CN105470819B

CN105470819B - 用于电弧管理的电气装置、***和方法

Info

Publication number: CN105470819B
Application number: CN201510630051.7A
Authority: CN
Inventors: 蒂莫西·R·法伯尔; 卡梅伦·L·伍德森
Original assignee: Schneider Electric USA Inc
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: EP3002838A1; CA2903721A1; CN105470819A; MX2015012655A; MX348844B; CA2903721C; EP3002838B1

Abstract

本文涉及到用于主断路器线路侧功率导体的被动电弧保护。在开关柜中，主断路器上游的线路侧功率导体被衰减/灭除电弧的通道和位于在导体与主断路器的接头之前的位置的防护管道围绕。因此，可在断路器之前具有被动电弧衰减，可预测和控制个人防护装置(PPE)级别，且大幅减少了在电弧事件期间对断路器动作的需求。

Description

用于电弧管理的电气装置、***和方法

本申请要求在先申请CRC-0266[美国，2012年4月20日提交的]13/452,145和CRC-0275[WO，2013年7月17日提交的]PCT/US13/50797的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及配电装置和被包含在本文一般称之为机柜的壳体内的导体，然而这种壳体不必要地具有得益于本发明而设计的门。本发明更具体地涉及通过在输入功率导体上使用用于电气外壳的遂道式灭弧***来被动防止并控制电气柜中意外的电弧故障的作用。

背景技术

在电气柜中的不期望的和/或不受控制的电弧事件(即，通过气体放电)，也被称之为电弧故障，是众所周知的，并且其包含由电弧闪光和电弧***(后文为了方便起见将其称为电弧***)引起的潜在的对装置的破坏和对操作环境中的人员的伤害。本领域中熟知的是被动电弧控制方式和主动电弧控制方式两种。被动方式包含对机柜的电弧***能量和出气的遏制和定向排气。其他被动方式可包含致力于承受***的机柜结构的加固。上述被动方式中任何一种均不限制故障持续时间。当然，越快地控制住电弧，则电弧事件造成的损坏则可能越少。

申请人先前已经在其在先申请[2012年4月20日提交的美国序列号13/452,145；以及2013年7月17日提交的WO国际申请第PCT/US13/50797](文件号分别为CRC-0266和CRC-0275)中公开了被动电弧衰减和灭除方式。申请人详述描述的被动灭弧的先前申请主要聚焦于断路器对电源母线的连接。这两个申请通过引用整个地被并入本文。

主动电弧控制方式通常包含用于控制电流的探测和切换机构的一些形式。关于主动方式的问题可包含耗费、令人讨厌的跳闸、速度和未被检测到的***故障。

其他的关注是缺乏对分支***的选择性中断。本质上，无论何时在断路器的线路侧上具有电弧故障，在本文中统一被称为“紧邻上游电路中断设备”或为了简洁称为“紧邻上游设备”的紧邻最高级别的中断设备(即，例如，上游断路器、熔断器等等)必须打开电路，以保护配电基础设施和下游电路/负载。出于解释的目的，紧邻上游设备将被称为断路器，尽管，再次地，应理解的是其可以是熔断器或其他类型的电路中断设备。然后，问题当然是当电弧只发生在一个位置(即，分支)时，该动作可能中断若干个分支(即，位置)的电力。

图1示出的是一般由数字100指示的示例性电力防护和分配***。例如通过断路器113将来自电力网112的电功率传输到三个建筑物115A、115B、115C。每一个建筑物具有其自己的配电装置，一般在本文统一称之为机柜内的机构或开关柜114，如图2中更详细地所示。开关柜114容纳主断路器116、配电母线118和一个或多个下游断路器120A、120B...120N。

主断路器116保护整个设施，并额定通过最高预期持续电流。例如，配电母线118可包括能够传导大电流的实心铜条。每一个下游断路器120A、120B...120N被额定用于较低电流，且分别在独立的配电电路分支122A、122B…122N上将电力分配给多个电气负载124。

