等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和組裝方法。更具體而言，一種等離子體生成裝置組件包括基體，該基體包括內(nèi)部和頂表面，頂表面限定延伸穿過該頂表面的多個孔口。等離子體生成裝置組件還包括等離子體生成裝置和多個聯(lián)接部件。等離子體生成裝置定位于頂表面上，并且配置成在等離子體生成裝置被啟動時發(fā)射燒蝕等離子體。多個聯(lián)接部件延伸穿過多個孔口，并且配置成將等離子體生成裝置聯(lián)接到頂表面。
【專利說明】等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請大體而言涉及功率系統(tǒng)，并且更特定而言涉及等離子體生成裝置組件、電弧緩解(mitigation)裝置和組裝等離子體生成裝置組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的電功率電路和開關(guān)設(shè)備通常具有由諸如空氣或者氣體或固體電介質(zhì)等的絕緣體分開的導體。然而，如果這些導體過于緊密地定位在一起，或者如果導體之間的電壓超過導體之間絕緣體的絕緣性質(zhì),則電弧可發(fā)生。導體之間的絕緣體可變得電離,這使得絕緣體導電且使得電弧形成。此外，可能由于絕緣體歸因于老化的降解、嚙齒動物對絕緣體的損壞和/或不當?shù)木S護過程而出現(xiàn)電弧。
[0003]由于在相導體(phase conductor)之間、在相導體與中性導體之間或者在相導體與接地點之間的故障，電弧閃光導致能量的快速釋放。電弧閃光溫度可達到或超過20，000°C，這可使導體和相鄰設(shè)備面板汽化。此外，電弧閃光或故障與可對導體和相鄰設(shè)備導致嚴重損害的呈熱、強光、壓力波和/或聲波形式的大量能量的釋放相關(guān)聯(lián)。
[0004]一般而言，與電弧閃光事件相關(guān)聯(lián)的故障電流和能量低于與短路故障相關(guān)聯(lián)的故障電流和能量。由于在繼電器與清除電弧故障的斷路器之間固有的延遲，在故障位置可能發(fā)生大量損壞。
[0005]至少一些已知的系統(tǒng)使用電弧緩解系統(tǒng)來從電弧閃光或故障的位置轉(zhuǎn)移電弧能量。電弧緩解系統(tǒng)具有電弧容納裝置，其常常包括等離子體生成裝置，當檢測到電弧閃光事件時，該等離子體生成裝置將燒蝕(ablative)等離子體朝向電弧容納裝置內(nèi)的電極或者止于容納裝置內(nèi)側(cè)的帶電端子發(fā)射。燒蝕等離子體減小或中斷在電極之間的介質(zhì)或絕緣體的介電強度，并且介質(zhì)擊穿使得在電極之間形成電弧。電弧將能量從電弧閃光位置轉(zhuǎn)移，直到能量源減弱或斷開連接。
[0006]至少一些已知的等離子體生成裝置定位于基體(base)結(jié)構(gòu)或基座(pedestal)內(nèi)，其將等離子體生成裝置定位于離電極所希望的距離處。由于生成燒蝕等離子體且在電極之間形成電弧，因而在電弧容納裝置內(nèi)形成高壓和/或高溫氣體。高壓和/或高溫氣體可至少部分地通過等離子體生成裝置和基座逸出電弧容納裝置，從而導致電弧容納裝置的移動或移位，并且對電弧容納裝置的一個或多個緊固構(gòu)件導致應(yīng)力。這種移動和/或應(yīng)力還可對等離子體生成裝置、基座和/或電弧容納裝置的其它構(gòu)件導致?lián)p壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個方面，提供一種等離子體生成裝置組件，其包括基體，該基體包括內(nèi)部和頂表面，頂表面限定延伸穿過該頂表面的多個孔口。等離子體生成裝置組件還包括等離子體生成裝置和多個聯(lián)接部件。等離子體生成裝置定位于頂表面上，并且配置成在等離子體生成裝置被啟動時發(fā)射燒蝕等離子體。多個聯(lián)接部件延伸穿過多個孔口，并且配置成將等離子體生成裝置聯(lián)接到頂表面。[0008]在另一方面，提供一種用于從電事件排放能量的電弧緩解裝置，其包括:容納腔室；定位于容納腔室內(nèi)的多個電極；以及定位于容納腔室內(nèi)的等離子體生成裝置組件。等離子體生成裝置組件包括基體，該基體包括內(nèi)部和頂表面，頂表面限定延伸穿過該頂表面的多個孔口。等離子體生成裝置組件還包括等離子體生成裝置和多個聯(lián)接部件。等離子體生成裝置定位于頂表面上并且配置成發(fā)射燒蝕等離子體，使得電弧能夠形成于多個電極中的至少兩個之間，以從電事件轉(zhuǎn)移能量。多個聯(lián)接部件延伸穿過多個孔口，并且配置成將等離子體生成裝置聯(lián)接到頂表面。
