[发明专利]等离子体生成装置组件、电弧缓解装置和组装方法

说明书

技术领域

本申请大体而言涉及功率系统，并且更特定而言涉及等离子体生成装置组件、电弧缓解(mitigation)装置和组装等离子体生成装置组件的方法。

背景技术

已知的电功率电路和开关设备通常具有由诸如空气或者气体或固体电介质等的绝缘体分开的导体。然而，如果这些导体过于紧密地定位在一起，或者如果导体之间的电压超过导体之间绝缘体的绝缘性质，则电弧可发生。导体之间的绝缘体可变得电离，这使得绝缘体导电且使得电弧形成。此外，可能由于绝缘体归因于老化的降解、啮齿动物对绝缘体的损坏和/或不当的维护过程而出现电弧。

由于在相导体(phase conductor)之间、在相导体与中性导体之间或者在相导体与接地点之间的故障，电弧闪光导致能量的快速释放。电弧闪光温度可达到或超过20,000℃，这可使导体和相邻设备面板汽化。此外，电弧闪光或故障与可对导体和相邻设备导致严重损害的呈热、强光、压力波和/或声波形式的大量能量的释放相关联。

一般而言，与电弧闪光事件相关联的故障电流和能量低于与短路故障相关联的故障电流和能量。由于在继电器与清除电弧故障的断路器之间固有的延迟，在故障位置可能发生大量损坏。

至少一些已知的系统使用电弧缓解系统来从电弧闪光或故障的位置转移电弧能量。电弧缓解系统具有电弧容纳装置，其常常包括等离子体生成装置，当检测到电弧闪光事件时，该等离子体生成装置将烧蚀(ablative)等离子体朝向电弧容纳装置内的电极或者止于容纳装置内侧的带电端子发射。烧蚀等离子体减小或中断在电极之间的介质或绝缘体的介电强度，并且介质击穿使得在电极之间形成电弧。电弧将能量从电弧闪光位置转移，直到能量源减弱或断开连接。

至少一些已知的等离子体生成装置定位于基体(base)结构或基座(pedestal)内，其将等离子体生成装置定位于离电极所希望的距离处。由于生成烧蚀等离子体且在电极之间形成电弧，因而在电弧容纳装置内形成高压和/或高温气体。高压和/或高温气体可至少部分地通过等离子体生成装置和基座逸出电弧容纳装置，从而导致电弧容纳装置的移动或移位，并且对电弧容纳装置的一个或多个紧固构件导致应力。这种移动和/或应力还可对等离子体生成装置、基座和/或电弧容纳装置的其它构件导致损坏。

发明内容

在一个方面，提供一种等离子体生成装置组件，其包括基体，该基体包括内部和顶表面，顶表面限定延伸穿过该顶表面的多个孔口。等离子体生成装置组件还包括等离子体生成装置和多个联接部件。等离子体生成装置定位于顶表面上，并且配置成在等离子体生成装置被启动时发射烧蚀等离子体。多个联接部件延伸穿过多个孔口，并且配置成将等离子体生成装置联接到顶表面。

在另一方面，提供一种用于从电事件排放能量的电弧缓解装置，其包括：容纳腔室；定位于容纳腔室内的多个电极；以及定位于容纳腔室内的等离子体生成装置组件。等离子体生成装置组件包括基体，该基体包括内部和顶表面，顶表面限定延伸穿过该顶表面的多个孔口。等离子体生成装置组件还包括等离子体生成装置和多个联接部件。等离子体生成装置定位于顶表面上并且配置成发射烧蚀等离子体，使得电弧能够形成于多个电极中的至少两个之间，以从电事件转移能量。多个联接部件延伸穿过多个孔口，并且配置成将等离子体生成装置联接到顶表面。

在又一方面，提供一种组装等离子体生成装置组件的方法，其包括：将等离子体生成装置定位于帽盖的顶表面上，其中等离子体生成装置包括多个端子；使用多个联接部件将等离子体生成装置密封地联接到帽盖；将多个等离子体生成装置导体联接到多个端子；以及将帽盖密封地联接到基座，使得靠近等离子体生成装置的气体被防止进入基座。

根据一方面，本发明提供了一种等离子体生成装置组件，包括：基体，其包括内部和顶表面，该顶表面限定延伸穿过顶表面的多个孔口；等离子体生成装置，其定位于顶表面上，等离子体生成装置配置成在等离子体生成装置被启动时发射烧蚀等离子体；以及多个联接部件，其延伸穿过多个孔口并且配置成将等离子体生成装置联接到顶表面。

优选地，多个联接部件配置成密封孔口，使得靠近等离子体生成装置的气体被防止通过孔口流入内部。

优选地，等离子体生成装置包括由烧蚀材料形成的多个臂。

优选地，基体包括帽盖和基座，帽盖密封地联接到基座，使得在帽盖被联接到基座时，靠近等离子体生成装置的气体被防止流入基座内。

优选地，该组件还包括多个等离子体生成装置导体，其由联接部件联接到等离子体生成装置。

优选地，多个等离子体生成装置导体延伸穿过基座。