用于低和中壓開關(guān)裝置的線圈致動器及包括所述線圈致動器的電弧故障線圈抑制設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于低和中壓開關(guān)裝置的線圈致動器，諸如斷路器、切斷開關(guān)、接觸器或自動開關(guān)等。
[0002]在另一方面，本發(fā)明涉及包括所述線圈致動器的、用于低和中壓電氣系統(tǒng)(諸如開關(guān)裝置、配電盤、電網(wǎng)等等)的電弧故障線圈抑制設(shè)備。
[0003]本發(fā)明的線圈致動器和電弧故障線圈抑制設(shè)備可以方便地用在低和中壓應(yīng)用中。
【背景技術(shù)】
[0004]在本發(fā)明的框架內(nèi)，術(shù)語“低壓”指低于lkV AC和1.5kV DC的電壓，而術(shù)語“中壓”指低于72kV AC和100kV DC的電壓。
[0005]如已知的，電弧故障是有時候在電氣系統(tǒng)的相位導(dǎo)體之間、相位和中性導(dǎo)體之間或者相位和接地導(dǎo)體之間發(fā)生的現(xiàn)象。
[0006]這些現(xiàn)象的特征在于能量的快速釋放，這常常導(dǎo)致會產(chǎn)生類似于爆炸的熱量、強(qiáng)光、壓力波和聲音沖擊波的電弧閃光。
[0007]電弧故障的發(fā)生可能嚴(yán)重地?fù)p壞電氣系統(tǒng)并且對干預(yù)電氣系統(tǒng)的操作人員造成嚴(yán)重的安全危險。
[0008]多年間已經(jīng)開發(fā)出了許多解決方案來確定電弧故障事件的發(fā)生并且干預(yù)電氣系統(tǒng)，以減輕電弧狀況，尤其是切斷供給電弧故障的電能。
[0009]由于位于要被觀察的安裝隔間中的合適的光學(xué)檢測裝置，這些解決方案當(dāng)中的一些基于電弧閃光的檢測。
[0010]—旦檢測到電弧故障的發(fā)生，已知解決方案一般就規(guī)定開關(guān)裝置跳閘，以中斷朝該流的電流流動(斷路)或者朝地轉(zhuǎn)移電流流動(切換到地)。
[0011]在一些情況下，到開關(guān)裝置的跳閘命令是由與其關(guān)聯(lián)的控制和保護(hù)單元生成的，該單元方便地具有適于從光學(xué)檢測裝置接收光信號的光學(xué)輸入端口。
[0012]在一些情況下，到開關(guān)裝置的跳閘命令是由專用保護(hù)設(shè)備(電弧抑制器)提供的，該專用設(shè)備專門設(shè)計為與光學(xué)檢測裝置接口并且處理來自其的光學(xué)檢測信號，由此確保抑制電弧故障的更快干預(yù)。
[0013]傳統(tǒng)的電弧抑制設(shè)備一般是相當(dāng)昂貴且難以布置的。為此，它們通常只在市場上以最高價獲得的電氣系統(tǒng)中采用。
[0014]另外，由于其本身的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的電弧抑制設(shè)備常常相當(dāng)難以安裝在已有的電氣系統(tǒng)中，例如，為了改造目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的一個目的是提供解決以上提到的問題的、用于中和低壓電氣系統(tǒng)的電弧故障抑制布置。
[0016]并且更具體地，本發(fā)明的一個目的是提供一種相對于傳統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)和安裝都相對容易和不昂貴的電弧故障抑制布置。
[0017]作為另一個目的，本發(fā)明旨在提供可以方便地在廣泛地各種電氣系統(tǒng)中，甚至在具有相對低市場價格的電氣系統(tǒng)中，安裝的電弧故障抑制布置。
[0018]本發(fā)明還有另一個目的是提供出于改造和升級目的而相對容易地安裝在已有電氣系統(tǒng)中的電弧故障抑制布置。
[0019]為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)以下權(quán)利要求1和相關(guān)的從屬權(quán)利要求，本發(fā)明提供了用于低和中壓開關(guān)裝置的線圈致動器。
[0020]在另一方面，根據(jù)以下權(quán)利要求7和相關(guān)的從屬權(quán)利要求，本發(fā)明提供了電弧故障線圈抑制設(shè)備。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的更多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從在附圖中提供的其優(yōu)選但非排他的實施例、非限制性例子的描述中顯現(xiàn)，在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的線圈致動器的通用實施例的示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合有線圈致動器的電弧故障線圈抑制設(shè)備的通用實施例的不意圖；