[0009]在又一方面，提供一種組裝等離子體生成裝置組件的方法，其包括:將等離子體生成裝置定位于帽蓋的頂表面上，其中等離子體生成裝置包括多個端子；使用多個聯(lián)接部件將等離子體生成裝置密封地聯(lián)接到帽蓋；將多個等離子體生成裝置導體聯(lián)接到多個端子；以及將帽蓋密封地聯(lián)接到基座，使得靠近等離子體生成裝置的氣體被防止進入基座。
[0010]根據(jù)一方面，本發(fā)明提供了一種等離子體生成裝置組件，包括:基體，其包括內(nèi)部和頂表面，該頂表面限定延伸穿過頂表面的多個孔口 ；等離子體生成裝置，其定位于頂表面上，等離子體生成裝置配置成在等離子體生成裝置被啟動時發(fā)射燒蝕等離子體；以及多個聯(lián)接部件，其延伸穿過多個孔口并且配置成將等離子體生成裝置聯(lián)接到頂表面。
[0011]優(yōu)選地，多個聯(lián)接部件配置成密封孔口，使得靠近等離子體生成裝置的氣體被防止通過孔口流入內(nèi)部。
[0012]優(yōu)選地，等離子體生成裝置包括由燒蝕材料形成的多個臂。
[0013]優(yōu)選地，基體包括帽蓋和基座，帽蓋密封地聯(lián)接到基座，使得在帽蓋被聯(lián)接到基座時，靠近等離子體生成裝置的氣體被防止流入基座內(nèi)。
[0014]優(yōu)選地，該組件還包括多個等離子體生成裝置導體，其由聯(lián)接部件聯(lián)接到等離子體生成裝置。
[0015]優(yōu)選地，多個等離子體生成裝置導體延伸穿過基座。
[0016]優(yōu)選地，至少一個槽形成于等離子體生成裝置內(nèi)，以使等離子體生成裝置能夠通過至少一個槽排放燒蝕等離子體。
[0017]優(yōu)選地，等離子體生成裝置配置成相對于基體升高和降低，并且配置成在不移除帽蓋的情況下被替換。
[0018]優(yōu)選地，多個聯(lián)接部件成形為使得等離子體生成裝置能夠相對于基體升高和降低。
[0019]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種用于從電事件排放能量的電弧緩解裝置，電弧緩解裝置包括:容納腔室；定位于容納腔室內(nèi)的多個電極；以及定位于容納腔室內(nèi)的等離子體生成裝置組件。等離子體生成裝置組件包括:基體，其包括內(nèi)部和頂表面，該頂表面限定延伸穿過頂表面的多個孔口 ；等離子體生成裝置，其定位于頂表面上并且配置成發(fā)射燒蝕等離子體，使得電弧能夠形成于多個電極中的至少兩個之間，以將能量從電事件轉(zhuǎn)移；以及多個聯(lián)接部件，其延伸穿過多個孔口并且配置成將等離子體生成裝置聯(lián)接到頂表面。
[0020]優(yōu)選地，多個聯(lián)接部件配置成密封孔口，使得靠近等離子體生成裝置的氣體被防止通過孔口流入內(nèi)部。
[0021]優(yōu)選地，等離子體生成裝置包括由燒蝕材料形成的多個臂。
[0022]優(yōu)選地，基體包括帽蓋和基座，帽蓋密封地聯(lián)接到基座，使得在帽蓋被聯(lián)接到基座時，靠近等離子體生成裝置的氣體被防止流入基座內(nèi)。
[0023]優(yōu)選地，電弧緩解裝置還包括多個等離子體生成裝置導體，其由聯(lián)接部件聯(lián)接到等離子體生成裝置。
[0024]優(yōu)選地，多個等離子體生成裝置導體延伸穿過基座。
[0025]優(yōu)選地，至少一個槽形成于等離子體生成裝置內(nèi)，以使等離子體生成裝置能夠通過至少一個槽排放燒蝕等離子體。
[0026]優(yōu)選地，等離子體生成裝置配置成相對于基體升高和降低。
[0027]優(yōu)選地，多個聯(lián)接部件攻有螺紋，以使等離子體生成裝置能夠相對于帽蓋升高和降低。
[0028]根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供了一種組裝等離子體生成裝置組件的方法，該方法包括:將等離子體生成裝置定位于帽蓋的頂表面上，其中等離子體生成裝置包括多個端子；使用多個聯(lián)接部件將等離子體生成裝置密封地聯(lián)接到帽蓋；將多個等離子體生成裝置導體聯(lián)接到多個端子；以及將帽蓋密封地聯(lián)接到基座，使得靠近等離子體生成裝置的氣體被防止進入基座。
[0029]優(yōu)選地，該方法還包括:將多個等離子體生成裝置導體聯(lián)接到觸發(fā)電路，以使等離子體生成裝置能夠被觸發(fā)電路啟動，其中等離子體生成裝置配置成在等離子體生成裝置被啟動時排放燒蝕等離子體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為示例性功率分配系統(tǒng)的示意框圖。
[0031]圖2是可用于圖1所示的功率分配系統(tǒng)的示例性電弧緩解系統(tǒng)的示意圖。
