專利名稱：中壓配電柜的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種中壓配電柜(medium-voltageelectric distribution cubicle)，該中壓配電柜被設計為安裝在電路的兩部分之間，以便至少執行電流在所述兩 部分之間流過以及電氣故障的情況下電流中斷的功能。
背景技術：
上述類型的配電柜是已知的，例如如在專利申請FR 2 940 516中所述。此柜包括 同樣執行斷開開關功能的開關或斷路器，以及與此開關(或斷路器)串聯的、具有至少兩個 位置(分別是電流流過位置和接地位置)的選擇器。
此柜被設計為傳導630 A的電流，因此不適合傳導諸如例如1250 A的更高的電流 電平。
當必須增加這樣的柜或任何類似的柜的額定電流性能時，要求巨大的投資和大規 模的調試操作，尤其是當這些柜使用了麻煩的技術，例如金屬包層絕緣技術時。
而且，這些柜能夠經受比一范圍的中間更大的額定電流，該范圍通常對應在小消 耗量的范圍內，這導致這樣適應的工業成本不合理。
而且在真空斷路器的情況下，電流傳導功能十分麻煩和成問題，這是由于匣接觸 的尺寸以及它們的高接觸電阻造成的，后者隨著執行的斷路操作的次數而變化。
此外，開發這種大電流柜增加了與子部件關聯(reference )的次數，別提涉及該柜 的主功能(即介電和電流分配功能)的所有必要外設開發，在某些情況下此電功能要求從鑄 件(casting)的匣的復雜燒鑄。發明內容
本發明解決了這些問題，并提出一種設計簡單經濟的配電柜，能夠經受高額定電 流而不需要大量地增加必要的投資和生產子部件的數量。
出于此目的，本發明的目的是提供一種上述類型的中壓配電柜，此配電柜特征在 于它包括專用于阻斷電流和形成電流的第一柜，此柜包括具有電流斷開和形成性能的電 保護裝置；及專用于額定電流的流過的第二柜，此柜包括用于在通過上述保護裝置的斷路 階段之前傳導額定電流以及短路電流的裝置，和用于斷開該電路連接的裝置，此第二柜被 設計為傳導高額定電流，由上述電保護裝置來命令所述斷開開關。
根據特定的特征，第一柜被設計為傳導高達至少第一電流值，而第二柜被設計為 傳導至少額定電流的全值減去上述第一電流值。
根據另一特征，第一柜的保護裝置包括斷路器或開關，而第二柜的傳導和斷開裝 置包括斷開開關或具有至少兩個位置的開關。
根據另一特征，當斷路操作發生時，斷路器的工作機構命令斷開開關的接觸斷開， 然后特定的延遲之后斷路器的或相應的所述開關的觸點斷開，所述特定的延遲使該電流能 夠在第一分支的分離發生之前在第一分支中完全切換，然后斷路器觸點斷開并在斷開開關的觸點繼續斷路的電流斷開的整個期間保持斷開，而當閉合操作發生時，斷路器的觸點首 先閉合，使能建立被稱作第一柜的此柜中的電流，從而閉合保護電路，然后經過特定的時間 滯后，斷路-形成電路閉合，斷路器的機構命令斷開開關的觸點閉合。
根據另一特征，第二柜包括用于減少在所述第二柜中的發熱的裝置。
根據另一特征，此柜包括用于分配分別在所述兩柜中流過的電流的裝置。
有利地，這些裝置包括用于增加第一柜的阻抗的裝置。
根據特定的特征，這些裝置包括位于第一柜中的以便增加它的電感的磁路。
根據另一實施例，這些裝置包括繞制在磁路上的、閉合在電阻上的繞組、阻抗或 所述繞組自身，所述磁路位于執行所述兩柜的負載側連接的每一屏蔽導體周圍。
根據另一實施例，這些裝置包括包括分別位于兩相的兩個平衡電壓器的至少一 對，所述兩相分別屬于所述兩柜，每一對的兩個變壓器經由它們的次級之一兩兩電連接。
根據另一實施例，為了增加被稱為第一柜的柜上的阻抗，將到電纜的連接接口僅 僅電連接到被稱為第二柜的柜。
根據特定的特征,在這種情況下,與母線(omnibus bar)相對的底連接被設計為便 于呈現小橫截面和/或呈現諸如螺旋形狀的形狀，使能增加它的電感。
