用于低和中压开关装置的线圈致动器及包括所述线圈致动器的电弧故障线圈抑制设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于低和中压开关装置的线圈致动器，诸如断路器、切断开关、接触器或自动开关等。
[0002]在另一方面，本发明涉及包括所述线圈致动器的、用于低和中压电气系统(诸如开关装置、配电盘、电网等等)的电弧故障线圈抑制设备。
[0003]本发明的线圈致动器和电弧故障线圈抑制设备可以方便地用在低和中压应用中。
【背景技术】
[0004]在本发明的框架内，术语“低压”指低于lkV AC和1.5kV DC的电压，而术语“中压”指低于72kV AC和100kV DC的电压。
[0005]如已知的，电弧故障是有时候在电气系统的相位导体之间、相位和中性导体之间或者相位和接地导体之间发生的现象。
[0006]这些现象的特征在于能量的快速释放，这常常导致会产生类似于爆炸的热量、强光、压力波和声音冲击波的电弧闪光。
[0007]电弧故障的发生可能严重地损坏电气系统并且对干预电气系统的操作人员造成严重的安全危险。
[0008]多年间已经开发出了许多解决方案来确定电弧故障事件的发生并且干预电气系统，以减轻电弧状况，尤其是切断供给电弧故障的电能。
[0009]由于位于要被观察的安装隔间中的合适的光学检测装置，这些解决方案当中的一些基于电弧闪光的检测。
[0010]—旦检测到电弧故障的发生，已知解决方案一般就规定开关装置跳闸，以中断朝该流的电流流动(断路)或者朝地转移电流流动(切换到地)。
[0011]在一些情况下，到开关装置的跳闸命令是由与其关联的控制和保护单元生成的，该单元方便地具有适于从光学检测装置接收光信号的光学输入端口。
[0012]在一些情况下，到开关装置的跳闸命令是由专用保护设备(电弧抑制器)提供的，该专用设备专门设计为与光学检测装置接口并且处理来自其的光学检测信号，由此确保抑制电弧故障的更快干预。
[0013]传统的电弧抑制设备一般是相当昂贵且难以布置的。为此，它们通常只在市场上以最高价获得的电气系统中采用。
[0014]另外，由于其本身的复杂性，传统的电弧抑制设备常常相当难以安装在已有的电气系统中，例如，为了改造目的。
【发明内容】
[0015]因此，本发明的一个目的是提供解决以上提到的问题的、用于中和低压电气系统的电弧故障抑制布置。
[0016]并且更具体地，本发明的一个目的是提供一种相对于传统解决方案，实现和安装都相对容易和不昂贵的电弧故障抑制布置。
[0017]作为另一个目的，本发明旨在提供可以方便地在广泛地各种电气系统中，甚至在具有相对低市场价格的电气系统中，安装的电弧故障抑制布置。
[0018]本发明还有另一个目的是提供出于改造和升级目的而相对容易地安装在已有电气系统中的电弧故障抑制布置。
[0019]为了实现以上目的，根据以下权利要求1和相关的从属权利要求，本发明提供了用于低和中压开关装置的线圈致动器。
[0020]在另一方面，根据以下权利要求7和相关的从属权利要求，本发明提供了电弧故障线圈抑制设备。
【附图说明】
[0021]本发明的更多特点和优点将从在附图中提供的其优选但非排他的实施例、非限制性例子的描述中显现，在附图中:
[0022]图1是根据本发明的线圈致动器的通用实施例的示意图；
[0023]图2是根据本发明的结合有线圈致动器的电弧故障线圈抑制设备的通用实施例的不意图；
[0024]图3是，在优选实施例中，根据本发明的与线圈致动器的操作相关的一些量的行为的示意表示。
【具体实施方式】
[0025]参考图1，本发明涉及用于低和中压开关装置的线圈致动器1。
[0026]线圈致动器1适于可操作地定位在开关装置(未示出)的线圈致动器隔间的底座(seat)中，从而与后者的致动机构可操作地关联。