[0032]圖3是可用于圖1所示的功率分配系統(tǒng)的、包括等離子體生成裝置組件的示例性電弧緩解裝置的頂部透視圖。
[0033]圖4為圖3所示的等離子體生成裝置組件的一部分的底部透視圖。
[0034]圖5為可用于組裝圖3和圖4所示的等離子體生成裝置組件的、組裝電弧緩解裝置的一部分的示例性方法的流程圖。
[0035]圖6為可用于圖3和圖4所示的等離子體生成裝置組件的示例性聯(lián)接部件的透視圖。
[0036]附圖標記:
100功率分配系統(tǒng) 102電功率源 104負載 106配電線 110導體 112第一相導體 114第二相導體 116第三相導體 118設(shè)備保護系統(tǒng) 120電弧閃光事件122控制器
124處理器
126存儲器
128電路中斷裝置
130電弧緩解系統(tǒng)
132電流傳感器
134第二傳感器
202電弧緩解裝置
204容納腔室
206等離子體生成裝置
208電極
210第一相電極
212第二相電極
214第三相電極
216腔
218觸發(fā)電路220電壓源222電流源
302等離子體生成裝置組件
303基體
304基座
306帽蓋
308基體
310頂表面
312底表面
314等離子體生成裝置導體
316臂
318中心
320槽
322端部
324等離子體生成裝置端子326聯(lián)接部件328 開口402方法
404將等離子體生成裝置聯(lián)接到帽蓋
406將導體聯(lián)接到端子
408將帽蓋聯(lián)接到基座
410將導體聯(lián)接到觸發(fā)電路
500聯(lián)接部件 502螺紋外部 504螺紋內(nèi)部 506橫槽 508頂部。
【具體實施方式】
[0037]在本文中描述等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和用于組裝等離子體生成裝置組件的方法的示例性實施例。電弧緩解裝置包括容納腔室、定位于容納腔室內(nèi)的多個電極、以及定位于容納腔室內(nèi)的等離子體生成裝置組件。等離子體生成裝置組件包括中空基座、帽蓋和等離子體生成裝置。多個等離子體生成裝置導體延伸穿過基座且聯(lián)接到觸發(fā)電路。觸發(fā)電路配置成啟動等離子體生成裝置以朝向容納腔室內(nèi)的電極排放燒蝕等離子體。燒蝕等離子體便于使電弧能夠在電極之間形成以從電故障轉(zhuǎn)移或排放能量。在示例性實施例中，等離子體生成裝置由多個聯(lián)接部件密封地聯(lián)接到帽蓋，并且帽蓋被密封地聯(lián)接到基座。因此，氣體例如空氣和/或由電弧形成的其它排氣被防止流動通過基座和帽蓋，從而在電弧緩解裝置操作期間減輕或排除基座和/或電弧緩解裝置的移動或移位。
[0038]圖1為可用于將從電功率源102接收的電功率(即，電流和電壓)分配到一個或多個負載104的示例性功率分配系統(tǒng)100的示意框圖。功率分配系統(tǒng)100包括多根配電線106，其從電功率源102接收電流，例如三相交流(AC)。備選地，功率分配系統(tǒng)100可通過使功率分配系統(tǒng)100能夠如本文所述起作用的任何合適數(shù)量的配電線106來接收任意任意數(shù)量相的電流。
[0039]電功率源102包括例如電功率分配網(wǎng)絡(luò)或“電網(wǎng)”、蒸汽渦輪發(fā)電機、燃氣渦輪發(fā)電機、風力渦輪發(fā)電機、水電發(fā)電機或太陽能電池板陣列和/或生成電功率的任何其它裝置或系統(tǒng)。負載104可包括例如機械、馬達、燈光和/或制造、發(fā)電或分配設(shè)施的其它電氣和機電設(shè)備。
[0040]配電線106被布置為多個導體110。在示例性實施例中，導體110包括第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116。第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116聯(lián)接到設(shè)備保護系統(tǒng)118，以用于分別將電流的第一相、電流的第二相和電流的第三相傳輸?shù)皆O(shè)備保護系統(tǒng)118。
[0041]在示例性實施例中，設(shè)備保護系統(tǒng)118為開關(guān)設(shè)備單元，其保護功率分配系統(tǒng)100和/或負載104避免在功率分配系統(tǒng)100內(nèi)可能發(fā)生的電故障。例如，在一個實施例中，設(shè)備保護系統(tǒng)118為中壓開關(guān)設(shè)備單元，其可在約I千伏(kV)與約52kV之間的電壓下操作或額定操作。更具體而言，設(shè)備保護系統(tǒng)118在若檢測到電弧閃光事件120時使負載104與配電線106(和與電功率源102)斷開電連接以中斷電流。備選地，設(shè)備保護系統(tǒng)118為使功率分配系統(tǒng)100能夠選擇性地防止電流流到負載104的任何其它保護系統(tǒng)。