根據另一實施例，向保護被稱為第一柜的柜的電流互感器的專用次級添加電感， 以便增加它的阻抗，從而將它的電流限制為要傳導的額定電流的一小部分。
根據特定的特征，去除斷開開關的機械操作設備，而從斷路器的操作設備的輸出 軸直接控制該斷開開關。
根據另一實施例，互鎖斷路器和斷開開關各自的操作設備。
有利地，斷路器包括真空匣來執行電流切斷。
應該注意到，假定所選擇的方案允許斷路器的操縱軸在觸點分離發生之前能夠充 分地運動，則可以想象諸如那些使用熔斷(blow-out)或自熄(self-extinguish)膨脹之類 的其它斷路技術。
根據特定的特征，斷路器機構控制所述匣的活動觸點和斷開開關的觸點二者。
根據特定的特征，此柜包括被稱為第二柜的、配備有使能分配更大額定電流的斷 開開關的若干柜，所述斷開開關的輸出軸彼此機械連接，在這些不同的柜中分配額定電流。
根據特定的特征，此柜包括用于平衡所述電流的裝置，在成對相鄰的柜上兩兩成組。
根據特定的實施例，此柜是位于板(panel)末尾的新來柜、位于板中間的新來柜， 或是稱接或計量柜。
根據特定的特征，此柜被設計為傳導1250A的電流，第一和第二柜被設計為每個 傳導630A的電流。
根據另一特征，所述斷路器/開關使用同樣執行斷開開關功能的真空斷路技術。


但是根據下面參照附圖的詳細描述，本發明的其它優點和特征將變得更加清楚地 明顯，僅出于示例的目的給出所述附圖，并且其中
-圖1是示出電流斷開階段期間根據本發明的柜的示意-圖2是示出用作電板上的新來柜的根據本發明的柜的示意-圖3是示出用在板中間的根據本發明的柜的示意-圖4是示出用作耦接和計量柜的根據本發明的柜的示意-圖5是示出包括用于增加專用于保護的柜中的阻抗的裝置的、根據本發明的柜 的不意-圖6是示出包括用于在所述兩分支中分配電流的裝置的、根據本發明的柜的示 意圖；以及
-圖7是以示意的方式示出使能進一步提高該柜的額定電流性能的、根據本發明 的另一實施例的柜的示圖。
具體實施方式
在所述圖中表示了根據本發明的中壓配電柜C，其被設計為電連接兩母線 (omnibus bar) 1、2并傳導來自具有較低額定電流的“標準”柜的高額定電流,例如在此特 定實施例中1250A的電流。此柜C被設計為執行若干功能，分別是使得電流能夠在母線1、2 之間流過；通過在該電路中出現電氣故障(例如當該電力系統中出現短路時執行該電力系 統的保護時能夠出現)之后由斷路器執行的斷開來執行電流的中斷；以及執行該電路的斷 開，使得該電力系統的兩部分能夠獨立操作。
在圖1中，并且根據本發明的特定實施例，此柜C包括并聯布置的兩分支或柜a、 b。第一柜a包括與接地開關4串聯的斷路器3，斷路器3包括真空匣13 ;而第二柜b包括 通過與斷開開關6串聯的銅導線形成的線橋5。
第一柜a具有斷開和形成性能，但是不使能傳導高額定電流，而第二柜b是設計以 傳導高額定電流的柜，但不具有任何斷開和形成能力。
此兩柜a、b在上部被電連接至頂板的母線，并在下部被電連接至底母線。
這兩柜a、b在稱作負載側的一側被電連接至所述板的母線，并在稱作供電線側 (line side)的另一側連接至位于到該電力系統電纜的連接之前的耦合連接。
有利地，這第二柜b等同于這樣的柜從第一柜a移除斷路器并用線橋5的形式 的、從鑄件上鑄型的屏蔽導線取代，以便特別是當此斷路器包括真空匣時減少該柜的發熱 上升。例如，在此描述的實施例中，這些被稱作低額定電流柜的柜a、b的每一個可以設計成 傳導630 A的電流，而根據本發明實現的、通過聯合所述兩個柜構成的柜使能經受1250 A 的額定電流。因此根據本發明的、使能經受高穩定電流的此柜由兩個被設計為經受相對低 的額定電流的現有柜制成，這使得這樣的高額定電流柜的生產變得合理化。
