磁熱限流裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣線路的保護。尤其是，本發明涉及限制電氣設備中的電流的裝置，尤其是針對低壓情形。
【背景技術】
[0002]在配電網絡中，故障的存在會產生高電流的流動，這會損壞線路上的設備。為了保護這些設備，其中一個方案是安裝斷路器類型的開關。當設備的容許閾值被超過時，通過將斷路器的觸頭打開以切斷線路來使得該設備離線。另一個方案是安裝靜態裝置，在不打開觸頭的情況下，例如，插入高阻抗，但是該方案顯示出改變線路特性的缺點，包括在正常操作模式下也是如此。
[0003]為了避免這個缺點，已經研發了限流器裝置，該裝置的特性根據電流是否超過閾值而有所不同。從而，文件WO 2006/003111或WO 2012/013237提供了圍繞磁鐵盤繞的繞組，該繞組的磁性特性被選擇以便磁化作用與線圈中的電流相關，以便允許在其中流動的電流被改變，并且進一步限制其所連接的線路中流動的電流。
[0004]限流器裝置的一條發展線路是使用超導材料，該超導材料的阻抗隨著溫度變化。由此，如WO 2005/006455中所描述的，其中一個選項涉及到將超導元件直接插入到電氣線路中。在額定電流下，超導體呈現出零阻抗并且并不影響線路。當電流超過閾值時，阻抗急劇增加，并且限制電流。但是，考慮到要被實施的低溫基礎設施的復雜性和成本，這種類型的解決方案似乎主要適于高壓的傳輸。
[0005]另一種方法涉及電感性限流裝置的使用，該限流裝置的次級配備有超導元件，如圖1所示。這樣一種限流裝置I是基于變壓器的原理，其中磁路2耦接初級繞組4，該初級繞組4連接到要被保護的線路5，次級繞組6連接到由于超導元件8的存在而電阻可變的回路。在額定電流下，那么次級繞組6是無電阻的，對線路5沒有任何影響。在故障電流下，由于材料8的臨界特性被穿過，取決于它的溫度、所施加的磁場以及取決于電流，次級繞組6變得電阻性的，并且它的電阻8被反映在初級繞組4中，該初級繞組4的電流被限制。
[0006]但是，具有超導體8的這種類型的裝置I呈現出需要低溫環境9的主要缺點，該低溫環境傳統上為液氦或氮，由此使得它的使用存在問題。此外，所起作用的溫度對焊料或者其他連接帶來約束。用于這種類型的裝置I的顯著的大體積、操作成本以及必不可少的維護意味著它的使用可以被認為是用于中壓和高壓用途，但是不太可能用于低壓用途。
【發明內容】
[0007]在其他優點中，本發明旨在克服現有的限流器的缺點。尤其是，本發明提出了一種安裝在電氣線路上的限流裝置，不需要低溫裝置且在額定電流下不改變回路的阻抗，尤其是適于低壓用途。
[0008]在其一個方面中，由此，本發明涉及一種電感型限流裝置，包括耦接到初級的磁路，所述初級意在連接到要被保護的線路上并且有利地在其端部處包括兩個連接端子，以及與限流電阻(limiting resistance)相關聯的次級，參照初級，該次級的值等于網絡的電壓被用于被限流電流的理想值除。初級和次級中的每一個可以包括線圈，尤其是銅線，該線圈圍繞磁路，優選地為環面的形狀。
[0009]根據本發明，所述磁路包括熱磁(或者磁熱)材料，即，這樣的材料，該材料的磁化在溫度在第一溫度之上時增大，該第一溫度大于或等于330K，并且顯著地呈現峰值，其最大值大于40emu/g，并且隨著施加的磁場而增大，在0.2到2T的磁場下，在350K和小于或等于420K的溫度之間磁化快速增加。磁熱材料尤其是鎳和錳的合金，優選地為NiCoMnX類型，其中X是從鋁、銦、銻或錫中選擇的。
[0010]該磁路其整體可以由所述磁熱材料構成。有利地是，為了最佳地調節限制裝置的操作參數，磁路可以由磁熱材料的第一部分和中性材料的第二部分構成，所述中性材料的磁化與溫度無關，優選地為磁性材料。所述第一和第二部分例如可以是磁路的交替扇區，如環面的兩個四分之一的兩次，或者隨機混合在形成它的材料中。
【附圖說明】
[0011]從本發明的特定實施方式的如下描述中，其他優點和特征將變得更清楚，所述特定實施方式借助于說明給出而絕不意在限制，并且在所附的附圖中示出。
[0012]圖1已經被描述，示出了具有超導體的電感限流器；
[0013]圖2參照圖1的電感限流器示出根據本發明的裝置；
[0014]圖3示出能夠用在根據本發明的限流器的磁路中的材料的特性；
[0015]圖4A和4B示出根據本發明的兩個實施方式的限流裝置。
【具體實施方式】
[0016]根據本發明的裝置接受先前參照圖1所描述的超導電感限制器的原理。但是，次級回路的電阻值并非由電流來變化。當電流超過閾值時，通過改變磁路的磁化，它改變磁耦合，如圖2中所指示的。
[0017]尤其是，磁路的材料針對其熱磁或磁熱特性加以選擇。更具體地說，如圖3所示，材料為使得它的磁化程度M呈現出與溫度相關的峰值。明顯地，在低溫下，材料并非很大或甚至根本沒有磁性。當溫度升高時，超過第一溫度Ttl,材料的磁化M迅速增加，在第二溫度T1達到最大值，在第二溫度之上，磁化減小，直到在材料的居里溫度Tc下磁化消除。這些各種溫度?；、T1、Tc本身與施加的磁場H相關(參見圖3中對于0.2T的磁場以及7T的磁場獲得的變化)。
[0018]為了根據本發明使用，第一溫度Ttl被選擇為大于330K，優選地接近350K。這個選擇通過使用NiCoMnX族的材料而變得可能，其中，X e {Al，In，Sb，Sn}，優選地鋁或錫。對于這些材料，在溫度T1接近T C1 (10至30K的差)以及在70emu/g量值的高磁化的情況下，轉變非常明顯。尤其是，對于 Ni4ciColtlMn33Al17 = Tci= 347K, Mmax = 90emu/g。
[0019]尤其是，根據圖4A中所示的優選實施方式，根據本發明的限流裝置10包括初級導體12，該初級導體在其端部處配備有耦接到要被保護的電氣線路5的裝置14，尤其是連接端子。初級12磁耦合到次級16，所述次級包括限流電阻18，該限流電阻的特征被構造成根據結果，參照初級12的次級16的限流電阻18等于網絡的電壓被限制電流的理想值除。該耦合借助于磁環面20來產生，兩個導體，即，初級和次級12、16穿過該磁環面20。