本發(fā)明涉及一種電磁致動器，其對電沖擊的抵抗性得到了增強。本發(fā)明特別地涉及與用于保護線路的電氣設備的觸發(fā)鎖相關聯地使用的電磁致動器，所述電氣設備例如是取決于電源電壓的關斷和/或差動設備。

這些設備應在非常特別的條件中被觸發(fā)，典型地于在進入被所提及的設備保護的線路的電流總量與從該線路出來的電流總量之間產生失衡時，這對應于隨差動故障之后的“差動”保護，或在電流強度失常地高時，這對應于隨短路故障之后的“磁”保護。

致動器傳統(tǒng)地括圍繞可動磁芯的繞組，該可動磁芯能夠在由繞組產生的磁場的作用下從休止位置移動到致動位置。更確切地，其包括：

-所謂的“差動”繞組，其響應于待保護的電流線路上的差動類型的故障產生磁場；

-所謂的“磁”繞組，其響應于待保護的電流線路上的短路類型的故障產生磁場。

實際上，這涉及一種具有多個繞組的致動器，該致動器構成允許使用同一個致動器確保不同類型的保護的緊湊的解決方案。

背景技術：

本發(fā)明提出要解決的問題如下：被諸如前述電氣設備的電氣設備保護的電路經受電磁兼容性(cem：compatibilitéélectromagnétique)試驗和測試，以驗證所述電路對于來自其它設備(或更廣泛地，來自環(huán)境)的干擾是否具有足夠的抵抗性。

這些試驗是標準化的，并在于發(fā)送多個8/20μs的電流波、然后一個1.2/50μs的電壓波到電氣設備。該電氣設備在這些條件中不應觸發(fā)(déclencher)。這意味著在施加這樣的波的同時，不應突發(fā)介電擊穿，也不應突發(fā)對設備內部的部件的損壞。

按照慣例，這樣的致動器由控制元件(例如閘流晶體管)操控，該控制元件本身則在設備檢測電路檢測到故障時被激活。壓敏電阻在如1.2/50μs的電壓波的過壓波的情況下保護控制元件。放置在差動繞組的下游的該壓敏電阻在限定電壓閾值以上成為導通的，并由此允許將控制元件的端子處的電壓限制到低于控制元件的擊穿電壓的值。

在1.2/50μs的電壓波在差動繞組中流動時，其可以導致設備在2kv下的不適宜的觸發(fā)，而標準要求致動器能夠在2kv之下承受沖擊而不觸發(fā)。

當8/20μs的電流波在磁繞組中流動時，且如果差動繞組的線圈通過電磁耦合嵌置在磁繞組的線圈中，在差動繞組的端子處出現大的感應電壓，這導致介電擊穿同時破壞差動保護。

為了克服這兩個問題，當前的技術方案在于在差動繞組的端子處放置額外的壓敏電阻。該解決方案允許避免在8/20μs的電流波的情況下的擊穿，但是具有這樣的缺陷：在1.2/50μs的電壓波期間由于由串聯的兩個壓敏電阻消耗的非常大的電流(約為1000a)，增大了在控制元件的端子處的電壓(約為1000v)?？刂圃虼吮仨毮軌虺惺苓@樣的電壓，以不被過早地損壞。因此，其將包括1200v的閘流晶體管或igbt，即相對昂貴的構件。

在差動繞組的上游添加電阻以限制穿過壓敏電阻的電流是可行的，但是這使得致動器的緊湊性重新成為問題，且控制元件為了同時承受1.2/50μs的電壓波和8/20μs的電流波依然將從昂貴的構件中選擇。

因此目前所采用的解決方案是相對昂貴的。

技術實現要素：

在本發(fā)明的范圍內，所追求的目標因此在于開發(fā)一種電磁致動器，該電磁致動器能夠承受由并非由電路本身的機能障礙導致的瞬時過壓引起的沖擊，而不導致其中集成有所述致動器的設備的觸發(fā)，也不導致構件的損壞。這樣的電磁致動器的制造還將是易于實施且低成本的。

為了滿足該目標，根據本發(fā)明的電磁致動器按傳統(tǒng)的方式包括：

-差動繞組，其響應于待保護的電流線路上的差動類型的故障產生磁場；

-磁繞組，其與差動繞組嵌置，并響應于待保護電流線路上的短路類型的故障產生磁場。

該致動器的特征主要在于，其還包括與所述差動繞組和所述磁繞組嵌置的第三繞組，在電流于致動器的相和中性線之間流動時，該第三繞組被方向相對于差動繞組的方向逆向的電流穿過，并產生與由差動繞組產生的磁場相反的磁場，所述第三繞組在待保護線路的相ph與中性線n之間與差動繞組并聯連接，并由控制器件操控。

根據本發(fā)明，所述控制器件包括壓敏電阻類型的電壓閾值控制式構件，該電壓閾值控制式構件在第三繞組的下游添加在待保護線路的相ph和中性線n之間。該構件允許準許或不準許第三繞組被作為電壓閾值的函數的電流穿過，該電壓閾值取決于構件本身。在不存在這樣的構件的情況下，第三繞組將持久性地被電流穿過，其要么最終被燒毀，要么導致持久性地觸發(fā)。

