弧闪光事件的情况下，故障盖110基本覆盖孔口 108，使得基本阻挡流体流通过孔口 108。相反，在电弧闪光事件期间，紧固件116响应于机柜102内的压力来释放故障盖110，这容许机柜102内的压力使故障盖110运动到打开位置(在图2中显示)上。因此，孔口 108至少部分地揭开，并且容许机柜102内的压力通过孔口 108而泄漏。照这样，与已知的设备机壳相比，可减小对机柜102内的一个或多个电力构件106和/或机柜102本身的损害。另外，压力释放可在电弧闪光事件之后维护运行期间提供效率和/或改进的安全性。例如，由于压力释放的原因，当维修人员在电弧闪光事件之后试图打开机柜102进行修理时，机柜102可处于环境压力(而非高压)。在各种实施例中，紧固件116以各种各样的方式构造成释放故障盖110。在这个示例性实施例中，紧固件116包括三个尼龙螺栓，尼龙螺栓延伸通过机柜102中的孔和故障盖110中的孔，以将故障盖110固定到机柜102上。尼龙螺栓构造成在电弧闪光事件产生的压力对故障盖110起作用时，在结构上失效。更具体而言，紧固件116由尼龙材料构建而成，尼龙材料结构设置成响应于电弧闪光事件而断裂和/或碎裂，使得故障盖110相对于机柜102可动。应当理解，可在紧固件116中采用各种各样的材料来固定故障盖110，同时结构设置成响应于电弧闪光事件而失效。另外或备选地，紧固件116的形状、大小、型式和/或结构可容许紧固件116在结构上失效。在至少一个实例中，紧固件116构建有故障线和/或断裂点，以提供紧固件116在结构上失效的弱化点。在其它实施例中，紧固件116构造成响应于对故障盖110施加的压力而偏转、膨胀和/或变形，但不会在结构上失效。具体而言，在一个实例中，紧固件116包括联接到机柜102上且延伸成接合故障盖110的边缘的指状物。响应于电弧闪光事件，对故障盖110施加的压力使故障盖110压靠在指状物紧固件116上，指状物紧固件116偏转，以释放故障盖110。在另一个实施例中，紧固件116包括设置在铰接件112的附近的偏置元件，偏置元件将故障盖110偏置到关闭位置上。当出现电弧闪光事件时，会对故障盖110施加足够的压力来克服偏置元件的偏置，以使故障盖110运动到打开位置上。当电弧闪光事件结束时，紧固件116继续将故障盖110偏置到关闭位置。在其它电力设备机壳实施例中，可在各种位置上采用各种类型的柔韧和/或可变形的紧固件116。在至少一个实施例中，紧固件116包括至少一个闩锁机构，基于设置在机柜102内的压力传感器和/或电弧故障检测器来控制闩锁机构。如应当显而易见的那样，紧固件116和/或本文所参照的其它紧固件可包括足以响应于电弧闪光事件而释放故障盖110的任何结构和/或构造。虽然机壳100包括三个紧固件116，但是应当理解，可在其它机壳实施例中采用不同数量的紧固件。另外或备选地，紧固件116可沿着故障盖110的多个边缘定位，或者定位在其它位置处，以将故障盖110联接到机柜102上。如图3中显示的那样，当设置在关闭位置上时，故障盖110限定基本竖直的定向。在该示例性实施例中，故障盖110的主平面垂直于水平平面。本发明的发明人认识到，已知机壳中的压力板的定向可阻止板在电弧闪光事件期间打开。与已知机壳相反，当故障盖110沿基本竖直定向设置在关闭位置上时，重力基本不会使故障盖110偏置到打开位置上。同样，在该示例性实施例中，重力基本不会将故障盖110保持到关闭位置上。因此，电弧闪光事件产生的压力对故障盖Iio施加大体不被重力对抗的偏置，这导致紧固件116在结构上失效，以及导致故障盖110 —致地运动到打开位置。应当理解，故障盖110在其它机壳实施例中可不同地定向。再次参照图1，机柜102包括多个隔室118、120、122(共同称为118-122)。隔室118-122中的各个包括至少一个电力构件106。应当理解，电弧闪光事件可局限于隔室118-122中的单独一个，或者影响隔室118-122中的多个。因而，孔口与隔室118-122中的每Iv相关联，以容许流体从中流出。具体而目，孔口 108与隔室118相关联,而孔口 124和126分别与隔室120、122相关联。孔口 124和126中的各个构造成容许流体从其相应的隔室120和122流出。如所显示的那样，当在关闭位置上时，故障盖128联接到机柜102上，以基本覆盖孔口 126。故障盖128的特性基本类似于故障盖110，只是在设置在关闭位置上时，故障盖128限定水平定向。更具体而言，故障盖128通过紧固件129 (例如尼龙螺栓)和重力(由于其水平定向的原因)来保持在关闭位置上。另外，当在关闭位置上时，故障盖130联接到机柜102上，基本覆盖孔口 124。在这个示例性实施例中，故障盖130包括通过紧固件131和重力(由于其水平定向的原因)保持在关闭位置上的两节段构造。但是，应当理解，在其它机壳实施例中，具有两节段构造的故障盖130可基本竖直地定位，以例如在设置在关闭位置上时减小故障盖130上的重力的影响。