優選地，在這種情況下，取決于此柜在板中的位置以及在每一分支中尋求的電流 的平衡或分布，供電線側和負載側母線將適應于傳導1250A或630A的穩定電流。
根據本發明的特定實施例，第一分支a的斷路器3和第二分支b的斷開開關6的 機構機械地連接，以便根據特定的順序來操作，如將在下文闡明。
在圖2中，根據本發明的柜C是位于所述板的末端的新來的柜。
在圖3中，此柜C位于所述板的中間，而在圖4中，使用此柜以便實現一耦接和計 量柜。
通過參照圖7，還可以看出可以與第一柜并聯地添加第二柜b類型(即被設計為傳導高額定電流)的其它柜c、d、e，被稱作第二柜b，將電流分配到所述板的母線，然后分配其遍及所有分支，以便增加額定電流。
因此可以理解，負載側母線I傳輸的電流將被分配到所有的分支中。根據本發明的特征，提供了這樣的方式以如此的方式分配此電流使得額定電流在被設計為傳導大額定電流的第二分支b或第二分支b、C、d中較高。
這些方式包括增加包括斷路器3的第一柜a中的阻抗以減小流經斷路器3的額定電流，并將所有此電流或此電流的大部分切換到斷開開關6的柜，其可以容易地執行經受:聞額定電流的功能。
根據圖5中示出的特定實施例，這些方式包括例如位于參與了包括斷路器3的柜a 的阻抗的導體周圍的磁路7。此磁路還可以包括在電阻器10上閉合的繞組9、阻抗或繞組自身。
根據圖6中示出的另一實施例，通過以它們的次級電平為基準(at the level oftheir secondary)平衡有線連接的電流互感器11、12來在兩分支a、b中分配電流。在此實施例中，我們有Il ^ Nils ；I2 ^ N2Is，其中11/12 ^ NI / N2 (如果這些互感器被設計為工作在它們的磁路的磁飽和之外，I s是在它們的次級平衡電路中流過的電流)。
根據本發明，是由斷路器來命令斷開開關的斷開和閉合。因此通過機械連接裝置L 以如此方式運動學上地連接斷路器3的機構和斷開開關6的機構，使得這兩裝置根據特定的順序工作。
根據本發明的最優實施例，此順序如下
在閉合位置，斷開開關6和斷路器3的匣是閉合的。斷開開關傳導電流(額定或故障電流)的一部分。閉合的匣也傳送該電流的一部分，斷路器閉合著，該電流在兩分支a、b 中分配。
當斷開操作發生時，由于連接至斷開開關機構的斷路器機構，斷路器3斷開了斷開開關6的觸點，匣13的觸點在某一延遲后斷開。
匣的觸點的斷開導致斷路器的斷開。匣在整個斷開持續期間保持斷開，在斷開開關6和匣13的端子上保持恢復電壓。
當閉合操作發生時，是匣13以及斷路器3的機構先閉合匣的觸點，使得電流能在分支a中建立起來，斷開的電路閉合了，然后某段時間之后，此相同的機構閉合斷開開關6 的觸點。在匣的觸點之間建立電流，然后以并聯的方式在斷開開關6的觸點之間建立電流。
根據描述的實施例，根據第一柜a的機構，通過將斷路器工作機構的輸出軸連接到斷開開關的可移動組件(assembly)的機械鏈接來命令第二柜b的斷開開關6，已經去除斷開開關的工作機構。
根據未表示的另一實施例，可以保留并互鎖所述兩種工作機構。
根據優選實施例，所述兩機構之間的機械鏈接使得在斷路器匣的閉合彈簧的減壓期間第二柜的斷開開關的搖桿能夠高速工作。
因此用這種方式實現的板適合于傳輸1250A的電流，它的母線被設計用于1250A， 并且根據板的配置，底或頂耦接線適合于傳導1250A的電流或630A的電流。
斷開開關不必執行斷開或形成電流，因為它不具有這兩種性能。它僅可以承擔使能中斷電流的開關動作期間的短弧。
應該注意到，也可以通過相當簡單地保持同樣在兩柜上分配的電纜的連接，并通 過使用合適的供電線側和負載側連接來在兩分支之間解決電流的平衡，但是不能如此使能 在分支之一中的電流值減小。但是在兩分支中的阻抗的任何變化將使得所獲得的平衡變 化，例如，具體地，螺釘、橡皮圈或斷開觸點的電阻的改變。
因此減小分支a中的電流值的另一解決方案可以包括將連接裝置連接至另一柜 (必須接收更大電流的柜)。
