基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構的製作方法

2023-07-31 05:59:11

本發明涉基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構，屬於高壓真空斷路器領域。

背景技術：

智能電網已經成為當今世界電力系統發展變革的最新方向，提高智能配電網的供電可靠性和供電質量需要電氣設備具有一定的智能化和自動化。斷路器是電力系統控制和保護的重要設備，而其性能主要受到操動機構性能的影響。對比其他操動機構具有結構簡單、零部件數量少、操作能耗小、使用壽命長等優點，日益引起人們的關注，其優異的動態特性更加能適應斷路器快速響應的要求。高壓真空斷路器對開距要求較大，這就要求擦動機構具有更高的分閘速度。同時由於在分分閘末段，如果動鐵心速度過大，在結束運動時會有很大的衝擊力，導致斷路器壽命縮減。電磁斥力機構具有結構簡單，動作迅速，方便實現電子控制，所以能夠很好實現高壓真空斷路器對分閘速度的要求，實現快速分閘。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構，解決以往高壓真空斷路器操作機構分閘速度不高，反應時間過長的問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明採用的技術方案為：基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構，包括電磁驅動機構，永磁保持機構，分閘—緩衝癱瘓已經導杆，所述電磁驅動機構包括上部分閘電磁斥力機構，下部合閘電磁驅動機構，所述上部電磁斥力機構包括分閘線圈（4）、電磁斥力盤（5）、線圈固定支架（3）；所述下部合閘電磁驅動機構包括合閘線圈（11）、合閘靜鐵心（10）、合閘動鐵心（13）、導電銅杆（14）。

所述永磁保持機構包括分閘保持機構，合閘保持機構，所述分閘保持機構包括保持動鐵心（6）、保持靜鐵心（7）、保持永磁體（17）；所述合閘保持機構包括保持動鐵心（8）、保持靜鐵心（7）、保持永磁體（16），所述分閘保持結構與合閘保持機構上下先對設置，且所述分閘永磁體和合閘永磁體設置於靜鐵心內部，共用保持靜鐵心磁路，且上下兩保持動鐵心中間設有非導磁撐杆（15）；當動鐵心與靜鐵心閉合時，所述分合閘永磁體均與動鐵心間留有一小氣息間距。

所述永磁保持機構和下部電磁驅動機構中間設有分閘—緩衝彈簧（9），且所述分閘—緩衝彈簧與永磁保持機構和下部電磁驅動機構間分別設有非導磁墊片；所述導杆（12）由下到上依次穿過下部電磁驅動機構、分閘—緩衝彈簧、永磁保持機構、上部電磁斥力機構；所述導杆由下到上依次穿過合閘動鐵心（13）、導電銅杆（14）、保持動鐵心（8）（6）、非導磁撐杆（15）、電磁斥力盤（5）、絕緣撐杆（18），且由導杆兩端螺母固定夾緊，一同組成所述永磁機構的運動機構。

所述保持動鐵心（6）（8）為半徑大於合閘永磁體（16）和分閘永磁體（17）外徑的實心圓盤，且所述的分閘永磁體和和閘永磁體的內外徑相同，但厚度不同。

所述的分閘—緩衝彈簧上端連接於固定支架上，下端連接於運動機構上，隨著導杆移動做等距離運動。

根據權利要求6所述的基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構的分閘方法，其特徵在於：利用脈衝放電電流通過勵磁線圈（4）時，勵磁線圈中的脈衝電流在周圍完全產生一變化的磁場，與臨近的金屬盤（5）中感應出的較大渦流產生斥力作用，從而推動金屬盤帶動導杆運動，且在合閘過程成中，對分閘—緩衝彈簧（9）儲存能量，分閘時，分閘—緩衝彈簧釋放合閘時儲存的能量，拉動導杆運動，兩者結合作用，實現真空斷路器觸頭的分斷。

有益效果：本發明提供基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構，相比較現有技術，具有以下有益效果：

本發明利用電磁斥力機構快速響應和高速運動原理，以及彈簧輔助分閘，大大提高了了永磁操動機構分閘速度，縮短分閘時間，很好適應了高壓真空斷路器對分閘前程速度的要求，同時在行程末段，分閘—緩衝彈簧對機構起到儲能緩衝作用，降低分合閘時刻觸頭接觸速度，防止觸頭衝擊過大造成的損耗過大。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；圖中：1非導磁端蓋、2邊框、3電磁斥力機構底座、4分閘線圈、5電磁斥力盤、6保持動鐵心、7保持靜鐵心、8保持動鐵心、9分閘—緩衝彈簧、10合閘靜鐵心、11合閘線圈、12導杆、13合閘動鐵心14、導電銅杆、15非導磁撐杆、16合閘永磁體、17分閘永磁體。

具體實施方法

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

基於電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動機構，如圖1所示，包括電磁驅動機構，永磁保持機構，分閘—緩衝彈簧以及導杆。

所述永磁操動機構的分閘方法：如圖1所示，當收到分閘信號時，向分閘線圈4中通入一脈衝電流，勵磁線圈中的脈衝電流在周圍完全產生一變化的磁場，與臨近的金屬盤5中感應出的較大渦流產生斥力作用，從而推動金屬盤帶動導杆運動，且在合閘過程成中，對分閘—緩衝彈簧9儲存能量，分閘時，分閘—緩衝彈簧釋放合閘時儲存的能量，拉動導杆運動，兩者結合作用，實現真空斷路器觸頭的快速分斷。

所述永磁操動機構的合閘方法：如圖1所示，當收到合閘信號時，通過預充電的電容器對合閘線圈11放電，產生一個持續時間為幾毫秒的脈衝電流，該脈衝電流在空間內產生一脈衝磁場，該磁場作用於合閘動鐵心13，使合閘動鐵心受到向上的電磁力，此時導電銅杆14中也將產生感應電流，根據楞次定律，導電銅杆14也將受到向上的電磁力，所以處於磁場中的合閘動鐵心13和導電銅杆14帶動連杆向合閘方向運動，實現斷路器閉合，同時在合閘過程中，對分閘—緩衝彈簧進行儲能，一方面限制合閘速度，防止速度過大引起的觸頭損耗過大，另一方面為分閘做準備，分閘時利用彈簧儲存的能量提高分閘速度。

本發明基於電磁彈射技術原理，在分閘時，採用電磁斥力機構和分閘—緩衝彈簧結合作用的優化方式，可以大大提高斷路器分閘速度，縮短分閘時間，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進也應視為本發明的保護範圍。