專(zhuān)利名稱(chēng)：一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空斷路器，特別涉及一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器。
背景技術(shù)：
真空斷路器是主觸頭在高真空環(huán)境中斷開(kāi)或閉合的一種電器設(shè)備。當(dāng)斷路器被制 造出廠之后，其分間和合間速度特性曲線(xiàn)就已經(jīng)確定了。在保證真空斷路器零部件特性不 變時(shí)，這臺(tái)斷路器的分閘和合閘速度特性曲線(xiàn)是不能被改變的。一臺(tái)斷路器只有一條分閘 速度特性曲線(xiàn)和一條合閘速度特性曲線(xiàn)。從斷路器的速度特性曲線(xiàn)能夠推算出斷路器的力 特性。不論是彈操機(jī)構(gòu)的真空斷路器，還是永磁操動(dòng)的真空斷路器，控制方法是控制命令 發(fā)出后，彈操機(jī)構(gòu)將儲(chǔ)能彈簧的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)觸頭的動(dòng)能使其運(yùn)動(dòng)，永磁操動(dòng)依靠通電線(xiàn) 圈產(chǎn)生的電磁力和永磁體的磁力使動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。這種控制方法的特點(diǎn)是在操作過(guò)程中， 現(xiàn)有真空斷路器的控制方法在分合閘操作過(guò)程中，不區(qū)分真空斷路器的開(kāi)斷容量或關(guān)合容 量，例如分?jǐn)嚯娏鞔笥陬~定電流或是小于額定電流，以不可控的相同的機(jī)械特性使動(dòng)觸頭 運(yùn)動(dòng)。無(wú)論多大或多小的電流，分?jǐn)?關(guān)合)過(guò)程中斷路器的機(jī)械沖擊力分別都是相同的。 因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下，斷路器分?jǐn)嗷蜿P(guān)合的電流小于額定電流，因此，降低小電流時(shí)斷路器的 機(jī)械沖擊力就能提高斷路器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有真空斷路器的缺點(diǎn)，提出了一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽 命真空斷路器，其特點(diǎn)是同一臺(tái)參數(shù)確定的永磁操動(dòng)真空斷路器在開(kāi)斷或關(guān)合不同容量 的電流時(shí)，選擇不同的分間命令模塊或不同的合間命令模塊，通過(guò)永磁操動(dòng)控制器調(diào)制分 閘線(xiàn)圈電流或合閘線(xiàn)圈電流，從而控制斷路器以不同的速度特性曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，減輕真空斷路 器動(dòng)觸頭與靜觸頭間的機(jī)械沖擊力，達(dá)到提高真空斷路器壽命的目的。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，下面將分?jǐn)嚯娏鞔笥陬~定電流的斷路器分?jǐn)噙^(guò)程簡(jiǎn)稱(chēng)為故障分閘， 將分?jǐn)嚯娏餍∮诘扔陬~定電流的斷路器分?jǐn)噙^(guò)程簡(jiǎn)稱(chēng)為控制分閘。同樣的，將合閘電流大 于額定電流的合閘過(guò)程簡(jiǎn)稱(chēng)為故障合閘，將合閘電流小于等于額定電流的合閘過(guò)程簡(jiǎn)稱(chēng)為 控制合閘。為了實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)真空斷路器壽命的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，包含有真空滅弧室1和通過(guò)連接軸2與真空 滅弧室1相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3配有永磁機(jī)構(gòu)控制器4 ；所述的永磁機(jī)構(gòu) 3包括一個(gè)中空的靜鐵芯5，靜鐵芯5的頂部和底部分別設(shè)置有處在同軸線(xiàn)上的開(kāi)口 6，靜鐵 芯5內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯7，動(dòng)鐵芯7上同軸設(shè)置有連接軸2，連接軸2的兩端分別從靜鐵芯5 的頂部和底部的開(kāi)口 6伸出，在動(dòng)鐵芯7和靜鐵芯5之間依次設(shè)置有合閘線(xiàn)圈8、永久磁鐵 9和分閘線(xiàn)圈10 ；所述的永磁機(jī)構(gòu)控制器4包括一個(gè)電源模塊23，電源模塊23的電源輸出 端連接到電容器模塊24的輸入端，電容器模塊24的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20與分 閘輸出模塊21、合閘輸出模塊22相連，永磁機(jī)構(gòu)控制器4還包括調(diào)理電路14，調(diào)理電路14的輸出端連接到光電隔離模塊15的輸入端，光電隔離模塊15的輸出端與控制芯片16的輸 