[0027]作为例子，所述开关装置可以是中压断路器并且所述致动机构可以是所述断路器的主要命令链。
[0028]线圈致动器1包括线圈电磁体2位于其中的外壳，包括与可移动活塞(plunger) 2A可操作地关联的线圈2B(优选地是单个线圈)。
[0029]在本发明的优选实施例中，可移动活塞2A通常处于静止位置并且在线圈2B被激励电流IE通电时移动(跳闸事件)，这是由于它是由线圈2B生成的磁力启动的。
[0030]在本发明的另一种可能中，可移动活塞2A与致动弹簧(未示出)可操作地关联，从而在通常沿线圈2B循环的激励电流IE被中断时被所述致动弹簧移动。
[0031]在这种情况下，在正常条件下，线圈2B生成与致动弹簧激励出的机械力相反的磁力，其中弹簧处于压缩状态。当激励电流^被中断并且可移动活塞2A被致动弹簧推动时，线圈电磁体2跳闸。
[0032]方便地，线圈致动器1的外壳具有允许线圈电磁体2的可移动活塞2A与开关装置的致动机构接口和交互的开口。
[0033]线圈致动器1包括可以位于线圈电磁体2的相同外壳内或者在不同的外壳内的电力和控制单元3。
[0034]电力和控制单元3包括可操作地连接到线圈电磁体2的电力电路31和可操作地连接到电力电路31的处理单元32。
[0035]有利地，处理单元32包括输出端口 320，通过其，它向电力电路32发送控制信号C。
[0036]优选地，控制信号C是逻辑类型。作为例子，依赖于处理单元32命令电力电路31不使线圈电磁体2跳闸或者使其跳闸，它可以通常分别处于低或高逻辑电平。
[0037]电力电路31方便地布置成依赖于控制信号C向线圈2B提供激励电流IE。
[0038]如果线圈电磁体2通常不利用激励电流IE供电，则电力电路31在得到处理单元32的命令时只提供激励电流IE，用于使线圈电磁体2跳闸。
[0039]如果线圈电磁体2通常利用激励电流IE供电，则电力电路31在正常条件下提供激励电流IE并且，当得到处理单元32的命令时，中断该电流IE，以造成线圈电磁体2的跳闸。
[0040]因此，处理单元32总是能够通过电力电路31控制(控制信号C)线圈电磁体2的跳闸。
[0041]电力和控制单元3包括至少光学输入端口 30，该端口 30适于可操作地连接到光纤电缆112以便接收光信号L，以及可操作地连接到第一检测单元33，该检测单元33可操作地连接到光学端口 30和处理单元32。
[0042]检测单元33适于从光学端口 30接收光信号L并且依赖于在输入中接收到的光信号L输出指示电弧故障事件存在的第一检测信号Dp
[0043]优选地，检测单元33包括识别装置，该识别装置可操作地连接到光学端口 30以接收光信号L并提供作为所述光信号的函数的检测信号Dp
[0044]优选地，所述识别装置包括光电二极管电路332，该电路332可操作地耦合到光学端口 30，以接收光信号L并将转换成检测电流(或电压)D。，其中D。根据所接收光信号L的强度而改变。
[0045]由光电二极管电路332输出的检测电流D。被方便地提供给比较器电路333以供处理。
[0046]比较器电路333比较检测电流D。的振幅与预定义的阈值并且依赖于这种比较的结果而生成检测信号Dp
[0047]检测信号Di方便地是逻辑类型。作为例子，依赖于检测电流D。是否超过所述预定义的阈值，它通常分别处于低或高逻辑电平。
[0048]检测单元33向处理单元32提供第一检测信号Dp处理单元32适于接收其(优选地在第一输入端口 321)并依赖于所述检测信号通过生成用于电力电路31的正确控制信号C来控制线圈电磁体2的跳闸。
[0049]如果检测信号Di指示没有识别出电弧故障事件(例如，检测信号D i处于低逻辑电平)，