紧固件131包括两个尼龙螺栓，其延伸通过故障盖130的两个节段中的各个中的孔。但是，紧固件131不联接到机柜102上。故障盖130通过在相对的端部上的铰接件来联接到机柜102上，使得各个节段相对于机柜102以及相对于彼此枢转。在运行期间，响应于电弧闪光事件，紧固件131在结构上失效(例如断裂和/或碎裂)，释放故障盖130，这容许故障盖130中的各个节段向上枢转到打开位置，从而容许流体从隔室120流出。如应当显而易见的那样，类似于上面参照的紧固件116，紧固件129和131可包括足以如本文描述的那样执行的任何结构和/或构造。应当理解，其它电力设备机壳实施例包括限定不同数量的孔口的不同数量的隔室。在至少一个实施例中，从至少一个隔室中省略孔口。在该示例性实施例中，机壳100包括在故障盖110的附近联接到机柜102上的止动器117，如图2-3中显示的那样。止动器117包括刚性材料(例如刚性金属等)，刚性材料大致定位在故障盖110的中部。在电弧闪光事件期间，止动器117阻止故障盖110运动得超过期望的点。更具体而言，在这个实施例中，止动器117限定大体对应于故障盖110的期望的打开位置的角。另外，部分地由于故障盖110的竖直定向、铰接件112的位置和重力的原因，在电弧闪光事件之后故障盖110在止动器117的附近保持在打开位置上。可基于通过孔口 108的流体流的预期量和/或一个或多个其它故障盖的相对位置来选择止动器117的构造(包括其角度)。在这个实施例中，止动器117构造成防止故障盖110阻止故障盖130的操作和/或阻止流体从隔室120流出。应当理解，在其它机壳实施例中，止动器117可包括其它构造(材料、形状、大小、定向等)。如图1中显示的那样，孔口 108、124和126限定在机柜102的顶部部分处。照这样，由于电弧闪光事件的原因，从机柜102中漏出的压力被向上引导远离机柜102和包括在其中的电力构件106。因此，机壳100适于安装在在机壳100的上方具有用以接收压力释放的足够的区域的安装场所处。在一个实例中，适当的安装场所在机壳100和安装场所的天花板之间限定至少大约1.7米的空隙。在另一个实例中，机壳100安装在在机壳100和安装场所的天花板之间具有至少大约1.3米的空隙。当安装场所包括较低的天花板时，机壳100包括图4中显示的流体管道132。当来自电弧闪光事件的压力通过孔口 108、124、126中的一个或多个而释放时，流体管道132相对于机柜102的竖直定向而向外和/或水平地引导释放的流体流。照这样，释放的压力大体能够漏出机柜102，而不被安装场所的天花板阻止和/或不对天花板造成损害。应当理解，即使当可获得足够的空隙时，机壳100中也可包括流体管道132。相反，在其它实施例中，即使当机壳100和安装场所的天花板之间的空隙小于大约1.3米时，也可省略流体管道132。图5示出了制造电力设备机壳100的示例性方法200。虽然本文参照电力设备机壳100来描述方法200，但是应当理解，方法200可用来制造各种电力设备机壳实施例，并且因此不限于图1的电力设备机壳实施例。此外，可通过其它方法或工艺来制造电力设备机壳 100。方法200包括沿基本竖直定向将故障盖110定位202在孔口 108的附近，将故障盖110的第一部分附连204到机柜102上，以及通过紧固件116来将故障盖110的第二部分联接206到机柜102上，使得故障盖110保持在关闭位置上，从而至少部分地覆盖孔口108。紧固件116构造成响应于电弧闪光事件而释放故障盖110，以容许故障盖110运动到打开位置。在各种实施例中，将故障盖110的第一部分附连202到机柜102上包括将故障盖110的第一部分枢转地附连到机柜102上。在一个实例中，故障盖110通过至少一个铰接件112来枢转地附连到机柜102上。在一些实施例中，方法200包括在故障盖110的附近将止动器117联接到机柜102上，使得止动器117阻止故障盖110的运动。另外或备选地，在至少一个实施例中，通过紧固件116来将故障盖110的第二部分联接204到机柜102上包括通过至少两个尼龙紧固件来将故障盖110的第二部分联接到机柜102上。当介绍本发明或其实施例的各方面的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图意味着存在元件中的一个或多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且意味着可存在列出的元件之外的另外的元件。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种电力设备机壳，包括: 用于封闭至少一个电力构件的机柜，所述机柜限定内部和构造成容许流体从所述机柜的所述内部流出的孔口； 联接到所述机柜上且能够在关闭位置和打开位置之间运动的故障盖，其中，所述故障盖在所述关闭位置上基本覆盖所述孔口，其中，当设置在所述关闭位置上时，所述故障盖沿基本竖直定向设置；以及 至少一个紧固件，其构造成将所述故障盖保持在所述关闭位置上，以及响应于电弧闪光事件而释放所述故障盖，以容许所述故障盖运动到所述打开位置。