[0042]如本文所用，“電弧閃光事件”是指歸因于在兩個或更多電導體之間的故障的能量快速釋放。能量的快速釋放可導致壓力波、金屬碎片、升高的溫度、聲波和/或光靠近故障生成，例如在設(shè)備保護系統(tǒng)118和/或功率分配系統(tǒng)100內(nèi)。
[0043]在示例性實施例中，設(shè)備保護系統(tǒng)118包括控制器122，其包括處理器124和聯(lián)接到處理器124的存儲器126。處理器124控制和/或監(jiān)視設(shè)備保護系統(tǒng)118的操作。備選地，設(shè)備保護系統(tǒng)118包括用于控制和/或監(jiān)視設(shè)備保護系統(tǒng)118的操作的任何其它合適的電路或裝置。
[0044]應(yīng)了解，術(shù)語“處理器”大體上指任何可編程的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)和微處理器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路、以及能夠執(zhí)行本文所述功能的任何其它電路或處理器。上述示例只是示例性的，且因此并不意圖以任何方式限制術(shù)語“處理器”的定義和/或含義。
[0045]設(shè)備保護系統(tǒng)118包括聯(lián)接到第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116的電路中斷裝置128。電路中斷裝置128由控制器122控制或啟動，以中斷流動通過第一相導體122、第二相導體114和第三相導體116的電流。在示例性實施例中，電路中斷裝置128包括斷路器、接觸器、開關(guān)和/或使電流能夠被控制器122可控地中斷的任何其它裝置。
[0046]電弧緩解系統(tǒng)130或電氣故障緩解系統(tǒng)130由第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116聯(lián)接到電路中斷裝置128。此外，控制器122通信地聯(lián)接到電弧緩解系統(tǒng)130。
[0047]在示例性實施例中，設(shè)備保護系統(tǒng)118還包括至少一個第一或電流傳感器132和至少一個第二傳感器134。第二傳感器134可包括但不限于光學、聲學、電壓和/或壓力傳感器。電流傳感器132聯(lián)接到第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116或定位于其附近，以測量和/或檢測流動通過導體112、114和116的電流。備選地，單獨的電流傳感器132聯(lián)接到第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116中的每一個或定位于其附近，以測量和/或檢測流動通過其的電流。在示例性實施例中，電流傳感器132為電流互感器、羅戈夫斯基線圈、霍爾效應(yīng)傳感器和/或分流器。備選地，電流傳感器132可包括使設(shè)備保護系統(tǒng)118能夠如本文所述起作用的任何其它傳感器。在示例性實施例中，每個電流傳感器132生成表示所測量或檢測的流動通過第一相導體112、第二相導體114和/或第三相導體116的電流的一個或多個信號(在下文中被稱作“電流信號”)，并且將電流信號傳輸?shù)娇刂破?22。
[0048]第二傳感器134在示例性實施例中通過測量一個或多個物理特性(例如由電弧閃光事件120在設(shè)備保護系統(tǒng)118內(nèi)生成的光量、聲壓、功率分配系統(tǒng)100的電壓降低和/或大氣壓)來測量和/或檢測電弧閃光事件。第二傳感器134生成表示所測量或檢測的物理特性的一個或多個信號(在下文中被稱作“傳感器信號”)，并且將傳感器信號傳輸?shù)娇刂破?122。
[0049]控制器122分析電流信號和傳感器信號，以確定和/或檢測是否已發(fā)生電弧閃光事件120。更具體而言，控制器122比較傳感器信號和/或電流信號與一個或多個規(guī)則或閾值，以確定傳感器信號和/或電流信號是否包含電弧閃光事件120的指示。如果控制器122基于傳感器信號和/或電流信號確定已發(fā)生電弧閃光事件120，則控制器122將跳閘信號傳輸?shù)诫娐分袛嘌b置128并將啟動信號傳輸?shù)诫娀【徑庀到y(tǒng)130。電路中斷裝置128響應(yīng)于跳閘信號而中斷流動通過第一相導體112、第二相導體114和第三相導體116的電流。電弧緩解系統(tǒng)130將來自電弧閃光事件120的能量轉(zhuǎn)移和/或排放到電弧緩解系統(tǒng)130中，如在本文中更全面描述的。