在這種情況下，與母線相對的底連接可以被設計為小橫截面和/或包括增加它的 電感的形狀，例如螺旋形狀。
另一解決方案還可以在于添加兩分支和相對的電纜上的平衡電流互感器。
再另一解決方案可以在于至少在它的電路的某一部分上使用具有非常小的銅橫 截面的斷路器柜，斷開開關柜被設計為經受穩定電流并且必須計算它的橫截面以便在斷開 的電流切換時間(幾毫秒)期間經受短路電流。
因此本發明建議提供基于被稱為額定電流柜的柜與被稱為控制保護柜的柜的并 聯連接的柜的組合，所述被稱為額定電流柜的柜被設計為傳導額定電流，所述被稱為控制 保護柜的柜被設計為執行控制和電保護功能。
此額定電流柜將僅僅看到此額定電流的一部分，并且決不必須斷開它或建立它。
該“控制保護”柜將僅僅看到該額定電流的一部分，但是最重要的是將必須斷開和 形成所有類型的電流。被稱為“額定電流”柜的柜包括斷開開關，而被稱為“控制保護”柜 的柜包括斷路器。是斷路器工作機構直接驅使斷路器觸點，并且同時驅使斷開開關觸點。
因此，為了從630A柜實現1250A柜，將需要與包括更大橫截面的導體和斷開開關 的簡化柜僅僅關聯使用630A類型的柜，所述斷開開關將必須被設計為傳導至少完整額定 電流值減去上述第一電流值。
真空匣的位置將接收從鑄件鑄型的屏蔽導體，在鑄件的兩端包括連接接口(母線 側和斷開開關側)。匣的此位置使能減少此柜的發熱，通過相對于第二柜增加第一柜的阻抗 使能將產生的更大的電流流過。
因此本發明使得能夠通過由現有的柜或現有的子部件制成的柜傳導的額定電流 的值能夠顯著地增加。因此，不但能夠通過以合適的方式調整第二柜的斷開開關的尺寸 (dimension)來選擇額定電流,而且能夠通過增加與被稱為第一柜的柜并聯的將被稱為第 二柜的柜的數量來修改此電流的值。
還可以補充的是，將能夠有利地模塊化根據本發明創建的柜，一經要求能夠通過 添加將與其它柜并聯連接的額定電流斷開和流過模塊來調整額定電流的值。
因此本發明延伸為任何并聯了斷路器柜和斷開開關柜的設備，此斷開開關被設計 為適應于必須傳導的各種額定電流。連接插入可以例如被設計為盡可能最適合于要分配的 電流，并且能夠根據要求復制模塊化設計的斷開開關刀身(knife-blade)。
還應該注意到，電保護裝置可以是包括或不包括真空匣的斷路器或開關。
權利要求
1.一種中壓配電柜，被設計成安裝在電路的兩部分之間，以便執行至少電流在所述部分之間流過和電氣故障的情況下電流終端的功能，其特征在于它包括專用于切斷電流和形成電流的第一柜(a)，此柜包括具有電流切斷和形成性能的電保護裝置(3);及被布置與第一柜(a)并聯的第二柜(b)，所述柜專用于額定電流的流過并包括用于在由上述保護裝置(3)產生的斷開階段之前傳導額定電流以及短路電流的裝置(6)，和用于斷開該電路的裝置，此第二柜(b)被設計為傳導高額定電流， 由上述電保護裝置(3 )來命令所述斷開開關(6 )。
2.根據權利要求1的中壓配電柜，其特征在于它是多極(multipolar)柜，同時激活所有極。
3.根據權利要求1或2的配電柜，其特征在于第一柜(a)包括傳導上至至少第一電流值的裝置，而第二柜(b)包括傳導至少額定電流的全值減去上述第一電流值的裝置。
4.根據權利要求1或2的配電柜，其特征在于第一柜(a)的保護裝置(3)包括斷路器或開關，而第二柜(b)的傳導和斷開裝置(6)包括斷開開關(6)或具有至少兩個位置的開關。
5.根據權利要求4的配電柜，其特征在于，當斷開操作發生時，斷路器(3)的工作機構命令斷開開關(6)的觸點斷開，然后特定的延遲之后斷路器(3)或所述開關各自的觸點斷開，所述延遲使得電流在第一分支(a)的分離發生之前在第一分支(a)中完全切換，然后斷路器(3)的觸點斷開并在斷開開關(6)的觸點持續斷開的整個電流斷開期間保持斷開，而當閉合操作發生時，斷路器(3)的觸點首先閉合，使能建立在被稱為第一柜的柜(a)中的電流，從而閉合所述保護電路，然后經過特定的時間滯后，閉合所述斷開-形成電路，斷路器(3)的機構命令閉合所述斷開開關(6)的觸點。