主断路器116的任何点上游(即，在线路侧)具有断路器113，因为其是紧邻上游设备。因为，断路器(或者一般地中断设备)仅感测其负载侧的故障状态，如果电弧故障发生在主断路器116的线路侧，那么只有在本文中是断路器113的紧邻上游设备打开以挽救下游装置。当断路器113打开(中断电流)时，三个建筑物其电力全部被中断。这是选择性问题。人们可以假设，在支状结构中，任何断路器的线路侧具有紧邻上游设备。

发明内容

通过路由各种母线或线缆到各种配电设备(包含电路中断设备，一般是断路器(在本文中可互换地使用这两个术语))建立各种下游电路支路和负载，电力输入到开关柜且必须经过开关柜进行分配。由于机柜结构的架构和电气考虑，导体的运行必须有起点、终点和改变方向。这种变化涉及用于导体到导体的连接的非绝缘接头。这种接头很可能是电弧发生的点。

本领域普遍的是，快速的、电气的、被动机构用于在电气柜内部控制和灭除电弧事件。为此目的，本发明在其各方面和实施方式中引导并提供了具有用于导体的电弧控制围绕物的电弧管理***。电弧控制围绕物的一部分形成大体上管状的“电弧通道”，其围绕输入功率导体的非绝缘接头，以便引导并控制电弧故障。电弧通道的一端可被连接到围绕导体的其他延长件的管道。电弧通道的另一端可终止于腔室，腔室可形成几何体并充当用于保持衰减的电弧直至其被消除的腔。因为电弧控制结构可被认为是基本上管状的，所以常用于弯曲面的术语可在本文中用作解释帮助。电弧通道将延长初次产生的电弧，并如有需要的话，与相关的腔室一起衰减电流和温度，直至最优地电弧被灭除。电弧通道和相关管道可进一步提供对抗不期望的实心导体形成/渗透的屏障。

因此，可由电弧管理***提供若干优点，包含：通过对诸如掉落的工具或虫害的无意中进入的短路导体的物理屏障的电弧防护；以及利用通过电弧通道和相关的排气通道产生的灭除或衰减的电弧通道作用，所述电弧通道和相关的排气通道其尺寸、定位和布置被设计成抽取并冷却电弧，从而减少其电流和相关装置的热量，以及安全效益。

在电弧闪光保护的领域里，最重要的关注点之一是在开关柜中传送电网电力的线路侧功率导体。这些导体是源导体，其通常将一个配电装置的主断路器连接到其上游电源，并在其最不妨碍的状态下，提供将由该装置分配的绝大多数的电力。因此，这些导体通常由电压、电流和时间表示最高功率可用性；在装置中，并由此表示电弧闪光能量的最高级别。因此，当处理这些导体和与其相连接的分配装置时，最高级别的个人防护装置(PPE)必须用于装置的操作或服务。应认识到的是，在不利用本发明的情况下，PPE级别将由机柜的主断路器之上的紧邻上游设备的防护级别来确定。该紧邻上游设备有时候可被称为“远程上游设备”，因为按照定义，该设备位于机柜外面。

简短地，当计算电弧闪光能量时，存在计算在特定装备处的当前可用电弧闪光能量的两种不同的数学方法，这两种不同的数学方法在NFPA70E的附录D中被详细描述。

一种方法，通常被称为关于方形盒中的电弧闪光的NFPA70E方程：

E_MB＝1038.7D_B ^-1.4738×t_A[0.0093F² 0.3453F+5.9673]

其中，E_MB是电弧闪光能量，D_B是工作距离(来自IEEE 1584的表3)，t_A是电弧的持续时间，以及F是短路(或故障)电流。该方程使用英寸来进行距离测量，并直接以卡路里每厘米平方(cal/cm²)给出结果。在理解本发明之后，应理解的是，由本发明的电弧控制结构控制t_A和F。

