CN101901718A

CN101901718A - 配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器

Info

Publication number: CN101901718A
Application number: CN201010237241XA
Authority: CN
Inventors: 赵军; 陈轩恕; 尹婷; 李辉
Original assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明提供一种配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其包括真空灭弧室、操动机构、绝缘拉杆及位于灭弧室内的动触头、静触头，其特征在于，每相都有独立的操动机构，操动机构采用的是双稳态永磁操动机构，传动方式为直动式，操动机构在下，灭弧室在上，操动机构与灭弧室动触头通过绝缘拉杆相连接，机构轴心与绝缘拉杆和灭弧室动触头、静触头在一条直线上。每相独立的操动机构减轻了单个永磁操动机构的负担，可以满足更高电压等级断路器需要的更大的出力特性，在机构设计与加工工艺上更加容易实现；采用双稳态永磁操动机构，分合闸都是电磁操动，并且传动为最简单的直动式，时间分散性小，可以实现同步选相操作。

Description

配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器

技术领域

本发明涉及一种真空断路器，尤其涉及一种配双稳态永磁机构的直动式真空断路器，属于电力设备技术领域。

背景技术

目前，在中压开关领域主要以真空断路器和SF6断路器为主，在40.5kV以下等级，真空断路器占绝对优势，其中配永磁操动机构真空断路器代表了中压开关的发展方向。在永磁机构断路器的研究和应用领域，从最初的永磁机构操动原理派生出来了各种不同原理和结构的永磁操动机构，归纳起来可分为两个类型：单稳态永磁操动机构和双稳态永磁操动机构。其中双稳态永磁操动机构的工作原理为分闸及合闸保持都靠永磁力；单稳态永磁操动机构的工作原理为在储能弹簧的帮助下快速分闸，并保持在分闸位置，只有合闸保持靠永磁力。

传统的配双稳态永磁操动机构的真空断路器一般为多连杆传动方式，且一个机构带动三相，机械可靠性低，不能实现选相分合闸，典型的如ABB公司生产的VM1型真空断路器；配单稳态永磁操动机构的真空断路器的主要问题是分闸时完全靠分闸弹簧的出力，而弹簧在频繁使用后易疲劳，因此分闸的时间分散性大，也不能实现选相分合闸，典型的如特瑞德公司生产的ISM系列真空断路器。

现有技术中，也有涉及到对真空断路器进行改进的公开文献，例如申请号为200810057706.6的发明专利申请《一种交流高压真空断路器》，所涉及到的是一种采用电磁斥力机构的真空断路器，该发明的特点是：采用电磁斥力机构驱动，采用双稳态组合碟簧保持，采用合闸液压缓冲装置抑制合闸弹跳，采用光电传感器实现位置回报。然而，该发明存在的缺点是：该发明采用的碟簧作双稳态运行时极易造成损伤，碟簧无损运动区间是单边满行程的15％～80％，碟簧如果翻转，损伤特别大，动作稳定性大幅降低，机构寿命短，且不能实现同步选相操作。

因此，有必要提供一种配双稳态永磁机构的直动式真空断路器，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：实现真空断路器的机械高可靠性，动作高稳定性，使之能够选相分合闸。

本发明所采用的技术方案是：一种配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其包括灭弧室、操动机构、绝缘拉杆及位于灭弧室内的动触头、静触头，其特征在于，每相都有独立的操动机构，操动机构采用的是双稳态永磁操动机构，传动方式为直动式，操动机构在下，灭弧室在上，操动机构与灭弧室动触头通过绝缘拉杆相连接，机构轴心与绝缘拉杆和灭弧室动触头、静触头在一条直线上。由此带来的技术效果至少是：每相独立的操动机构减轻了单个永磁操动机构的负担，可以满足更高电压等级断路器需要的更大的出力特性，在机构设计与加工工艺上更加容易实现；采用双稳态永磁操动机构，分合闸都是电磁操动，时间分散性小，避免了单稳态永磁操动机构因分闸弹簧多次使用后易疲劳的缺点，更加适合同步选相操作。

如上所述的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其特征在于：进一步包括超程弹簧、绝缘套管，真空灭弧室内含有波纹管，真空灭弧室、静触头、动触头、波纹管、超程弹簧、绝缘拉杆都罩在绝缘套管中；操动机构与绝缘拉杆连接，绝缘拉杆与超程弹簧连接，动触头通过其延伸的导电杆与绝缘拉杆连接。由此带来的技术效果至少是：由于采用了最简单的直动式，省却了连杆的传动，减小了摩擦等因素造成的能量损失和运动时间的分散性，使传动效率达到最高。