6.根據權利要求4或5的配電柜，其特征在于第二柜(b)包括用于減少所述第二柜中的發熱的裝置。
7.根據上述權利要求的任何一者的配電柜，其特征在于它包括用于分配分別在所述兩個柜(a、b)中流過的電流的裝置。
8.根據權利要求7的配電柜，其特征在于這些裝置包括用于增加第一柜(a)的阻抗的>J-U ρ α裝直。
9.根據權利要求8的配電柜，其特征在于這些裝置包括位于第一柜(a)以便增加它的電感的磁路(7)。
10.根據權利要求8和9之一的配電柜，其特征在于這些裝置包括繞制在所述磁路上的、在電阻(10)上閉合的繞組(9);阻抗或所述繞組自身，所述磁路位于執行所述兩個柜的負載側連接的每一屏蔽導體周圍。
11.根據權利要求7的配電柜，其特征在于這些裝置包括包括分別位于兩相的兩個平衡互感器(11、12)的至少一對，所述兩相分別屬于所述兩個柜(a、b)，這些每一對的兩個互感器經由它們的次級之一而兩兩電連接。
12.根據權利要求8的配電柜，其特征在于為了增加稱為第一柜的柜上的阻抗，將對電纜的連接接口只電連接至稱為第二柜(b)的柜。
13.根據權利要求8的配電柜，其特征在于向保護稱為第一柜的柜的電流互感器的專用次級添加電感，以便增加它的阻抗，并從而將它的電流限制在要傳導的額定電流的小部分。
14.根據權利要求4至13的任何一者的配電柜，其特征在于去除斷開開關(6)的機械操作設備，以及在于從斷路器(3)的操作設備的輸出軸直接控制斷開開關(6)。
15.根據權利要求4至14的任何一者的配電柜，其特征在于互鎖斷路器(3)和斷開開關(6)各自的操作設備。
16.根據權利要求4至15的任何一者的配電柜，其特征在于斷路器包括執行斷開電流的真空匣(cartridge)。
17.根據權利要求16的配電柜，其特征在于斷路器(3)的機構控制匣(13)的可移動觸點和斷開開關(6)的觸點二者。
18.根據上述權利要求的任何一者的配電柜，其特征在于它包括稱為第二柜的、裝配有使能分配更大額定電流的斷開開關的若干柜(c、d、e)，所述斷開開關的輸出軸彼此機械連接，在這些不同的柜中分配額定電流。
19.根據權利要求18的配電柜，其特征在于它包括用于平衡電流的裝置，在相鄰柜對上兩兩成組。
20.根據上述權利要求的任何一者的配電柜，其特征在于它是位于板末尾的新來柜、位于板中間的新來柜或稱接或計量(metering)柜。
21.根據上述權利要求的任何一者的配電柜，其特征在于此柜被設計為傳導1250A的電流，第一(a)和第二(b)柜被設計為每者傳導630A的電流。
22.根據權利要求4至21的任何一者的配電柜，其特征在于斷路器/開關(3)使用同樣執行斷開開關(6)的功能的真空斷開技術。
全文摘要
本發明涉及一種中壓配電柜，該中壓配電柜被設計為安裝在電路的兩部分之間，以便至少執行電流在所述兩部分之間流過以及電氣故障的情況下電流斷路的功能。此柜C特征在于它包括專用于斷開電流和形成電流的第一柜(a)，此柜包括具有電流斷開和形成性能的電保護裝置(3)；及專用于額定電流的流過的第二柜(b)，其包括用于在使用上述保護裝置(3)的斷開階段之前傳導額定電流以及短路電流的裝置(6)，和用于斷開該電路的裝置(6)，此第二柜(b)被設計為傳導高額定電流，由上述電保護裝置(3)來命令所述斷開開關(6)。
文檔編號H02B1/30GK103022908SQ20121036379
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月26日 優先權日2011年9月27日
發明者C.普雷夫, J-P.柯蘇珊 申請人:施耐德電器工業公司