关于控制电弧故障，本发明使用与之前所述的在申请人的[CRC-0266AND CRC-0275]中的被动电弧衰减和消除技术相似的技术，并在本文中有时候为了简单起见被称之为“电弧块”技术或结构。本发明的电弧块技术位于围绕输入导体的非绝缘接头的开关柜的主断路器之上(即，其上游)。在该位置，电弧块技术可通过减少用于这些上游导体的电弧闪光的发生可能性和通过减少由堵塞其能量的电弧而确实发生的任何电弧闪光的密度和持续时间以实现衰减或灭除，提供安全性和装置可靠性方面的显著优势。

该被动电弧块技术的延伸至主断路器的电源连接的电气上游，而不管其是否物理上位于机柜中，可具有若干个关键优势：

1.电弧块以完全独立于远程上游设备的方式运行，并不受其性能设置影响。不管远程上游设备断路器设置或甚至远程上游设备无法运行，电弧块清除故障。

2.可被动消除装置中的电弧，保持主断路器不跳闸，以及下游负载在线，从而增强电气***的可靠性。

3.事先将要知道电弧块的额定的事件能量，包括所有的操作电压和短路电流，并可在出厂时直接标记出。因此，可避免对现场电弧闪光研究的需求。

4.因为现在由电弧块控制输入机柜的能量，机柜中可得到的电弧闪光能量的上限变为主断路器设置的函数，并可相应地调节PPE。

5.开始于主断路器的下游的内部电弧故障不能转移到在主断路器之上的线路侧导体，因为电弧块结构将提供物理屏障以防止转移。

另外，具有排气通道的导流通风可被合并到用于装置的电弧块***，分配机构的操作温度可以更低，导致更佳的性能而更少的材料耗费。通过结合电弧管理结构和通风结构，可在电气外壳的通常受限的空间中结合和使用该两种结构的优点。可进一步将本发明的电弧块结构与根据申请人的先前指导定位的(即位于断路器的背板处的)额外的电弧块结构整合以便实现更大的电弧控制。

在其各方面中，本发明可提供适应性强的电弧管理和通风***，其具有主断路器上游的被动电弧衰减，尤其在抽取式断路器配置中。

本发明的实施方式还包括以下内容：

(1)一种用于对电弧故障进行被动管理的电气装置，所述装置包括：

a.开关柜，所述开关柜中具有：

b.主断路器，其用于中断通过所述机柜的所有下游电力；

c.所述主断路器下游的至少一个支路断路器，用于中断至支路电路的电力；

d.多相线配电母线，其用于将电网电力输送到所述开关柜，并附接到所述主断路器的线路侧连接部；以及

e.电弧块结构，其位于所述主断路器的所述线路侧连接部的上游，所述电弧块结构具有相线屏障，所述相线屏障在所述配电母线的多个相线周围形成电弧通道，所述电弧通道具有足够的长度和体积，以使得发生在其中的电弧衰减。

(2)根据(1)所述的电气装置，其中，所述电弧通道具有足够的长度和体积，以灭除发生在其中的电弧。

(3)根据(1)所述的电气装置，还包括至少部分地围绕所述电弧通道的金属外壳。

(4)根据(3)所述的电气装置，还包括被连接至所述金属外壳的通风管。

(5)根据(1)所述的电气装置，其中，所述电弧通道被连接至围绕所述多个相线的腔室。

(6)根据(5)所述的电气装置，其中，所述腔室和电弧通道均具有开口端，从而提供流通式通风。

(7)根据(1)所述的电气装置，其中，所述配电母线包含多个部分，所述多个部分在功率导体的方向和定位中产生变化，直到其到达所述主断路器的线路侧连接部；以及

所述电弧通道具有固定屏障，所述固定屏障在其未绝缘的导体接头处围绕所述电导体的每一个相线。

(8)根据(1)所述的电气装置，其中，所述屏障具有在其中所述电弧通道和所述腔室均定义几何体的长度和形状，所述几何体被配置成实现基于由所述外壳传送的已知电压和电流的灭弧。