[0050]圖2是可用于功率分配系統(tǒng)100(圖1中示出)的示例性電弧緩解系統(tǒng)130的示意圖。在示例性實施例中，電弧緩解系統(tǒng)130包括電弧緩解裝置202。[0051]在示例性實施例中，電弧緩解裝置202通信地聯(lián)接到控制器122且由控制器122控制。電弧緩解裝置202包括:一個或多個容納腔室204，其封閉等離子體生成裝置206 (有時被稱作“等離子體槍”)；和多個電極208，例如第一相電極210、第二相電極212和第三相電極214。更具體而言，第一相電極210、第二相電極212、第三相電極214和等離子體生成裝置206定位于在容納腔室204內(nèi)限定的腔216內(nèi)。第一相電極210聯(lián)接到第一相導體112，第二相電極212聯(lián)接到第二相導體114，并且第三相電極214聯(lián)接到第三相導體116。在示例性實施例中，等離子體生成裝置206為星形配置的縱向等離子體生成裝置。備選地，等離子體生成裝置206以使等離子體生成裝置206能夠如本文所述起作用的任何其它合適方式來配置。
[0052]在示例性實施例中，觸發(fā)電路218聯(lián)接到電弧緩解裝置202，并且更具體而言聯(lián)接到等離子體生成裝置206，以啟動等離子體生成裝置206。更具體而言，觸發(fā)電路218從控制器122接收啟動信號并且利用電壓信號和/或電流信號給等離子體生成裝置通電。在示例性實施例中，觸發(fā)電路218為包括電壓源220和電流源22的雙源電路。響應(yīng)于啟動信號，電壓源220跨過等離子體生成裝置206的電極(未示出)施加電壓，使得安置于等離子體生成裝置電極之間的截留空氣和/或其它絕緣材料的電擊穿發(fā)生。響應(yīng)于啟動信號，電壓源220便于跨過等離子體生成裝置電極產(chǎn)生高量值電流或高量值電流脈沖(例如，在一個實施例中，在約I千安培(kA)與約IOkA之間)，其具有在約10微秒與約100微秒之間的持續(xù)時間。等離子體生成裝置206內(nèi)的高量值電流導致高密度燒蝕等離子體在等離子體生成裝置206內(nèi)生成。等離子體生成裝置206被設(shè)計成在電極208之間引導或排放生成的燒蝕等離子體。在示例性實施例中，觸發(fā)電路218定位于容納腔室204外側(cè)，并且由多個等離子體生成裝置導體(在圖2中未圖示)聯(lián)接到等離子體生成裝置206。備選地，觸發(fā)電路218定位于容納腔室204內(nèi)。
[0053]在操作期間，如果電弧閃光事件120發(fā)生，則控制器122 (均在圖1中示出)將啟動信號傳輸給等離子體生成裝置206，并且等離子體生成裝置206將燒蝕等離子體發(fā)射到電極208之間的間隙內(nèi)。燒蝕等離子體“擊穿”或減小電極208之間的空氣或其它絕緣材料的介電強度，并且導致低阻抗路徑以供電流在電極208之間行進。低阻抗路徑具有比與電弧閃光事件120相關(guān)聯(lián)的有效阻抗更低的有效阻抗。因此，等離子體生成裝置206導致電流的第一相被電聯(lián)接到電流的第二相，電流的第二相被電聯(lián)接到電流的第三相，和/或電流的第三相被電聯(lián)接到電流的第一相。因此，電流被遠離電弧閃光事件120引導至電極208，使得電弧形成于電極208之間。因此，在容納腔室204內(nèi)排放電弧閃光事件120的能量，從而緩解在設(shè)備保護系統(tǒng)118和/或功率分配系統(tǒng)110內(nèi)的電弧閃光事件120的原本不希望的結(jié)果。
[0054]在容納腔室204內(nèi)(即，腔216內(nèi))生成的一個或多個電弧可導致腔216內(nèi)的空氣或其它氣體徑向膨脹，從而導致氣體被加熱且壓力增加。此外，電極208可至少部分地腐蝕且導致金屬碎片形成。如在本文中更全面描述的，等離子體生成裝置206基本上為密封的或氣密的，使得圍繞等離子體生成裝置206的受熱氣體被防止進入或流動通過等離子體生成裝置206。而是，受熱氣體通過容納腔室204的通風口(未示出)被排放。因此，在電弧閃光事件120期間可能存在的大量能量可在容納腔室204內(nèi)排放，而不是以不受限制的方式在電弧閃光事件120的地點排放。便于增加設(shè)備保護系統(tǒng)118和/或功率分配系統(tǒng)110的安全性，并且便于減輕電弧閃光事件120對設(shè)備保護系統(tǒng)118和/或功率分配系統(tǒng)110的損壞。
[0055]圖3是可用于功率分配系統(tǒng)100(圖1中示出)的、包括等離子體生成裝置組件302的示例性電弧緩解裝置202的頂部透視圖。圖4為等離子體生成裝置組件302的一部分的底部透視圖。在示例性實施例中，等離子體生成裝置組件302相對于電弧緩解裝置202的第一相電極210、第二相電極212和第三相電極214定位。
