一種永磁真空斷路器的製作方法
2023-05-14 11:00:01 2
專利名稱：一種永磁真空斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關設備領域，尤其涉及一種永磁真空斷路器。
背景技術：
隨著電氣化鐵路的發展，對斷路器性能的要求也越來越高。目前，機車所使用的真 空斷路器一般採用氣動機構或電磁機構來控制斷路器合閘與分閘。氣動機構斷路器的結構 複雜、零部件多、不易安裝使用；電磁機構斷路器在斷路器合閘時始終有電流流過線圈，使 得可靠性很差。
發明內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單、零部件少、可靠性強、易於安裝，並且使 用方便的永磁真空斷路器.本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種永磁真空斷路器，串聯於高壓線路中，用於對高壓線路進行控制和保護，包括 真空泡1、連接杆4、基座5、永磁操動機構6和控制器7 ；所述真空泡1內設有靜觸頭及動觸 頭，靜觸頭及動觸頭分別與所述高壓線路的輸入端與輸出端連接；連接杆4的一端與所述 真空泡1的動觸頭連接，另一端與永磁操動機構6連接，永磁操動機構6與控制器7固定於 基座5上；所述控制器7與永磁操動機構6相接並通過控制永磁操動機構6動作來控制連 接杆4帶動真空泡1的動觸頭運動。該裝置還包括儲能電容8 ；所述的儲能電容8與永磁操動機構6的線圈繞組相併 聯，並為永磁操動機構6的線圈繞組提供勵磁電流。該裝置還包括緩衝器9 ；所述的緩衝器9設於永磁操動機構6的端部，用於限定 永磁操動機構6的運動位置，且所述的緩衝器9固定於基座5上。該裝置還包括上絕緣子2和下絕緣子3 ；所述真空泡1固定在所述的上絕緣子2 內；所述的上絕緣子2固定於下絕緣子3上；所述的下絕緣子3固定在基座5上。所述的永磁操動機構6包括永磁體和電磁體，所述的永磁體是靜止的，固定於基 座5上，與下絕緣子3保持靜止狀態；所述的電磁體是運動的，通過連接杆4與真空泡1的 動觸頭連接。所述的控制器7包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊和電源模塊；所述的控制模 塊接收輸入模塊獲取的當前斷路器狀態信號和命令信息，進行處理後，發送給輸出模塊，以 通過控制永磁操動機構6動作來控制連接杆4帶動真空泡1的動觸頭運動；所述的電源模 塊為輸入模塊、控制模塊和輸出模塊提供穩定的電源。所述的控制器7還包括顯示模塊；所述的顯示模塊與控制模塊相連，以顯示斷路 器的各項信息；由所述電源模塊提供穩定電源。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的永磁真空 斷路器通過連接杆將真空泡內的動觸頭與永磁操動機構的電磁鐵連接，使動觸頭與電磁鐵的運動方向相一致，構成了直動式結構；不僅結構簡單、零部件少，而且易於安裝、使用方 便。控制器輸出模塊的狀態信息由其輸入模塊採集並反饋給控制器，這大大提高了該裝置 的可靠性。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他附圖。圖1為本實用新型實施例提供的永磁真空斷路器的結構示意圖一；圖2為本實用新型實施例提供的永磁真空斷路器的結構示意圖二 ；圖3為本實用新型實施例提供的永磁真空斷路器的原理示意圖一；圖4為本實用新型實施例提供的永磁真空斷路器的原理示意圖二。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。為便於理解，下面將結合附圖對本實用新型實施例進行詳細描述。如圖1所示，本實用新型實施例提供的永磁真空斷路器，串聯於高壓線路中，用於 對高壓線路進行控制和保護，其具體實現結構如下該永磁真空斷路器包括真空泡1、連接杆4、基座5、永磁操動機構6和控制器7 ；相 應的真空泡1內設有靜觸頭及動觸頭，靜觸頭及動觸頭分別與所述高壓線路的輸入端與輸 出端連接；連接杆4的一端與相應真空泡1的動觸頭連接，另一端與永磁操動機構6連接， 永磁操動機構6與控制器7固定於基座5上；相應的控制器7通過導線與永磁操動機構6 相接並通過控制永磁操動機構6動作來控制連接杆4帶動真空泡1的動觸頭運動。可選地，如圖1所示，本實用新型實施例具體可以包括儲能電容8 ；相應的儲能電容8通過導線與永磁操動機構6的線圈繞組相併聯，用 於為永磁操動機構6的線圈繞組提供勵磁電流；通過調節儲能電容8的儲能電壓，可以控制 斷路器的合閘及分閘速度，以提高斷路器的機械壽命和電氣壽命。可選地，仍如圖1所示，本實用新型實施例具體可以包括緩衝器9 ；相應的緩衝器9設於永磁操動機構6的端部，用於限定永磁操動機構6 斷開運動的位置，且相應的緩衝器9固定於基座5上。