入端相連，控制芯片16的輸出端通過(guò)光電隔離模塊17分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊19和電力 電子控制電路18的輸入端相連，電力電子控制電路18的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20的 輸入端相連；在調(diào)理電路14的輸入端分別連接有控制分間命令模塊12、故障分間命令模塊 13、控制合間命令模塊25和故障合間命令模塊26 ；當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行控制分間和控制合 閘操作時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的控制分間命令模塊12或控制合間命令模塊25 進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，控制芯片16將調(diào)制后的線(xiàn)圈電 流信號(hào)通過(guò)光電隔離模塊17送給電力電子控制電路18，電力電子控制電路18再把線(xiàn)圈電 流信號(hào)送給電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20再通過(guò)分閘輸出模塊21或合閘輸 出模塊22送給分閘線(xiàn)圈8或合閘線(xiàn)圈9 ；當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò) 永磁機(jī)構(gòu)控制器4的故障分閘命令模塊13進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到 控制芯片16，此時(shí)控制芯片16對(duì)線(xiàn)圈電流信號(hào)不加調(diào)制，直接把線(xiàn)圈電流信號(hào)送給分閘線(xiàn) 圈8 ；當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行故障合閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的故障合閘命令模 塊26進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，此時(shí)控制芯片16對(duì)線(xiàn)圈 電流信號(hào)不加調(diào)制，直接把線(xiàn)圈電流信號(hào)送給合閘線(xiàn)圈10。在實(shí)際應(yīng)用中，所述的故障分閘命令模塊13是一個(gè)或一個(gè)以上；故障合閘命令模 塊26是一個(gè)或一個(gè)以上。本發(fā)明的長(zhǎng)壽命真空斷路器在分?jǐn)嗪完P(guān)合真空滅弧室1時(shí)，基于控制芯片16的永 磁機(jī)構(gòu)控制器4根據(jù)真空滅弧室1的不同分?jǐn)嚯娏骰蜿P(guān)合電流，以不同的速度特性曲線(xiàn)開(kāi) 斷或關(guān)合真空滅弧室1，從而減輕了真空斷路器動(dòng)觸頭與靜觸頭間的沖擊力，進(jìn)而延長(zhǎng)了真 空斷路器的機(jī)械壽命和使用壽命。例如額定電流630安，最大可分?jǐn)喽搪冯娏?0kA的真空 斷路器，使用本發(fā)明所述的控制方法和機(jī)械結(jié)構(gòu)，其機(jī)械壽命能達(dá)到100萬(wàn)次以上。本發(fā)明適用于0. 38kV到126kV電壓等級(jí)的所有的單相、兩相或三相的永磁操動(dòng)的 真空斷路器。


圖1是本發(fā)明適用的真空滅弧室縱向安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明適用的真空滅弧室橫向安裝的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)是側(cè)視圖，(b) 是主視圖。圖3是本發(fā)明適用的三相共用一個(gè)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)且真空滅弧室直動(dòng)安裝的結(jié)構(gòu) 示意圖。圖4是本發(fā)明適用的每相使用一個(gè)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)且真空滅弧室直動(dòng)安裝的結(jié)構(gòu) 示意圖。圖5是本發(fā)明的一般結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明中永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是永磁機(jī)構(gòu)控制器4的邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述。