(9)根据(1)所述的电气装置，其中，所述主断路器是抽取式断路器。

(10)一种用于在电气外壳中限制电弧***、灭弧和为导体通风的方法，所述电气外壳含有电路导体和被连接至所述电流导体的主电路中断设备，所述方法包括：

分别围绕连接在所述主电路中断设备之上的每一个电路导体形成电弧通道，所述电弧通道具有第一端和第二端；

所述电弧通道具有足以实现电弧电压衰减从而使得电弧电流的中断发生在预定时间段之内的长度；以及

将所述第一端耦合至管道，所述管道提供围绕所述电流导体的每一个相线的防护通道；

将所述第二端耦合至腔室，所述腔室具有足以实现一电弧等离子体冷却速率的体积，所述电弧等离子体冷却速率足以根据预定测试要求来灭除电弧。

(11)一种电弧管理***，其具有被动电弧衰减器，所述电弧管理***包括：

a)电气装置，所述电气装置具有暴露的电气导体；

b)机柜，所述机柜将所述电气装置与外部环境分离；

c)电弧通道，所述电弧通道位于所述机柜中并围绕所述机柜的主断路器的上游的电气导体；

d)所述电弧通道形成一形状和体积，所述形状和体积足以用于对在其中的电弧衰减。

(12)根据(11)所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道由所述机柜中的金属外壳围绕。

(13)根据(11)所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道是具有足够的长度和横截面以衰减所述电弧的通道。

(14)根据(11)所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道是具有足够的长度和横截面以灭除所述电弧的通道。

本发明的前述方面和实施方式和其他的方面和实施方式，对于本领域的普通技术人员在查阅了参考附图所进行的、各个实施方式和/或方面的详细描述后将是明显的，下面将提供附图的简要描述。

附图说明

通过参考结合附图进行的下面的详细描述，可最好地理解本发明。

图1和2是本领域已知的具有含主断路器和分支断路器的开关柜的支化电力***的方框图，其用于说明本发明的特定原理。

图3是具有断路器部分的开关柜的透视图，该断路器部分具有上游主断路器和两个下游支路断路器。根据本发明的示例性实施方式，机柜内的电弧块结构(未示出)在至主断路器背面的导体连接的前面/上游覆盖至机柜的输入功率导体。

图4是图3的电弧块结构和断路器的详细的前透视图，其中移除了机柜。

图5A示出的是电弧块结构，其中其金属外壳的侧壁被移除，以更清楚地示出相线屏障结构。

图5B是沿着图5A的线5B-5B的图5A的截面图，其进一步示出相线屏障结构和腔室的细节。

图5C是与图5B相似的视图，但其中电弧块结构215的前壁被移除，以示出垂直管道231的细节。

图6是与图5A相似的视图，但其中电弧块结构被以相反的方向放置，以示出电弧通道的细节。

具体实施方式

首先，应认识到，本公开的各实施方式的实际真正的商业应用所含有的各方面的开发将需要许多实施的具体决定以实现开发者对于商业体现的最终目标。这种实施的具体决定可以包括，并且可能并不限于，与***相关的、商业相关的、政府相关的以及其他限制相符合，这可能根据具体实施、位置且不时地改变。虽然开发者的努力在绝对意义上可能是复杂的且耗时的，尽管如此，这种努力仍然是获得本公开的益处的本领域技术人员承担的例行任务。

还应理解，本文中公开的和教导的各实施方式允许许多且不同的修改和替换形式。因此，单数术语例如但不限于“一(a)”及类似术语的使用，并不旨在限制项目的数量。类似地，书面描述中使用的任何关系术语，例如，但不限于“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“左(left)”、“右(right)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“下(down)”、“上(up)”、“侧部(side)”及类似术语，是为了在具体参照附图时清楚描述的目的，并且不旨在限制本发明的范围。