由此，在1.2/50μs的電壓波期間，由于超過了電壓閾值，所述兩個壓敏電阻(在差動繞組的下游的一個壓敏電阻和在第三繞組的下游的壓敏電阻)同時變?yōu)閷ǖ模顒永@組以及第三繞組因此被電流穿過。在第三繞組中流動的電流產生與由差動繞組產生的磁場相反的磁場，這允許抑制施加在電磁致動器的可動磁芯上的磁力。

例如，如果第三繞組的卷繞方向相對于差動繞組的卷繞方向是逆向的，這是可行的。然而，在所涉及的兩個繞組沿著相同的方向卷繞的情況下，存在其它手段以使得電流方向逆向。在該情況下，例如使得一個繞組相對于另一個顛倒(在此使得第三繞組相對于差動繞組顛倒)即為足夠的。換言之，第三繞組的起始端部位于差動繞組的終止端部的附近。

該配置由此允許消除與1.2/50μs、且直至4000v的電壓波相關的硬件損壞和不適宜的觸發(fā)。

此外，當磁繞組被8/20μs的電流波穿過時，其產生磁場。第三繞組由于其在磁繞組的附近處的定位而捕獲該磁場，并通過磁耦合自然地產生沿與在磁繞組中流動的電流相反的方向穿過第三繞組的感應電流。

該感應電流由此產生與由磁繞組產生的磁場相反的磁場。由此得到的磁場明確地弱于由磁繞組最初產生的磁場，這允許減小差動繞組上的感應電壓。

該配置允許避免由8/20μs的電流波導致的擊穿。

由于差動繞組上的感應電壓被降低，定位于下游的構件(即在控制元件的端子處的壓敏電阻、以及控制元件)可在較低的范圍中選擇，因此更加便宜。

本發(fā)明因此部分地基于所述三個繞組定位在同一限定空間中以具有它們彼此之間的磁耦合。所述三個繞組甚至可以是共軸的，以簡化它們的卷繞和它們在致動器內的定位。該配置允許確保致動器的最大的緊湊性。

本發(fā)明還保護一種用于保護線路的電氣設備，該電氣設備包括如上所述的電磁致動器。

基于以下詳細的說明及僅以示例性、而非限制本發(fā)明的方式提供的附圖，本發(fā)明將被更好地理解。

附圖說明

現在將參照附圖更加詳細地說明本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出根據本發(fā)明的第一配置的致動器的電氣圖；

圖2示出根據本發(fā)明的第二配置的致動器的電氣圖。

具體實施方式

本發(fā)明的如圖1和圖2所示的致動器包括與被保護線路(即通常在相ph和中性線n之間)并聯的磁繞組1和差動繞組2。該致動器按傳統(tǒng)的方式放置在存在于待保護線路上的負載的上游。

這些繞組1、2圍繞可動磁芯(未示出)，該可動磁芯能夠在由繞組1、2產生的磁場的作用下從休止位置移動到致動位置，以閉合或斷開定位在負載上游的觸點7。

該致動器由控制元件5操控，該控制元件5在此為閘流晶體管，其本身在設備的檢測電路(未示出)檢測到故障時被激活。該閘流晶體管5在相ph和中性線n之間放置在差動繞組2的下游。

與閘流晶體管5并聯連接的壓敏電阻4在過壓波的情況下保護該閘流晶體管5。

參照圖1，該致動器還包括第三繞組3，該第三繞組3的卷繞方向相對于差動繞組2的卷繞方向是逆向的，如由兩個箭頭所示的。

參照圖2，該致動器還包括第三繞組3，該第三繞組3具有與差動繞組2的卷繞方向相同的卷繞方向，但該第三繞組3相對于差動繞組2倒轉地定位。換言之，這兩個繞組3、2相對于彼此顛倒。由此，第三繞組3的起始端部11位于差動繞組2的終止端部10的附近，第三繞組3的終止端部9位于差動繞組2的起始端部8的附近。

在圖1中，為了清楚起見，三個繞組1、2、3是彼此分隔開的，但實際上，它們嵌置在彼此之中，以產生磁耦合。

由于該磁耦合，繞組3始終產生與由磁繞組1產生的場相反的磁場，尤其是在8/20μs的電流波期間。由此，差動繞組2的端子處的電壓被減小，這允許避免介電擊穿和對壓敏電阻及鄰近的閘流晶體管的損壞。

額外的壓敏電阻6添加在第三繞組3的下游，以使得該第三繞組3不被持久性地供電。在1.2/50μs的電壓波期間，壓敏電阻4、6同時變?yōu)閷ǖ?，繞組2、3因此被電流穿過。由于卷繞方向是逆向的，在第三繞組3中流動的電流產生與在差動繞組2中產生的磁場相反的磁場。這兩個相反的磁場允許抑制施加在可動芯上的磁力，以使得該可動芯在1.2/50μs的電壓波的作用下不移動，因此不會有不期望的致動器的觸發(fā)。

通常，更可取的是由差動繞組產生的磁場與由磁繞組產生的磁場沿相同的方向。然而，逆向是可行的，假使差動功能被拖延以留出磁繞組用于觸發(fā)產品所需的時間，這是因為在同時運行的情況下在兩個繞組(磁繞組和差動繞組)之間可能存在干涉。

在引用的附圖中所示的配置僅僅是本發(fā)明的可行的示例、而絕非是限制性的，相反地，本發(fā)明包括在本領域技術人員力所能及的范圍內的形式和設計變型。