在分閘過程中，永磁操動機構6的電 磁鐵由緩衝器9限定位置和速度，其分間末速度由緩衝器9的阻尼係數來確定，從而保證了 斷路器的運動行程。可選地，仍如圖1所示，本實用新型實施例具體還可以包括上絕緣子2和下絕緣子3 ；上述真空泡1澆注固定在相應的上絕緣子2內；相應的 上絕緣子2通過法蘭固定於下絕緣子3上；相應的下絕緣子3又通過法蘭固定在基座5上，與基座5保持靜止狀態。其中，上述的永磁操動機構6包括永磁體和電磁體，相應的永磁體是靜止的，通過 法蘭固定於基座5上，與下絕緣子3保持靜止狀態；相應的電磁體是運動的，通過連接杆4 與真空泡1的動觸頭連接；永磁操動機構6的電磁體與永磁體吸合時的速度和斷開時的初 速度由控制器7控制，從而消除了斷路器的彈跳，其斷開時的末速度由緩衝器來控制。其中，上述的控制器7可以包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊和電源模塊；相應 的控制模塊接收輸入模塊獲取的當前斷路器狀態信號和命令信息，進行處理後，發送給輸 出模塊，以通過控制永磁操動機構6動作來控制連接杆4帶動真空泡1的動觸頭運動；相應 的電源模塊為輸入模塊、控制模塊和輸出模塊提供穩定的電源；可選地，相應的控制器7具體可以包括顯示模塊；相應的顯示模塊與控制模塊相連，以顯示斷路器的各項信息；由上述 的電源模塊提供穩定電源。具體地，如圖3所示，上述的控制模塊可以為單片機，用於對輸入模塊接收的斷路 器合分間狀態信號和斷路器合分間命令信號進行處理，然後，將處理後的命令信息發送至 輸出模塊以執行合分間操作，同時將斷路器狀態及合分間次數等信息發送至顯示模塊以供 顯示；其中的輸出模塊可以為IGBT元件，相應的控制模塊控制相應IGBT元件的導通與關 斷，並控制相應的導通時間與關斷時間，以改變為永磁操動機構6的繞組線圈提供勵磁電 流的儲能電容8的電流大小，使得永磁操動機構6的電磁體的磁力大小和極性方向隨之改 變，致使永磁操動機構6的電磁體與永磁操動機構6的永磁體分開或閉合，從而帶動連接杆 4及真空泡1內的動觸頭運動，以達到該斷路器分閘或合閘的目的；相應的電源為單片機、 顯示模塊和IGBT元件提供穩定的電源。進一步地，如圖4所示，首先由電源模塊給儲能電容8充電；然後控制器7根據接 收到的命令信號判斷是合閘命令還是分閘命令如果是合閘命令，則導通IGBT元件的K1、 K4，閉合IGBT元件的K2、K3 ；如果是分閘命令，則導通IGBT元件的K2、K3，閉合IGBT元件 的K1、K4 ；這使儲能電容8給線圈繞組快速放電，致使永磁操動機構6的永磁體與永磁操動 機構6的電磁體分開或閉合，以達到該斷路器分閘或合閘的目的。在永磁操動機構6的永 磁體與永磁操動機構6的電磁體分開後，斷路器靠分閘彈簧來維持分閘狀態，線圈繞組電 流斷開；在永磁操動機構6的永磁體與永磁操動機構6的電磁體閉合後，永磁鐵吸力克服分 閘彈簧彈力，保持斷路器合閘狀態，線圈繞組電流斷開。為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面通過實例，結合相應附 圖，對本實用新型實施例作進一步詳細描述。實施例一如圖1所示，本實用新型實施例的永磁真空斷路器包括真空泡1、連接杆4、基座5、 永磁操動機構6、控制器7、儲能電容8、緩衝器9、上絕緣子2和下絕緣子3。其中，相應的真空泡1內設有靜觸頭及動觸頭，靜觸頭及動觸頭分別與所述高壓 線路的輸入端與輸出端連接；連接杆4的一端與相應真空泡1的動觸頭連接，另一端與永磁 操動機構6連接，永磁操動機構6與控制器7固定於基座5上；相應的控制器7通過導線與 永磁操動機構6相接並通過控制永磁操動機構6動作來控制連接杆4帶動真空泡1的動觸 頭運動。[0038]其中，相應的儲能電容8與永磁操動機構6的線圈繞組相併聯，並為永磁操動機構 6的線圈繞組提供勵磁電流；其中，相應的緩衝器9設於永磁操動機構6的端部，用於限定永磁操動機構6的運 動位置，且所述的緩衝器9固定於基座5上；其中，上述真空泡1澆注固定在相應的上絕緣子2內；相應的上絕緣子2通過法蘭 固定於下絕緣子3上；相應的下絕緣子3又通過法蘭固定在基座5上，與基座5保持靜止狀 態。 如圖2所示，本實用新型實施例的永磁真空斷路器合閘時，可通過設置控制器7導 通IGBT時間的長短，來控制流過線圈繞組的大小，進而控制電磁力大小，以控制永磁操動 機構6的電磁鐵的運動速度，由於永磁操動機構6的電磁鐵與真空泡1內的動觸頭是通過 連接杆4的直動式連接，因而最終控制了真空泡1中動觸頭的離合速度；控制器7導通相應 IGBT元件的ΚΙ、K4，且閉合相應IGBT元件的K2、K3，致使線圈繞組通電後的勵磁方向和永 磁體的磁場方向一致，從而電磁力與永磁力相疊加，共同克服了分閘彈簧彈力，使得斷路器 保持合閘狀態，繞組線圈電流斷開，斷路器狀態信號反饋到控制器7，進而提高了高裝置的 可靠性。