如图3中可见的，开关柜201将具有通过机柜的顶板205经由功率导体203进入机柜的线路功率。本领域中的普通技术人员应理解，各种设计的线缆或母线布置、进入点、断路器布置等可结合本发明使用。机柜通常被分成前部断路器部分207、中部母线部分209和后部线缆部分211。如本领域普通技术人员所理解的，主断路器216通过其线路侧连接器接收线路功率，然后将功率通过负载侧连接器共同地馈送至也是抽取式的两个支路断路器220，占用断路器部分207的下边的两个抽屉并通向分开的负载电路(即，支路)。如本领域所熟知的，开关柜201可用于保护电气装置的各部件和导体免受外面环境的影响。在断路器部分207中垂直堆放若干个断路器隔室，从而使得每一个抽取式断路器将具有用于接收其抽取式机架117(图4)的结构，以移动断路器接触和不接触从其他两个部分209、211馈送的电导体。主断路器216，最优地，但不一定，是抽取式断路器，其占用断路器部分207的顶部隔室或抽屉213。根据本发明的电弧块结构215位于主断路器216的上游侧上的线路侧功率导体203之上，其用于被动电弧控制，即电弧衰减和/或灭除，如在下文中进一步解释的。

如图4中所见，其为机柜的断路器部分207内的断路器的右侧前向透视图，且其包含主断路器216和电弧块结构215，电弧块结构215包含防护金属外壳217，线路侧功率导体203穿行通过防护金属外壳217。如在下文中进一步解释的，防护金属外壳217是至少一侧开放的盒子，以允许线路侧功率导体203上的相线屏障结构219的延伸(在图5A、图5B、图5C和图6中最佳可见)。用于电弧块***的示例性通风管202从防护金属外壳217延伸出，并挨着线路侧功率导体203向上延伸。以根据设计规定的任何合适的方式，通风管202可被连接和位于或并入防护金属外壳217。来自电弧块结构215的通风出口当前被设计为需要用于灭除电弧。通风管202可由PVC、环氧玻璃或相似的非导电材料制成。应注意，每一个断路器的背板被连接至终止于通风管202的通风***。

图5A示出电弧块结构215，其中其防护金属外壳217的侧壁被移除，以更清楚地示出相线屏障结构219。图5B是图5A的截面图，进一步示出相线屏障结构219的细节。尽管示出了两个线路侧功率导体203，但是它们是提供相同功能的复制式结构，并为了说明的简单起见，将只关注其中一个。包含四个导电母线(即，三个相线且一个中性导体，统一称为221)的线路侧功率导体203，在垂直方位上进入由防护金属外壳217形成的腔室224。然后母线221通过在不同竖直水平处的弯曲分为水平取向，以便连接至到达断路器部分207的背面的水平走向的背向部件223。如所知道的，为了绝缘，母线通常在除了需要形成导电接头处(例如，如在图3和4中的它们的上终点处所示的或在图5B中所示的相降接头229处和在下文中进一步解释的)之外的所有地方是有环氧涂层的。本领域的普通技术人员将理解，此处可能并未示出用于母线的支撑结构，是为了简化说明。

继续参考图6，水平相线屏障225和相线屏障侧壁226围绕水平走向的背向部件223和各自的传导接头，从而形成用于对电弧和电弧***的被动控制的管状电弧通道227(图6)。电弧通道227将具有长度L和横截面和总体积，该总体积足以抽出其中形成的任何电弧，直至其衰减至过零处的灭除点，无论是在电弧通道227(图6)还是在腔室224(图5C)中。腔室224可有助于冷却电弧气体并可调节电弧***的压力，以便防止再***。