[0056]等離子體生成裝置組件302包括等離子體生成裝置206和基體303?；w303包括基座304和聯(lián)接到基座304的帽蓋306。更具體而言，帽蓋306密封地聯(lián)接到基座304，以防止諸如空氣的氣體從圍繞等離子體生成裝置206的腔216進入在帽蓋306和/或基座304內(nèi)限定的內(nèi)部。
[0057]基座304定位于腔216內(nèi)且聯(lián)接到容納腔室204的基體308。帽蓋306聯(lián)接到基座，并且帽蓋306包括頂表面310 (在圖3中示出)和底表面312 (在圖4中示出)。更具體而言，帽蓋306在底表面312或其鄰近處聯(lián)接到基座304。
[0058]在示例性實施例中，基座304為基本中空的，以使多個等離子體生成裝置導體314能夠延伸穿過基座304以聯(lián)接到觸發(fā)電路218(在圖2中示出)。在示例性實施例中，基座304和帽蓋306由絕緣材料或復(fù)合材料(即，金屬和聚合物的組合)制成，絕緣材料例如聚四氟乙烯或聚酰胺材料，如尼龍。備選地，基座304和/或帽蓋306由具有高介電性質(zhì)、弧阻、結(jié)構(gòu)強度、熱強度和/或低可燃性的任何其它合適材料制成。
[0059]參考圖3，等離子體生成裝置206聯(lián)接到帽蓋306的頂表面310，使得等離子體生成裝置206延伸到腔216內(nèi)且開向腔216。等離子體生成裝置206包括從等離子體生成裝置206的中心318向外延伸以形成基本上三角形或星形形狀的多個臂316。槽320形成于每個臂316內(nèi)，并且每個槽320從中心318朝向相關(guān)聯(lián)臂316的端部322延伸。在示例性實施例中，在等離子體生成裝置206的操作期間生成的燒蝕等離子體通過槽320排放到腔216內(nèi)，朝向第一相電極210、第二相電極212和第三相電極214。
[0060]在示例性實施例中，臂316由諸如燒蝕聚合物的燒蝕材料和/或使得電弧緩解裝置202能夠如本文所述起作用的任何其它材料的一個或多個板或?qū)又瞥?。當檢測到電弧閃光事件120時,臂316的燒蝕材料的至少一部分被燒蝕且朝向第一相電極210、第二相電極212和/或第三相電極214排放，如在本文中更全面描述的。
[0061]等離子體生成裝置206包括從等離子體生成裝置臂316延伸的多個端子324。更具體而言，在示例性實施例中，一對等離子體生成裝置端子324聯(lián)接到每個臂316以為每個臂316提供電壓差或偏壓。在示例性實施例中，這對等離子體生成裝置端子324由等離子體生成裝置導體314聯(lián)接到電流源222 (在圖2中示出)。此外，至少一個等離子體生成裝置端子324由至少一個等離子體生成裝置導體314聯(lián)接到電壓源220 (在圖2中示出)。每個等離子體生成裝置端子324還由聯(lián)接部件326聯(lián)接到帽蓋306，使得等離子體生成裝置206由聯(lián)接部件326聯(lián)接到帽蓋306。
[0062]在示例性實施例中，聯(lián)接部件326包括但不限于一個或多個螺栓、螺母、螺柱、銷、螺釘和/或使端子324能夠聯(lián)接到帽蓋306的任何其它構(gòu)件。聯(lián)接部件326通過在帽蓋306中限定的孔口或開口 328插入，使得聯(lián)接部件326 (和開口 328)從頂表面310延伸到底表面312。在示例性實施例中，開口 328為在等離子體生成裝置206的組裝期間使得聯(lián)接部件326能夠與等離子體生成裝置導體314對準的螺紋開口。此外，橫槽被包括于聯(lián)接部件326的頂部，以使聯(lián)接部件326能夠與等離子體生成裝置導體314和/或等離子體生成裝置端子324對準。
[0063]在一個實施例中，聯(lián)接部件326將端子324可移除地聯(lián)接到帽蓋306，使得等離子體生成裝置206可被方便地移除而不需要等離子體生成裝置206的拆卸。例如，可通過從聯(lián)接部件326旋松或以其它方式斷開等離子體生成裝置端子324來移除和/或替換等離子體生成裝置206，而帽蓋306保持附連到基座304，并且同時等離子體生成裝置導體314保持連接到聯(lián)接部件326。此外，當聯(lián)接部件326穿過開口 328插入時，聯(lián)接部件326基本上密封開口 328，以將端子324和等離子體生成裝置206密封地聯(lián)接到帽蓋306。因此，可防止腔216內(nèi)的空氣或其它氣體進入或流過帽蓋306中的開口 328。在示例性實施例中，聯(lián)接部件326還被維持在彼此分開的位置(例如，每個聯(lián)接部件326被維持在基本上平行于另一個聯(lián)接部件326的位置)。因此，聯(lián)接部件326的位置便于防止聯(lián)接部件326彼此接觸，從而減小在等離子體生成裝置206處發(fā)生短路的可能性，并且增加等離子體生成裝置206的可靠性。