現(xiàn)有的永磁操動(dòng)真空斷路器有多種結(jié)構(gòu)型式。圖1是本發(fā)明適用的真空滅弧室縱 向安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明適用的真空滅弧室橫向安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本 發(fā)明適用的三相共用一個(gè)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)且真空滅弧室直動(dòng)安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā) 明適用的每相使用一個(gè)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)且真空滅弧室直動(dòng)安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明適用于 以上所有類(lèi)型的永磁操動(dòng)的真空斷路器，為說(shuō)明問(wèn)題，我們將各種結(jié)構(gòu)型式的真空斷路器 用圖5所示的一般結(jié)構(gòu)型式表示。參照?qǐng)D5，一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，包含有真空滅弧室1和通過(guò)連接軸 2與真空滅弧室1相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3的合分閘線(xiàn)圈的輸入端與永磁機(jī) 構(gòu)控制器4的合分閘輸出模塊的輸出端相連接。參照?qǐng)D6，所述的永磁機(jī)構(gòu)3包括一個(gè)中空的靜鐵芯5，靜鐵芯5的頂部和底部分 別設(shè)置有處在同軸線(xiàn)上的開(kāi)口 6，靜鐵芯5內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯7，動(dòng)鐵芯7上同軸設(shè)置有連接 軸2，連接軸2的兩端分別從靜鐵芯5的頂部和底部的開(kāi)口 6伸出，在動(dòng)鐵芯7和靜鐵芯5 之間依次設(shè)置有合閘線(xiàn)圈8、永久磁鐵9和開(kāi)閘線(xiàn)圈10。動(dòng)鐵芯7通過(guò)連接軸2與真空滅 弧室1相連接。參照?qǐng)D7，所述的永磁機(jī)構(gòu)控制器4包括一個(gè)電源模塊23，電源模塊23的電源輸 出端連接到電容器模塊24的輸入端，電容器模塊24的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20與 分閘輸出模塊21、合閘輸出模塊22相連，永磁機(jī)構(gòu)控制器4還包括調(diào)理電路14，調(diào)理電路 14的輸入端分別與控制分合閘命令模塊12、故障分閘命令模塊13的輸出端相連，調(diào)理電路 14的輸出端連接到光電隔離模塊15的輸入端，光電隔離模塊15的輸出端與控制芯片16的 輸入端相連，控制芯片16的輸出端通過(guò)光電隔離模塊17分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊19和電 力電子控制電路18的輸入端相連，電力電子控制電路18的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20 的輸入端相連。本長(zhǎng)壽命真空斷路器的控制方法是當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行正常的分閘操作時(shí)，控 制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的控制分合間命令模塊12進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離 模塊15，送到控制芯片16，控制芯片16將調(diào)制后的線(xiàn)圈電流信號(hào)通過(guò)另一個(gè)光電隔離模塊 17送給電力電子控制電路18，電力電子控制電路18再把信號(hào)送給電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20，電 力電子驅(qū)動(dòng)模塊20再通過(guò)分閘輸出模塊21或合閘輸出模塊22送給分閘線(xiàn)圈8或合閘線(xiàn) 圈9，使得真空滅弧室1此時(shí)的分閘速度較低，在分閘過(guò)程中對(duì)真空滅弧室中波紋管的機(jī)械 沖擊力最小，進(jìn)而延長(zhǎng)真空斷路器的機(jī)械壽命和使用壽命。當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的故障分閘命 令模塊13進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，此時(shí)控制芯片16根 據(jù)不同的故障狀態(tài)，對(duì)線(xiàn)圈電流信號(hào)進(jìn)行不同的調(diào)制，甚至不加調(diào)制的把線(xiàn)圈電流信號(hào)送 給分閘線(xiàn)圈8。這樣，真空斷路器就能以最快的速度特性分閘。