在图5B和5C的截面图中，水平导体走向的背向部件223达到它们的相降接头(phase drop joints)229，其连接至下一个垂直导体部分228，其将导体走向件返回到垂直方向，使得导体与断路器216的背面一致。在图5C中，垂直管道231的前壁230已经被移除，以便于查看用于相线A、B和C中的每一个的相降接头229。在该点处，垂直导体走向件被垂直管道231围绕，垂直管道231包含相线A和B之间以及相线B和C之间的垂直相线屏障232，其可引导电弧***并在通往导体的垂直走向上的非绝缘接头周围提供额外的防护。可由诸如烧蚀性的或非烧蚀性的任何合适的非导电材料形成电弧块结构的各部件，并在合适的接头边缘处被保持在一起，以及用任何合适的紧固件在机柜中固定电弧块结构的各部件。

垂直管道231可被布置成与断路器电弧块结构233相邻，断路器电弧块结构233位于主断路器216的后模/背板237处，用以保护断路器216的电源连接。箭头235(图5B)示出在断路器后模电弧块结构和上游电弧块结构215之间的连续气流进入垂直管道231并穿过电弧通道227并从通气管202中流出以协助冷却导体路径。应理解，可使用额外的管道(未示出)等来促进用于冷却空气流的进入和排出，并例如，可假设各种布置，诸如，例如在申请人的PCT/US13/50797申请中被示出的。

已发现，电弧电阻与电弧长度成正比，且电弧电阻与电弧(通道)横截面成反比。在本发明的此处，我们采用加长电弧，而不是缩小横截面积，从而使我们能够将电弧电阻增加至电弧自我消除的点。诸如本发明的防护金属外壳217中的管道231和电弧通道227之外的腔室区域224进一步允许电弧产物在退出机柜之前冷却至较低的温度。电弧长度被刻意增加至可在少于一个周期内自我灭除的长度。整个长度，在图5B和图6中被表示为“L”，且电弧通道的横截面或体积的尺寸使得电弧电流被限制且在第二相线的第一过零(自然或强制)处被灭除，以便过零。应意识到，在本发明的一些方面，长度L和横截面的期望尺寸可以是相互依赖的，从而使得横截面尺寸越小，长度大小L能够越短。

如果电弧确实出现，电弧通道被设计成通过沿着特定几何形抽取电弧来防止电弧持续，该特定几何形包含横截面积和从能量接触到排气通道的足够的长度L。由电弧事件期间形成电弧通道和排气通道的材料的升华协助的该几何体形成负能量平衡，强制电弧使其消除并不重燃。某些热固性聚酯、热塑性塑料或硫化纤维材料可以根据需要用于期望的升华。因此，应意识到的是，使用形成电弧通道和诸如管道231的附接的通道的适当材料的固定屏障，本发明消除了对于如在已知领域中常见的使用主动电弧消除设备清除电弧的需求。

应意识到，相线屏障可位于相线A-C之间、任何相线A-C和接地之间以及刚性棒或绝缘电缆之间，尤其是围绕没有环氧涂层的相线导体的非绝缘导电接头。通过减少或消除在具有不同电势的能量表面和接地表面之间的通过空气暴露，相线屏障被设计成首先减少相线到接地或相线到相线的电弧发生的可能性。由相线屏障225和侧壁226形成的在图6中最佳可见的电弧通道227在A-C相线之间提供机械和电气隔离，并防止持续的直接相线到相线的电弧。将电弧气体的路线安排成在垂直于导体间的最短路径的方向中，在长度L达到促进自我消除行为之前，将电弧气体保持分开。允许气体混合在防护金属外壳217的腔室224中，该腔室224充当用于在电弧衰减长度L的端部的电弧气体的储藏腔体。

将意识到，可在开关柜中使用电弧块结构的许多变体，其包含对机柜中的各种位置的结构增加。可实现使用入口、管道和排气的流通式通风。通风通道可引入到电弧块结构的正面、背面、底部、顶部或侧面，或从电弧块结构的正面、背面、底部、顶部或侧面引出。