[0064]此外，在示例性實施例中，聯(lián)接部件326 (和帽蓋306中的開口 328)攻有螺紋或以其它方式成形為使等離子體生成裝置206能夠相對于帽蓋306升高或降低同時維持密封的開口 328，或者在不移除帽蓋306的情況下被替換。因此，在等離子體生成裝置206與第一相電極210、第二相電極212和/或第二相電極214之間的距離可通過在帽蓋306的開口328內(nèi)調(diào)整(例如，旋緊或旋松)聯(lián)接部件326來調(diào)整。
[0065]參考圖4，等離子體生成裝置導體314由聯(lián)接部件326聯(lián)接到等離子體生成裝置206。更具體而言，等離子體生成裝置導體314在帽蓋306的底表面312處由聯(lián)接部件326聯(lián)接到每個等離子體生成裝置端子324。每個等離子體生成裝置導體314延伸穿過基座304且聯(lián)接到觸發(fā)電路218。因此，等離子體生成裝置導體314被基座304保護避免在腔216內(nèi)形成的熱氣體和/或電弧。
[0066]圖5為組裝電弧緩解裝置例如電弧緩解裝置202 (在圖2中示出)的至少一部分的示例性方法400的流程圖。例如，方法400可用于組裝等離子體生成裝置組件302 (在圖3和圖4中示出)。
[0067]方法400包括將等離子體生成裝置例如等離子體生成裝置206 (在圖2中示出)定位402于基座帽蓋306的頂表面310上。因此，等離子體生成裝置206暴露于或延伸到腔216內(nèi)。
[0068]等離子體生成裝置206使用多個聯(lián)接部件326密封地聯(lián)接404到帽蓋306。更具體而言，聯(lián)接部件326通過在帽蓋306內(nèi)限定的開口 328被插入以密封開口 328。在一個實施例中，聯(lián)接部件326和開口 328攻有螺紋或以其它方式成形為使得等離子體生成裝置206能夠相對于帽蓋306升高或降低。
[0069]多個等離子體生成裝置導體314聯(lián)接406到等離子體生成裝置206的多個端子324。等離子體生成裝置導體314延伸穿過基座304，并且帽蓋306密封地聯(lián)接408到基座304。等離子體生成裝置導體314聯(lián)接410到觸發(fā)電路218，以使觸發(fā)電路218能夠響應(yīng)于所檢測的電弧閃光事件120而啟動等離子體生成裝置206。
[0070]圖6為可用于等離子體生成裝置組件302 (在圖3中示出)的示例性聯(lián)接部件500例如聯(lián)接部件326(在圖3中示出)的透視圖。在示例性實施例中，每個聯(lián)接部件500包括與帽蓋306的開口 328 (在圖3中示出)螺紋接合的螺紋外部502。每個聯(lián)接部件500還包括接納螺栓、螺釘和/或使得聯(lián)接部件500能夠被聯(lián)接到等離子體生成裝置電極或端子324(在圖4中示出)的任何其它合適裝置的螺紋內(nèi)部504。
[0071]此外，橫槽506限定于每個聯(lián)接部件500的頂部508中，以使聯(lián)接部件500能夠相對于等離子體生成裝置206和/或相對于帽蓋306的頂表面310被調(diào)整。例如，螺絲刀或另一工具可插入橫槽506內(nèi)以旋轉(zhuǎn)聯(lián)接部件500，從而導致聯(lián)接部件500和/或等離子體生成裝置206相對于頂表面310升高或降低。應(yīng)認識到，雖然橫槽506在圖6中被示出為基本槽形(即，基本上為矩形)，但橫槽506可具有使聯(lián)接部件500能夠如本文所述起作用的任何合適形狀和/或配置。
[0072]等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和組裝等離子體生成裝置組件的方法的示例性實施例在上文中詳細地描述。等離子體生成裝置組件、電弧緩解裝置和方法不限于本文所描述的具體實施例，而是，方法的步驟和/或等離子體生成裝置組件和/或電弧緩解裝置的構(gòu)件可與本文所描述的其它步驟和/或構(gòu)件單獨地和獨立地利用。此外，所描述的操作和/或構(gòu)件還可限定在其它系統(tǒng)、方法和/或裝置中或與其聯(lián)用，并且不限于僅用如本文所述的方法和系統(tǒng)來實踐。
[0073]盡管本發(fā)明結(jié)合示例性功率分配系統(tǒng)來描述，但本發(fā)明的實施例可結(jié)合許多其它功率系統(tǒng)或其它系統(tǒng)和裝置來操作。本文中描述的功率分配系統(tǒng)并不意圖提出對本發(fā)明任何方面的用途或功能范圍的任何限制。此外，功率分配系統(tǒng)不應(yīng)被解釋為具有與示例性操作環(huán)境中所示的任一構(gòu)件或構(gòu)件組合相關(guān)的任何依賴性或要求。