如上所述的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其特征在于：操动机构由动导杆、端盖、动铁心、合闸线圈、永磁体、磁轭和分闸线圈组成，动导杆与绝缘拉杆连接；端盖与磁轭通过螺丝方式固定，提供整体支撑；合闸线圈、永磁体和分闸线圈以动铁心为轴对称从上往下依次排放；磁轭在靠近线圈位置开一小口，将线圈与外界电源相连；动铁芯采用硅钢片；永磁体采用稀土钕铁硼永磁体，提供分闸与合闸位置的保持力。由此带来的技术效果至少是：提高了机械可靠性、断路器动作时间稳定性和断路器的使用寿命，可以实现免维护。

本发明的有益效果是：每相独立的操动机构，整个过程控制单元按时序对开关各相进行单独控制，传统的弹簧操作机构和永磁机构断路器由于是三相共轴运动方式，无法实现对每相的单独控制，而实现每相单独控制是实现断路器同步选相功能的必要条件。

双稳态永磁机构的传动方式为最简单的直动式，省却了连杆的传动，减小了摩擦等因素造成的能量损失和运动时间的分散性，使传动效率达到最高，提高了机械可靠性、断路器动作时间稳定性和断路器的使用寿命，可以实现免维护。

附图说明

图1是本发明实施例的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器的整体示意图。

图2是本发明实施例的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器的操动机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

图1中标记的说明，真空灭弧室1，静触头2，动触头3，波纹管4，超程弹簧5，绝缘套筒6，绝缘拉杆7，双稳态永磁操动机构8。

图2中标记的说明，动导杆9，端盖10，动铁心11，合闸线圈12，永磁体13，磁轭14，分闸线圈15。

参见图1，配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其静触头2、动触头3和波纹管4都在真空灭弧室1内；真空灭弧室1、静触头2、动触头3、波纹管4、超程弹簧5、绝缘拉杆7都罩在绝缘套管6中；操动机构8与绝缘拉杆7连接，绝缘拉杆7与超程弹簧5连接，动触头3通过其延伸的导电杆与绝缘拉杆7连接。执行分闸操作时，操动机构8带动绝缘拉杆7向下运动，使得动触头3与静触头2分离，实现分闸；执行合闸操作时，操动机构8带动绝缘拉杆7向上运动，使得动触头3与静触头2闭合，超程弹簧5提供动触头3与静触头2的压紧力，实现可靠合闸。

参见图2，配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器的操动机构部分，由动导杆9、端盖10、动铁心11、合闸线圈12、永磁体13、磁轭14和分闸线圈15组成。动导杆9与图1中的绝缘拉杆7连接；端盖10与磁轭14通过螺丝等方式固定，提供整体支撑；合闸线圈12、永磁体13和分闸线圈15以动铁心11为轴对称从上往下依次排放；磁轭14在靠近线圈位置开一小口，将线圈与外界电源相连；动铁芯11最好采用硅钢片，可以减小涡流；永磁体13采用稀土钕铁硼永磁体，提供分闸与合闸位置的保持力；分闸时，电源给分闸线圈15通电，电磁力带动动铁心11向下运动；合闸时，电源给合闸线圈12通电，电磁力带动动铁芯11向上运动。

本发明所带来的技术效果是：每相独立的操动机构减轻了单个永磁操动机构的负担，可以满足更高电压等级断路器需要的更大的出力特性，在机构设计与加工工艺上更加容易实现；采用双稳态永磁操动机构，分合闸都是电磁操动，时间分散性小，避免了单稳态永磁操动机构因分闸弹簧多次使用后易疲劳的缺点，更加适合同步选相操作。

Claims

1.一种配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其包括灭弧室、操动机构、绝缘拉杆及位于灭弧室内的动触头、静触头，其特征在于，每相都有独立的操动机构，操动机构采用的是双稳态永磁操动机构，传动方式为直动式，操动机构在下，灭弧室在上，操动机构与灭弧室动触头通过绝缘拉杆相连接，机构轴心与绝缘拉杆和灭弧室动触头、静触头在一条直线上。

2.根据权利要求1所述的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其特征在于：进一步包括超程弹簧、绝缘套管，真空灭弧室内含有波纹管，真空灭弧室、静触头、动触头、波纹管、超程弹簧、绝缘拉杆都罩在绝缘套管中；操动机构与绝缘拉杆连接，绝缘拉杆与超程弹簧连接，动触头通过其延伸的导电杆与绝缘拉杆连接。

3.根据权利要求1所述的配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器，其特征在于：操动机构由动导杆、端盖、动铁心、合闸线圈、永磁体、磁轭和分闸线圈组成，动导杆与绝缘拉杆连接；端盖与磁轭通过螺丝方式固定，提供整体支撑；合闸线圈、永磁体和分闸线圈以动铁心为轴对称从上往下依次排放；磁轭在靠近线圈位置开一小口，将线圈与外界电源相连；动铁芯采用硅钢片；永磁体采用稀土钕铁硼永磁体，提供分闸与合闸位置的保持力。