用于低和中壓開關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備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于低和中壓開關裝置的線圈致動器，諸如斷路器、切斷開關、接觸器或自動開關等。
[0002]在另一方面，本發明涉及包括所述線圈致動器的、用于低和中壓電氣系統(諸如開關裝置、配電盤、電網等等)的電弧故障線圈抑制設備。
[0003]本發明的線圈致動器和電弧故障線圈抑制設備可以方便地用在低和中壓應用中。
【背景技術】
[0004]在本發明的框架內，術語“低壓”指低于lkV AC和1.5kV DC的電壓，而術語“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的相位導體之間、相位和中性導體之間或者相位和接地導體之間發生的現象。
[0006]這些現象的特征在于能量的快速釋放，這常常導致會產生類似于爆炸的熱量、強光、壓力波和聲音沖擊波的電弧閃光。
[0007]電弧故障的發生可能嚴重地損壞電氣系統并且對干預電氣系統的操作人員造成嚴重的安全危險。
[0008]多年間已經開發出了許多解決方案來確定電弧故障事件的發生并且干預電氣系統，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檢測裝置，這些解決方案當中的一些基于電弧閃光的檢測。
[0010]—旦檢測到電弧故障的發生，已知解決方案一般就規定開關裝置跳閘，以中斷朝該流的電流流動(斷路)或者朝地轉移電流流動(切換到地)。
[0011]在一些情況下，到開關裝置的跳閘命令是由與其關聯的控制和保護單元生成的，該單元方便地具有適于從光學檢測裝置接收光信號的光學輸入端口。
[0012]在一些情況下，到開關裝置的跳閘命令是由專用保護設備(電弧抑制器)提供的，該專用設備專門設計為與光學檢測裝置接口并且處理來自其的光學檢測信號，由此確保抑制電弧故障的更快干預。
[0013]傳統的電弧抑制設備一般是相當昂貴且難以布置的。為此，它們通常只在市場上以最高價獲得的電氣系統中采用。
[0014]另外，由于其本身的復雜性，傳統的電弧抑制設備常常相當難以安裝在已有的電氣系統中，例如，為了改造目的。
【發明內容】
[0015]因此，本發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的電弧故障抑制布置。
[0016]并且更具體地，本發明的一個目的是提供一種相對于傳統解決方案，實現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，本發明旨在提供可以方便地在廣泛地各種電氣系統中，甚至在具有相對低市場價格的電氣系統中，安裝的電弧故障抑制布置。
[0018]本發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中的電弧故障抑制布置。
[0019]為了實現以上目的，根據以下權利要求1和相關的從屬權利要求，本發明提供了用于低和中壓開關裝置的線圈致動器。
[0020]在另一方面，根據以下權利要求7和相關的從屬權利要求，本發明提供了電弧故障線圈抑制設備。
【附圖說明】
[0021]本發明的更多特點和優點將從在附圖中提供的其優選但非排他的實施例、非限制性例子的描述中顯現，在附圖中:
[0022]圖1是根據本發明的線圈致動器的通用實施例的示意圖；
[0023]圖2是根據本發明的結合有線圈致動器的電弧故障線圈抑制設備的通用實施例的不意圖；
[0024]圖3是，在優選實施例中，根據本發明的與線圈致動器的操作相關的一些量的行為的示意表示。
【具體實施方式】
[0025]參考圖1，本發明涉及用于低和中壓開關裝置的線圈致動器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構可操作地關聯。
[0027]作為例子，所述開關裝置可以是中壓斷路器并且所述致動機構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可操作地關聯的線圈2B(優選地是單個線圈)。
[0029]在本發明的優選實施例中，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)可操作地關聯，從而在通常沿線圈2B循環的激勵電流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械力相反的磁力，其中彈簧處于壓縮狀態。當激勵電流^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與開關裝置的致動機構接口和交互的開口。
[0033]線圈致動器1包括可以位于線圈電磁體2的相同外殼內或者在不同的外殼內的電力和控制單元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發送控制信號C。
[0036]優選地，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，當得到處理單元32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端口 30和處理單元32。
[0042]檢測單元33適于從光學端口 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端口 30以接收光信號L并提供作為所述光信號的函數的檢測信號Dp
[0044]優選地，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端口 30，以接收光信號L并將轉換成檢測電流(或電壓)D。，其中D。根據所接收光信號L的強度而改變。
[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。的振幅與預定義的閾值并且依賴于這種比較的結果而生成檢測信號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)，