电弧通道、腔室和相连的排气通道有助于被动地衰减和/或中断可在一个或多个导体接头处发生的电弧。例如，可以设想，根据本发明的***可在少于一个电流周期(对应60赫兹为16.66毫秒)中被动地中断电弧。基于通常允许500毫秒或更多的总测试持续时间的工业测试，持续时间的减少是重要的(大约50的系数)，因为它减少所产生的等离子体的量、总烧毁风险和对电气装置的损坏量。此外，还可由以下事实减少能到达用户的电弧***的入射能：电弧气体被本发明封闭并被引走。迄今为止的测试中，入射能减少大约50％是由减少的电流/时间引起的，以及另外的50％是由密闭度引起的。

虽然已经示出和描述了本发明的特定实施方式、方面和应用，应理解，本发明不限于本文公开的确切结构和组成，并且从前述描述中得到各种修改、变化和变更可能是明显的，而这些并不偏离在所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims

1.一种用于对电弧故障进行被动管理的电气装置，所述电气装置包括：

a.开关柜，所述开关柜中具有：

b.主断路器，其用于中断通过所述开关柜的所有下游电力；

e.电弧块结构，其位于所述主断路器的所述线路侧连接部的上游，所述电弧块结构具有相线屏障，所述相线屏障在所述多相线配电母线的多个相线周围形成电弧通道，所述电弧通道具有足够的长度和体积，以使得发生在所述电弧通道中的电弧衰减。

2.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述电弧通道具有足够的长度和体积，以灭除发生在所述电弧通道中的电弧。

3.根据权利要求1所述的电气装置，还包括至少部分地围绕所述电弧通道的金属外壳。

4.根据权利要求3所述的电气装置，还包括被连接至所述金属外壳的通风管。

5.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述电弧通道被连接至围绕所述多个相线的腔室。

6.根据权利要求5所述的电气装置，其中，所述腔室和电弧通道均具有开口端，从而提供流通式通风。

7.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述多相线配电母线包含多个部分，所述多个部分在功率导体的方向和定位中产生变化，直到其到达所述主断路器的线路侧连接部；以及

所述电弧通道具有固定屏障，所述固定屏障在其未绝缘的导体接头处围绕所述功率导体的每一个相线。

8.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述屏障具有所述电弧通道和所述腔室在其中均定义几何体的长度和形状，所述几何体被配置成实现基于由所述外壳传送的已知电压和电流的灭弧。

9.根据权利要求1所述的电气装置，其中，所述主断路器是抽取式断路器。

10.一种用于在电气外壳中限制电弧***、灭弧和为导体通风的方法，所述电气外壳含有功率导体和被连接至所述功率导体的主电路中断设备，所述方法包括：

分别围绕连接在所述主电路中断设备之上的每一个功率导体形成电弧通道，所述电弧通道具有第一端和第二端；

将所述第一端耦合至管道，所述管道提供围绕所述功率导体的每一个相线的防护通道；

将所述第二端耦合至腔室，所述腔室具有足以实现电弧等离子体冷却速率的体积，所述电弧等离子体冷却速率足以根据预定测试要求来灭除电弧。

11.一种电弧管理***，其具有被动电弧衰减器，所述电弧管理***包括：

a)电气装置，所述电气装置具有暴露的电气导体；

b)机柜，所述机柜将所述电气装置与外部环境分离；

d)所述电弧通道形成一形状和体积，所述形状和体积足以用于对在所述电弧通道中的电弧衰减。

12.根据权利要求11所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道由所述机柜中的金属外壳围绕。

13.根据权利要求11所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道是具有足够的长度和横截面以衰减所述电弧的通道。

14.根据权利要求11所述的电弧管理***，其中，所述电弧通道是具有足够的长度和横截面以灭除所述电弧的通道。