阅读说明：本技术 一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法 (Switch cabinet internal short circuit arcing pressure relief channel and pressure relief method ) 是由 黎鹏 龙泉 黎子晋 方蓓贝 吴田 普子恒 方春华 方雯 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法,包括安装在开关柜隔室顶部的泄压盖、缓冲室,所述缓冲室连接定向引弧通道,定向引弧通道穿过墙体延伸至墙体外部与外延部分相连。采用本发明泄压通道,当开关柜隔室内部发生短路爆炸事故时,开关柜隔室顶部的泄压盖在超压作用下开启,高温高压气体从开关柜隔室排出进入缓冲室,并通过定向引弧通道和外延部分排至外部环境,从而实现了短路爆炸高压高温气体的定向流动,减少对柜体和周围设备的影响。采用铰链方式后,泄压盖表面出现的形变较小,可提高泄压盖的重复使用率,节约成本。(A short circuit arcing pressure relief channel and a pressure relief method in a switch cabinet comprise a pressure relief cover and a buffer chamber, wherein the pressure relief cover and the buffer chamber are installed at the top of a compartment of the switch cabinet, the buffer chamber is connected with a directional arcing channel, and the directional arcing channel penetrates through a wall body and extends to the outside of the wall body to be connected with an extending part. By adopting the pressure relief channel, when short-circuit explosion accidents occur inside the switch cabinet compartment, the pressure relief cover at the top of the switch cabinet compartment is opened under the action of overpressure, high-temperature and high-pressure gas is discharged from the switch cabinet compartment into the buffer chamber and is discharged to the external environment through the directional arc striking channel and the extension part, so that the directional flow of the short-circuit explosion high-pressure and high-temperature gas is realized, and the influence on the cabinet body and surrounding equipment is reduced. After the hinge mode is adopted, the deformation of the surface of the pressure relief cover is small, the reuse rate of the pressure relief cover can be improved, and the cost is saved.)

一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法

技术领域

本发明涉及开关柜安全防护技术领域，具体涉及一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法。

背景技术

泄压通道是柜体释放短路***引起过压力的关键部位，其安全可靠开启是确保设备、工作人员以及建筑物等安全的根本保障。目前，针对内部短路燃弧***压力升的抑制措施主要以小尺寸封闭容器研究为主，提出的措施主要包括：①：加装金属网格吸收器，通过金属网格对热量的吸收和对气流的阻挡作用来降低短路***对隔室外部的影响；②：采用易于熔化的金属电极，通过燃弧过程金属的熔化吸热来消耗一部分短路释放的能量，从而降低压力效应的作用；③：在容器顶部增加缓冲室，使燃弧室释放的高温高压气体快速进入缓冲室，从而减小短路***对设备和建筑物的影响。

上述措施的抑制效果仅在简易封闭容器实现了验证，针对实际开关柜的应用研究较少。同时，目前关于开关柜泄压通道的设计以经验为主，缺乏系统研究。

现有泄压通道虽然能对压力进行有效释放，但部分泄压盖采用折叠翻转的方式开启，需要克服的翻转阻力较大。与此同时，由于泄压盖长期暴露于复杂环境中，如污秽、潮湿等，固定螺栓很容易出现锈蚀、阻塞等现象，使得泄压盖的开启压力提高，最终可能导致长时间运行的开关柜泄压盖出现拒开、延时开启、翻转角度较小等故障情况。一旦泄压盖不能及时正常开启释放压力，将出现柜门被冲开的严重安全事故，从而对周围工作人员造成较大威胁。另外，泄压盖开启后，从泄压口释放的高温高压气体、炽热颗粒物直接被排放至柜体周围并无有效引导，很容易对周围设备造成影响，并引发二次事故，甚至出现火烧连营的重大安全事故。可见，现有开关柜泄压通道存在较多不足之处，需要对其进行改进。

发明内容

本发明提供一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法，在开关柜隔室顶部上方装设泄压通道，一方面可降低泄压盖的开启力，使泄压盖的开启时间缩短；另一方面可实现柜体内部高压高温气流的定向流通，从而减少高温气流对周边设备的影响，减少短路***冲击力对建筑物的威胁。

本发明采取的技术方案为：

一种开关柜内部短路燃弧泄压通道，包括安装在开关柜隔室顶部的泄压盖、缓冲室，所述缓冲室连接定向引弧通道，定向引弧通道穿过墙体延伸至墙体外部与外延部分相连。

考虑到前柜门、柜体侧面工作人员触及的几率比较大，为了防止从引弧通道逸出的高温气体对周围工作人员造成伤害。所述定向引弧通道由开关柜的后柜门一侧延伸至墙体外部。同时，为了防止喷出的高温高压气流对环境周边造成伤害，所述外延部分的出口采用圆弧角过渡朝向正上方。

所述开关柜隔室与缓冲室之间、定向引弧通道与外延部分之间均通过高强度螺栓固定，保证泄压通道与开关柜柜体间可靠相连，并方便拆卸。所述外延部分顶部装有防雨帽，以防止水分等进入柜体内部，且外延部分底部安装尺寸较小的金属网格，用于收集雨水、污秽等杂物。