如圖1所示，本實用新型實施例的永磁真空斷路器分閘時，可通過設置控制器7導 通IGBT時間的長短，來控制流過線圈繞組的大小，進而控制電磁力大小，以控制永磁操動 機構6的電磁鐵的運動速度，由於永磁操動機構6的電磁鐵與真空泡1內的動觸頭是通過 連接杆4的直動式連接，因而最終控制了真空泡1中動觸頭的剛分速度；控制器7導通相應 IGBT元件的K2、K3，且閉合相應IGBT元件的ΚΙ、K4，致使線圈繞組通電後的勵磁方向和永 磁體的磁場方向相反，從而電磁力與永磁力相抵消，分閘彈簧彈力破使斷路器分開，使得斷 路器保持分閘狀態，繞組線圈電流斷開，斷路器狀態信號反饋到控制器7，進而提高了高裝 置的可靠性。該實用新型實施例的實現克服了現有技術中結構複雜、零部件多、可靠性差、不易 安裝使用等問題，實現了不僅結構簡單、零部件少、可靠性強，而且易於安裝、使用方便的永 磁真空斷路器.以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不 局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該 以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求一種永磁真空斷路器，串聯於高壓線路中，用於對高壓線路進行控制和保護，其特徵在於，包括真空泡(1)、連接杆(4)、基座(5)、永磁操動機構(6)和控制器(7)；所述真空泡(1)內設有靜觸頭及動觸頭，靜觸頭及動觸頭分別與所述高壓線路的輸入端與輸出端連接；連接杆(4)的一端與所述真空泡(1)的動觸頭連接，另一端與永磁操動機構(6)連接，永磁操動機構(6)與控制器(7)固定於基座(5)上；所述控制器(7)與永磁操動機構(6)相接並通過控制永磁操動機構(6)動作來控制連接杆(4)帶動真空泡(1)的動觸頭運動。
2.根據權利要求1所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，該裝置還包括儲能電容(8)； 所述的儲能電容(8)與永磁操動機構(6)的線圈繞組相併聯，並為永磁操動機構(6)的線 圈繞組提供勵磁電流。
3.根據權利要求1或2所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，該裝置還包括緩衝器 (9)；所述的緩衝器(9)設於永磁操動機構(6)的端部，用於限定永磁操動機構(6)的運動 位置，且所述的緩衝器(9)固定於基座(5)上。
4.根據權利要求1或2所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，該裝置還包括上絕緣子(2)和下絕緣子(3)；所述真空泡(1)固定在所述的上絕緣子(2)內；所述的上絕緣子(2) 固定於下絕緣子(3)上；所述的下絕緣子(3)固定在基座(5)上。
5.根據權利要求4所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，所述的永磁操動機構(6)包 括永磁體和電磁體，所述的永磁體是靜止的，固定於基座(5)上，與下絕緣子(3)保持靜止 狀態；所述的電磁體是運動的，通過連接杆(4)與真空泡(1)的動觸頭連接。
6.根據權利要求1或2所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，所述的控制器(7)包括 輸入模塊、控制模塊、輸出模塊和電源模塊；所述的控制模塊接收輸入模塊獲取的當前斷路 器狀態信號和命令信息，進行處理後，發送給輸出模塊，以通過控制永磁操動機構(6)動作 來控制連接杆(4)帶動真空泡(1)的動觸頭運動；所述的電源模塊為輸入模塊、控制模塊和 輸出模塊提供穩定的電源。
7.根據權利要求6所述的永磁真空斷路器，其特徵在於，所述的控制器(7)還包括顯 示模塊；所述的顯示模塊與控制模塊相連，以顯示斷路器的各項信息；由所述電源模塊提 供穩定電源。
專利摘要本實用新型公開一種永磁真空斷路器，包括真空泡1、連接杆4、基座5、永磁操動機構6和控制器7；相應的真空泡1內設有靜觸頭及動觸頭，靜觸頭及動觸頭分別與所述高壓線路的輸入端與輸出端連接；連接杆4的一端與相應真空泡1的動觸頭連接，另一端與永磁操動機構6連接，永磁操動機構6與控制器7固定於基座5上；相應的控制器7通過導線與永磁操動機構6相接並通過控制永磁操動機構6動作來控制連接杆4帶動真空泡1的動觸頭運動。本實用新型實施例的實現使真空泡內的動觸頭與永磁操動機構的電磁鐵構成直動式結構，不僅結構簡單、零部件少，而且可靠性強、易於安裝、使用方便。
文檔編號H01H33/666GK201638743SQ20092035065
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者楊建明, 蘇安社, 馬君 申請人:北京賽德高科鐵道電氣科技有限責任公司