[发明专利]电弧闪光消除系统，装置和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请是2007年3月30日提交的美国专利申请序列No.11/693849的后续申请，其全部内容作为参考结合在本文中。

技术领域

本发明涉及电弧闪光防护以及消除技术，并且尤其涉及用于此目的的消弧(crowbar)设备。

背景技术

电力电路以及开关设备具有绝缘分开的导体。空气间隙通常在某些区域中用作这种绝缘的部分或者全部。如果导体彼此太靠近或者电压超过了绝缘特性，那么在这些导体之间会出现电弧。导体之间的空气或者任何绝缘(气态或固态电介质)可被离子化，从而使得其导电，这也将形成电弧。电弧温度可高达20000摄氏度，使导体和相邻材料气化，并且释放大量的能量。

电弧闪光是由于相对相、相对中性线、或者相对地之间的电弧故障所导致的快速能量释放的结果。电弧闪光可产生很高的热量、强烈的光、压力波、以及声音/冲击波。然而，电弧闪光电流通常远小于短路电流，并因此期望延迟或者不跳闸断路器，除非选择断路器来处理电弧故障情况。诸如国家环境政策法案(NEPA)，职业安全与卫生条例(OSHA)，以及电气和电子工程师协会(IEEE)之类的代理以及标准规定了流过个人保护衣服以及设备发出的电弧闪光，但不存在由规定所形成的消除电弧闪光的设备。

标准熔丝和断路器典型地不能对电弧闪光足够快速地反应。“消弧装置”是一种企图对电路短路并且因此将电能从电弧闪光转移出去的保护设备。那么通过使得熔丝断路器或者断路器跳闸并且切断电源而清除将要产生的三相短路故障。通用的减小电弧闪光的设备采用机械和/或电-机械工艺，其能承受从将要产生的短路中得到的较大的电流值。因此，本领域中需要一种克服这些缺陷的电弧闪光消除布置。

发明内容

本发明的实施例包括这一种消除电动机控制中心的电弧闪光的方法。该方法包括检测对应于电动机控制中心的电弧闪光。响应该检测，在延迟之后，确定电弧闪光是否继续，并且响应于确定电弧闪光继续，使消弧装置跳闸。

本发明的另一实施例包括一种电动机控制中心，其包括电路支路，与电路支路进行故障保护通信的限流断路器，以及与该电动机控制中心电力连接的消弧装置。该限流断路器响应电路支路内的电流值而切断其中的电流，并且该消弧装置响应对应于电动机控制中心的持续限定期间的电弧闪光情况，以消除该电弧情况。

本发明的另一实施例包括配电系统。该配电系统包括开关设备和与该开关设备电力连接的电动机控制中心。该电动机控制中心包括电路支路，与电路支路进行故障保护通信的限流断路器，以及与该电动机控制中心电力连接的消弧装置。该限流断路器响应电路支路内的电流值而切断其中的电流，并且该消弧装置响应对应于电动机控制中心的持续限定期间的电弧闪光情况，以消除该电弧情况。

附图说明

当参考附图阅读下面的详细说明时，本发明的这些以及其他特征，方面以及优点将更好理解，其中所有附图中相同的特征标识相同的部件，其中：

图1是根据本发明实施例的具有消弧装置和激励电路的电路的示意图；

图2是根据本发明实施例的具有球形电极和触发器栓的消弧外壳的剖面图；

图3是根据本发明实施例的具有等离子枪触发器的消弧装置的透视图；

图4是根据本发明实施例的烧蚀性等离子枪触发器的剖面图；

图5是根据本发明实施例的电弧闪光消除方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的消弧装置的示意图；

图7是根据本发明实施例的消弧装置的示意图；

图8是根据本发明实施例的配电系统的方框示意图；以及

图9是根据本发明实施例的配电系统的方框示意图。

具体实施方式

本发明实施例的发明人已经创新地意识到受控电弧可用作电弧闪光消除的消弧装置，并且这种受控电弧比现有的消弧装置更快，提供了增强的电路保护。图1示出具有电源22的电路201，给信号可控的断路器26保护的三个单独的母线24A，24B，24C提供三相电力A，B，C。通过母线提供电力给一个或多个负载28A，28B，28C。

断路器26在短路的情况下打开。然而，在电弧闪光30的情况下不打开，这是因为流过电弧闪光30的电流小于短路的熔断电流，其中该短路的熔断电流使得断路器26跳闸。此外，与诸如断路器26之类的机械断路器相关的延迟可使得电弧闪光30的能量导致无法预料的设备损坏以及可能的人身伤害。