所述泄压盖为带有铰链的盖子，泄压盖一侧通过金属螺栓固定，另一侧通过用强度较小的尼龙螺栓固定，可确保泄压盖快速可靠开启；铰链靠近金属螺栓一侧。

所述缓冲室底面尺寸小于或等于开关柜隔室的顶部尺寸；定向引弧通道的截面积要小于缓冲室侧面的面积。

一种开关柜内部短路燃弧泄压方法，当开关柜隔室内部发生短路***事故时，开关柜隔室顶部的泄压盖在超压作用下开启，高温高压气体从开关柜隔室排出进入缓冲室，并通过定向引弧通道和外延部分排至外部环境，从而实现了短路***高压高温气体的定向流动，减少对柜体和周围设备的影响。

当开关柜隔室中发生短路***事故时，泄压盖在超压作用下，尼龙螺栓首先发生断裂，泄压盖开启释放压力，金属螺栓由于强度较大，能够确保泄压盖开启过程与开关柜隔室顶部可靠相连。

本发明一种开关柜内部短路燃弧泄压通道及泄压方法，技术效果如下：

1、在开关柜隔室顶部上方装设泄压通道，一方面可降低泄压盖的开启力，使泄压盖的开启时间缩短；另一方面可实现柜体内部高压高温气流的定向流通，从而减少高温气流对周边设备的影响，减少短路***冲击力对建筑物的威胁。

2、将泄压盖折叠部位改为铰链后，其翻转过程产生的阻力将大幅度减小，泄压盖完全开启的时间与原方式相比约可降低35%左右，提高了泄压盖动作的可靠性与快速性；泄压盖表面的弯折程度也会明显改善。当发生一次燃弧***后，原折叠式泄压盖表面会出现较大弯曲变形，基本无法重复使用，而采用铰链方式后，泄压盖表面出现的形变较小，可提高泄压盖的重复使用率，节约成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的定向引弧通道结构示意图。

图3为本发明的泄压盖结构示意图。

具体实施方式

如图1~图3所示，一种改进开关柜泄压通道，该泄压通道由泄压盖B、缓冲室C、定向引弧通道D、外延部分E和防雨帽F四部分组成，材质均为铁，具体结构如图2所示。

开关柜隔室A顶部装有矩形的泄压盖B及与开关柜隔室A相连的缓冲室C，缓冲室C底面尺寸小于或等于开关柜隔室A的顶部尺寸；缓冲室C靠近开关柜后柜门的一侧接有连通的定向引弧通道D，定向引弧通道D的截面积要小于缓冲室C侧面的面积。定向引弧通道D延伸至墙体G，并穿过墙体G与外延部分E相连，外延部分E采用圆弧角过渡朝向正上方，以减小外延部分E对气流的阻力；由于开关柜需具备一定的防污防水等级，因此，外延部分E正上方需安装防雨帽F，以防止外部环境雨水等通过泄压通道进入开关柜隔室A内部，同时，在外延部分E底部安装尺寸较小的金属网格4，用于收集雨水、污秽等杂物。

开关柜隔室A与缓冲室C、缓冲室C与定向引弧通道D之间均用高强度螺栓固定，方便安装与拆卸；定向引弧通道D、外延部分E与墙体G之间同样采用高强度螺栓固定；外延部分E与防雨帽F之间利用四根铁制支撑条5通过焊接的方式相连，防雨帽F下沿距外延部分E出口的垂直距离为0.2或0.3 m。

该泄压通道的工作原理为：当开关柜隔室A内部发生短路***事故时，开关柜隔室A顶部泄压盖B在超压作用下开启，高温高压气体从开关柜隔室A排出进入缓冲室C，并通过定向引弧通道D和外延部分E排至外部环境，气流方向如图2和图3中箭头所示。从而实现了短路***高压高温气体的定向流动，减少对柜体和周围设备的影响。

为提高泄压盖B开启的可靠性，将折叠翻转式泄压盖改为铰链式，具体如图3所示。泄压盖B一侧由金属螺栓2固定，另一侧由尼龙螺栓3固定，尼龙螺栓3的断裂强度远低于金属螺栓，铰链1靠近金属螺栓2一侧。当开关柜隔室A中发生短路***事故时，泄压盖B在超压作用下，尼龙螺栓3首先发生断裂，泄压盖B开启释放压力，金属螺栓2由于强度较大，可确保泄压盖B开启过程与开关柜隔室A顶部可靠相连。

原折叠式泄压盖B在翻转过程中，需要克服钢板折叠带来的阻力，且阻力会随着翻转角度的增加而增大，而泄压盖所受压力会随着翻转角度的增加逐渐减小，从而在翻转后期泄压盖B的速度会逐渐下降，使得泄压盖B完全开启(90°以上)所需的时间较长，甚至出现开启角度较小的情况。将泄压盖B折叠部位改为铰链1后，其翻转过程产生的阻力将大幅度减小，可确保泄压盖B完全开启。

需要指出的是本发明泄压盖B不限于矩形泄压口，可以为任意面积，只需满足泄压要求即可。

另外缓冲室C的高度可根据需要进行调整，但应大于泄压盖B的翻转高度。

另外定向引弧通道D不限于矩形横截面，只需横截面积满足泄压要求即可。