因?yàn)樵谡婵諗嗦菲鞯膲勖芷趦?nèi)，分?jǐn)喽搪冯娏鞔螖?shù)占真空斷路器總壽命的比例 很小，故本發(fā)明所述的長(zhǎng)壽命永磁操動(dòng)真空路器得以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，包含有真空滅弧室(1)和通過(guò)連接軸(2)與真空滅弧室(1)相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)配有永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)，所述的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括一個(gè)中空的靜鐵芯(5)，靜鐵芯(5)的頂部和底部分別設(shè)置有處在同軸線(xiàn)上的開(kāi)口(6)，靜鐵芯(5)內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯(7)，動(dòng)鐵芯(7)上同軸設(shè)置有連接軸(2)，連接軸(11)的兩端分別從靜鐵芯(5)的頂部和底部的開(kāi)口(6)伸出，在動(dòng)鐵芯(7)和靜鐵芯(5)之間依次設(shè)置有合閘線(xiàn)圈(8)、永久磁鐵(9)和開(kāi)閘線(xiàn)圈(10)，所述的永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)包括一個(gè)電源模塊(23)，電源模塊(23)的電源輸出端連接到電容器模塊(24)的輸入端，電容器模塊(24)的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)與分閘輸出模塊(21)、合閘輸出模塊(22)相連，永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)還包括調(diào)理電路(14)，調(diào)理電路(14)的輸出端連接到光電隔離模塊(15)的輸入端，光電隔離模塊(15)的輸出端與控制芯片(16)的輸入端相連，控制芯片(16)的輸出端通過(guò)光電隔離模塊(17)分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊(19)和電力電子控制電路(18)的輸入端相連，電力電子控制電路(18)的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)的輸入端相連，其特征在于，調(diào)理電路(14)的輸入端分別連接有控制分合閘命令模塊(12)和故障分閘命令模塊(13)，當(dāng)真空滅弧室(1)進(jìn)行正常的分閘和合閘操作時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)的控制分合閘命令模塊(12)進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路(14)和光電隔離模塊(15)，送到控制芯片(16)，控制芯片(16)將調(diào)制后的線(xiàn)圈電流信號(hào)通過(guò)另一個(gè)光電隔離模塊(17)送給電力電子控制電路(18)，電力電子控制電路(18)再把信號(hào)送給電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)再通過(guò)分閘輸出模塊(21)或合閘輸出模塊(22)送給分閘線(xiàn)圈(8)或合閘線(xiàn)圈(9)；當(dāng)真空滅弧室(1)進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)的故障分閘命令模塊(13)進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路(14)和光電隔離模塊(15)，送到控制芯片(16)，此時(shí)控制芯片(16)根據(jù)不同的故障狀態(tài)，對(duì)線(xiàn)圈電流信號(hào)進(jìn)行不同的調(diào)制，甚至不加調(diào)制的把線(xiàn)圈電流信號(hào)送給分閘線(xiàn)圈(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，其特征在于，所述的故 障分閘命令模塊(13)和故障合閘命令模塊(26)分別是一個(gè)或一個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，其特征在于，本發(fā)明適 用于0. 38kV到126kV電壓等級(jí)的所有的單相、兩相或三相的永磁操動(dòng)的真空斷路器。
全文摘要
一種永磁操動(dòng)的長(zhǎng)壽命真空斷路器，包含有真空滅弧室和通過(guò)連接軸與真空滅弧室相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)配有永磁機(jī)構(gòu)控制器；本發(fā)明在分?jǐn)嗷蜷]合真空滅弧室時(shí)，基于控制芯片的永磁機(jī)構(gòu)控制器根據(jù)真空滅弧室的不同狀態(tài)，以不同的速度分?jǐn)嗷蜷]合真空滅弧室，從而減輕真空斷路器動(dòng)觸頭與靜觸頭的沖擊力，進(jìn)而延長(zhǎng)真空斷路器的使用壽命；本發(fā)明能開(kāi)斷比較大的短路電流，額定電流630安，最大可分?jǐn)喽搪冯娏?0kA。使用本發(fā)明，能使得真空斷路器的機(jī)械壽命達(dá)到100萬(wàn)次以上。
文檔編號(hào)H01H33/666GK101908435SQ201010248829
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者姬勞, 張日強(qiáng), 楊文海, 王根林, 袁明輝, 鄭士泉 申請(qǐng)人:西安通大思源電器有限公司