2.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述至少一个紧固件包括构造成响应于电弧闪光事件而断裂的多个紧固件。
3.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述至少一个紧固件包括多个尼龙紧固件。
4.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述故障盖通过至少一个铰接件来枢转地联接到所述机柜上。
5.根据权利 要求4所述的电力设备机壳，其特征在于，所述至少一个紧固件设置在所述故障盖的第一边缘处，其中，所述至少一个铰接件至少部分地沿着所述故障盖的第二边缘设置，以及其中，所述第一边缘与所述第二边缘相对。
6.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述电力设备机壳进一步包括在所述故障盖的附近联接到所述机柜上的止动器，所述止动器构造成使所述故障盖停止在所述打开位置上。
7.根据权利要求6所述的电力设备机壳，其特征在于，所述机柜包括顶部部分，以及其中，所述孔口限定在所述机柜的所述顶部部分中。
8.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述内部至少限定第一隔室和第二隔室，以及其中，所述孔口构造成容许流体响应于所述第一隔室和第二隔室中的至少一个内的电弧闪光事件而从所述第一隔室流出。
9.根据权利要求8所述的电力设备机壳，其特征在于，所述机柜限定构造成容许流体从所述第二隔室流出的第二孔口； 所述电力设备机壳进一步包括: 联接到所述机柜上且能够在关闭位置和打开位置之间运动的第二故障盖，其中，所述第二故障盖在所述关闭位置上基本覆盖所述第二孔口 ；以及 至少一个第二紧固件，其构造成将所述第二故障盖保持在所述关闭位置上，以及响应于所述第二隔室内的电弧闪光事件而释放所述第二故障盖，以容许所述第二故障盖运动到所述打开位置，从而容许流体流过所述第二孔口，所述至少一个第二紧固件构造成响应于电弧闪光事件而断裂。
10.根据权利要求1所述的电力设备机壳，其特征在于，所述电力设备机壳进一步包括联接到所述机柜上的流体管道，所述流体管道结构设置成沿至少一个基本水平方向引导来自所述孔口的流体流。
11.一种制造电力设备机壳的方法，所述电力设备机壳包括构造成封闭至少一个电力构件的机柜，所述机柜限定内部和用以容许流体从所述机柜的所述内部流出的孔口，所述方法包括: 沿基本竖直定向将故障盖定位在所述机柜的附近，从而至少部分地覆盖所述孔口 ； 将所述故障盖的第一部分附连到所述机柜上；以及 通过至少一个紧固件来将所述故障盖的第二部分联接到所述机柜上，使得所述故障盖沿所述基本竖直定向保持在关闭位置上，其中，所述至少一个紧固件构造成响应于电弧闪光事件而释放所述故障盖，以容许所述故障盖运动到打开位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述故障盖的所述第一部分附连到所述机柜上包括将所述故障盖的所述第一部分枢转地附连到所述机柜上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述故障盖的所述第一部分枢转地附连到所述机柜上包括通过至少一个铰接件来将所述故障盖的所述第一部分枢转地附连到所述机柜上。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述故障盖的附近将止动器联接到所述机柜上，使得所述止动器使所述故障盖停止在所述打开位置上。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过至少一个紧固件来将所述故障盖的所述第二部分联接到所述机柜 上包括通过构造成响应于电弧闪光事件而断裂的多个尼龙紧固件来将所述故障盖的所述第二部分联接到所述机柜上。
全文摘要
本发明涉及电力设备机壳和相关方法。一种电力设备机壳包括用于封闭至少一个电力构件的机柜。机柜限定内部和构造成容许流体从机柜的内部流出的孔口。该电力设备机壳包括联接到机柜上且在关闭位置和打开位置之间可动的故障盖。故障盖在关闭位置上基本覆盖孔口。当设置在关闭位置上时，故障盖沿基本竖直定向设置。该电力设备机壳进一步包括至少一个紧固件，该至少一个紧固件构造成将故障盖保持在关闭位置上，以及响应于电弧闪光事件而释放故障盖，以容许故障盖运动到打开位置，从而容许流体流过孔口。
文档编号H05K5/02GK103200795SQ20121002216
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者王伟, 杨湧, 任旭会 申请人:通用电气公司