[0024]圖3是，在優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的與線圈致動器的操作相關(guān)的一些量的行為的示意表示。
【具體實施方式】
[0025]參考圖1，本發(fā)明涉及用于低和中壓開關(guān)裝置的線圈致動器1。
[0026]線圈致動器1適于可操作地定位在開關(guān)裝置(未示出)的線圈致動器隔間的底座(seat)中，從而與后者的致動機(jī)構(gòu)可操作地關(guān)聯(lián)。
[0027]作為例子，所述開關(guān)裝置可以是中壓斷路器并且所述致動機(jī)構(gòu)可以是所述斷路器的主要命令鏈。
[0028]線圈致動器1包括線圈電磁體2位于其中的外殼，包括與可移動活塞(plunger) 2A可操作地關(guān)聯(lián)的線圈2B(優(yōu)選地是單個線圈)。
[0029]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可移動活塞2A通常處于靜止位置并且在線圈2B被激勵電流IE通電時移動(跳閘事件)，這是由于它是由線圈2B生成的磁力啟動的。
[0030]在本發(fā)明的另一種可能中，可移動活塞2A與致動彈簧(未示出)可操作地關(guān)聯(lián)，從而在通常沿線圈2B循環(huán)的激勵電流IE被中斷時被所述致動彈簧移動。
[0031]在這種情況下，在正常條件下，線圈2B生成與致動彈簧激勵出的機(jī)械力相反的磁力，其中彈簧處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)激勵電流^被中斷并且可移動活塞2A被致動彈簧推動時，線圈電磁體2跳閘。
[0032]方便地，線圈致動器1的外殼具有允許線圈電磁體2的可移動活塞2A與開關(guān)裝置的致動機(jī)構(gòu)接口和交互的開口。
[0033]線圈致動器1包括可以位于線圈電磁體2的相同外殼內(nèi)或者在不同的外殼內(nèi)的電力和控制單元3。
[0034]電力和控制單元3包括可操作地連接到線圈電磁體2的電力電路31和可操作地連接到電力電路31的處理單元32。
[0035]有利地，處理單元32包括輸出端口 320，通過其，它向電力電路32發(fā)送控制信號C。
[0036]優(yōu)選地，控制信號C是邏輯類型。作為例子，依賴于處理單元32命令電力電路31不使線圈電磁體2跳閘或者使其跳閘，它可以通常分別處于低或高邏輯電平。
[0037]電力電路31方便地布置成依賴于控制信號C向線圈2B提供激勵電流IE。
[0038]如果線圈電磁體2通常不利用激勵電流IE供電，則電力電路31在得到處理單元32的命令時只提供激勵電流IE，用于使線圈電磁體2跳閘。
[0039]如果線圈電磁體2通常利用激勵電流IE供電，則電力電路31在正常條件下提供激勵電流IE并且，當(dāng)?shù)玫教幚韱卧?2的命令時，中斷該電流IE，以造成線圈電磁體2的跳閘。
[0040]因此，處理單元32總是能夠通過電力電路31控制(控制信號C)線圈電磁體2的跳閘。
[0041]電力和控制單元3包括至少光學(xué)輸入端口 30，該端口 30適于可操作地連接到光纖電纜112以便接收光信號L，以及可操作地連接到第一檢測單元33，該檢測單元33可操作地連接到光學(xué)端口 30和處理單元32。
[0042]檢測單元33適于從光學(xué)端口 30接收光信號L并且依賴于在輸入中接收到的光信號L輸出指示電弧故障事件存在的第一檢測信號Dp
[0043]優(yōu)選地，檢測單元33包括識別裝置，該識別裝置可操作地連接到光學(xué)端口 30以接收光信號L并提供作為所述光信號的函數(shù)的檢測信號Dp
[0044]優(yōu)選地，所述識別裝置包括光電二極管電路332，該電路332可操作地耦合到光學(xué)端口 30，以接收光信號L并將轉(zhuǎn)換成檢測電流(或電壓)D。，其中D。根據(jù)所接收光信號L的強(qiáng)度而改變。
[0045]由光電二極管電路332輸出的檢測電流D。被方便地提供給比較器電路333以供處理。
[0046]比較器電路333比較檢測電流D。的振幅與預(yù)定義的閾值并且依賴于這種比較的結(jié)果而生成檢測信號Dp
[0047]檢測信號Di方便地是邏輯類型。作為例子，依賴于檢測電流D。是否超過所述預(yù)定義的閾值，它通常分別處于低或高邏輯電平。
[0048]檢測單元33向處理單元32提供第一檢測信號Dp處理單元32適于接收其(優(yōu)選地在第一輸入端口 321)并依賴于所述檢測信號通過生成用于電力電路31的正確控制信號C來控制線圈電磁體2的跳閘。
[0049]如果檢測信號Di指示沒有識別出電弧故障事件(例如，檢測信號D i處于低邏輯電平)，