[0074]在本文所示和所描述的本發(fā)明的實施例中的實施或執(zhí)行次序并非至關(guān)重要的，除非另外規(guī)定。即，除非另外規(guī)定，可以以任何次序來執(zhí)行步驟，且本發(fā)明的實施例可包括比本文所公開的那些更多或更少的步驟。例如，在本發(fā)明方面的范圍內(nèi)設(shè)想到在另一步之前、同時或之后實施或執(zhí)行特定步驟。
[0075]盡管在一些附圖中而未在其它附圖中示出了本發(fā)明的各種實施例的具體特征，但這只是出于方便目的。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可與任何其它附圖的任何特征相結(jié)合地提及和/或要求保護。
[0076]本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的字面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言并無實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)元件，那么這樣的其它示例意圖在權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體生成裝置組件，包括: 基體，其包括內(nèi)部和頂表面，該頂表面限定延伸穿過所述頂表面的多個孔口 ； 等離子體生成裝置，其定位于所述頂表面上，所述等離子體生成裝置配置成在所述等離子體生成裝置被啟動時發(fā)射燒蝕等離子體；以及 多個聯(lián)接部件，其延伸穿過所述多個孔口并且配置成將所述等離子體生成裝置聯(lián)接到所述頂表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述多個聯(lián)接部件配置成密封所述孔口，使得靠近所述等離子體生成裝置的氣體被防止通過所述孔口流入所述內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述等離子體生成裝置包括由燒蝕材料形成的多個臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述基體包括帽蓋和基座，所述帽蓋密封地聯(lián)接到所述基座，使得在所述帽蓋被聯(lián)接到所述基座時，靠近所述等離子體生成裝置的氣體被防止流入所述基座內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，還包括多個等離子體生成裝置導體，其由所述聯(lián)接部件聯(lián)接到所述等離子體生成裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述多個等離子體生成裝置導體延伸穿過所述基座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，至少一個槽形成于所述等離子體生成裝置內(nèi)，以使所述等離子體生成裝置能夠通過所述至少一個槽排放燒蝕等離子體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述等離子體生成裝置配置成相對于所述基體升高和降低，并且配置成在不移除所述帽蓋的情況下被替換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體生成裝置組件，其特征在于，所述多個聯(lián)接部件成形為使得所述等離子體生成裝置能夠相對于所述基體升高和降低。
10.一種用于從電事件排放能量的電弧緩解裝置，所述電弧緩解裝置包括: 容納腔室； 定位于所述容納腔室內(nèi)的多個電極；以及 定位于所述容納腔室內(nèi)的等離子體生成裝置組件，所述等離子體生成裝置組件包括: 基體，其包括內(nèi)部和頂表面，該頂表面限定延伸穿過所述頂表面的多個孔口 ； 等離子體生成裝置，其定位于所述頂表面上并且配置成發(fā)射燒蝕等離子體，使得電弧能夠形成于所述多個電極中的至少兩個之間，以將能量從所述電事件轉(zhuǎn)移；以及 多個聯(lián)接部件，其延伸穿過所述多個孔口并且配置成將所述等離子體生成裝置聯(lián)接到所述頂表面。
【文檔編號】H05H1/48GK103796408SQ201310523027
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】S.N.帕爾瓦迪, D.S.P.巴拉, R.庫馬 申請人:通用電氣公司