本發(fā)明涉及一種隔離開關(guān)，特別涉及一種可降低快速暫態(tài)過電壓的GIS隔離開關(guān)。

背景技術(shù)：

隨著氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）電壓等級的提高，在分、合閘帶電母線操作過程中，動、靜觸頭間隙會發(fā)生多次燃、熄弧現(xiàn)象，從而會產(chǎn)生一連串波頭極陡，并且頻率極密的快速暫態(tài)過電壓（VFTO），使現(xiàn)有的GIS隔離開關(guān)的分、合速度和滅弧性能均不能很好地適應(yīng)高電壓等級的要求，現(xiàn)有技術(shù)也有對VFTO的大小進(jìn)行測試和理論計算的，但大都是為了驗(yàn)證理論計算和測試結(jié)果的一致性是否一致，還未見相關(guān)的抑制VFTO的措施，以達(dá)到減小動、靜觸頭間的多次重燃。另一方面，現(xiàn)有的隔離開關(guān)的動觸頭，在開合過程中，是通過機(jī)械傳動來實(shí)現(xiàn)動、靜觸頭分合閘的，分合閘的動力是通過異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)來帶動傳動桿進(jìn)行分合來實(shí)現(xiàn)的，并通過限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)開合后的制動。這種GIS隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)存在減速機(jī)構(gòu)復(fù)雜、分合閘時常常出現(xiàn)不到位的狀況，從而導(dǎo)致燃、熄弧現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可降低快速暫態(tài)過電壓的GIS隔離開關(guān)，解決了現(xiàn)有GIS隔離開關(guān)存在燃熄弧現(xiàn)象嚴(yán)重的技術(shù)問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：

一種可降低快速暫態(tài)過電壓的GIS隔離開關(guān)，包括靜觸頭和動觸頭，動觸頭依次通過傳動連桿和法蘭盤與永磁電機(jī)的輸出軸連接在一起；在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外表面上，沿軸向方向，間隔地設(shè)置有第二磁鋼安裝槽，在第二磁鋼安裝槽的一側(cè)的轉(zhuǎn)子的外表面上設(shè)置有第一磁鋼安裝槽，在第二磁鋼安裝槽的另一側(cè)的轉(zhuǎn)子的外表面上設(shè)置有第三磁鋼安裝槽，在第一磁鋼安裝槽中粘貼有第一磁鋼條，在第二磁鋼安裝槽中粘貼有第二磁鋼條，在第三磁鋼安裝槽中粘貼有第三磁鋼條，第一磁鋼條的厚度、第二磁鋼條的厚度和第三磁鋼條的厚度是相同的，第一磁鋼條的外表面與永磁電機(jī)的定子之間形成有第一氣隙，第二磁鋼條的外表面與永磁電機(jī)的定子之間形成有第二氣隙，在第三磁鋼條的外表面與永磁電機(jī)的定子之間形成有第三氣隙， 并且第三氣隙大于第一氣隙，第一氣隙大于第二氣隙；在第一磁鋼條外側(cè)的永磁電機(jī)的定子上設(shè)置有第一組定子線圈，在第二磁鋼條外側(cè)的永磁電機(jī)的定子上設(shè)置有第二組定子線圈，在第三磁鋼條外側(cè)的永磁電機(jī)的定子上設(shè)置有第三組定子線圈。

在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第一磁鋼安裝槽，在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第二磁鋼安裝槽，在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第三磁鋼安裝槽；在永磁電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有角度傳感器，角度傳感器與永磁電機(jī)的控制器電連接在一起。

本發(fā)明的目的是減小GIS隔離開關(guān)分合閘過程中產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓（VFTO），解決隔離開關(guān)操動機(jī)構(gòu)運(yùn)動部件復(fù)雜，可控性和可靠性不足等缺點(diǎn)，提供一種應(yīng)用于GIS隔離開關(guān)的分段調(diào)節(jié)永磁電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，利用一臺永磁電機(jī)直接驅(qū)動隔離開關(guān)動作，簡化運(yùn)動部件，分段調(diào)節(jié)隔離開關(guān)的運(yùn)動過程，提高了操動機(jī)構(gòu)的工作可靠性和運(yùn)動可控性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的永磁電機(jī)5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的永磁電機(jī)5的縱向剖視圖；

圖3是本發(fā)明的永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10上的磁鋼安裝槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是發(fā)明的永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10與定子9之間所形成的氣隙的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的GIS隔離開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的動觸頭2、傳動連桿3和法蘭盤4之間的連接關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

一種可降低快速暫態(tài)過電壓的GIS隔離開關(guān)，包括靜觸頭1和動觸頭2，動觸頭2依次通過傳動連桿3和法蘭盤4與永磁電機(jī)5的輸出軸11連接在一起；在永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的外表面上，沿軸向方向，間隔地設(shè)置有第二磁鋼安裝槽15，在第二磁鋼安裝槽15的一側(cè)的轉(zhuǎn)子10的外表面上設(shè)置有第一磁鋼安裝槽14，在第二磁鋼安裝槽15的另一側(cè)的轉(zhuǎn)子10的外表面上設(shè)置有第三磁鋼安裝槽16，在第一磁鋼安裝槽14中粘貼有第一磁鋼條17，在第二磁鋼安裝槽15中粘貼有第二磁鋼條18，在第三磁鋼安裝槽16中粘貼有第三磁鋼條19，第一磁鋼條17的厚度、第二磁鋼條18的厚度和第三磁鋼條19的厚度是相同的，第一磁鋼條17的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成有第一氣隙δ1，第二磁鋼條18的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成有第二氣隙δ2，在第三磁鋼條19的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成有第三氣隙δ3， 并且第三氣隙δ3大于第一氣隙δ1，第一氣隙δ1大于第二氣隙δ2；在第一磁鋼條17外側(cè)的永磁電機(jī)5的定子9上設(shè)置有第一組定子線圈20，在第二磁鋼條18外側(cè)的永磁電機(jī)5的定子9上設(shè)置有第二組定子線圈21，在第三磁鋼條19外側(cè)的永磁電機(jī)5的定子9上設(shè)置有第三組定子線圈22。

在永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第一磁鋼安裝槽14，在永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第二磁鋼安裝槽15，在永磁電機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的外表面上等間隔弧度地設(shè)置有四個第三磁鋼安裝槽16；在永磁電機(jī)5的輸出軸11上設(shè)置有角度傳感器12，角度傳感器12與永磁電機(jī)5的控制器電連接在一起。

本發(fā)明的隔離開關(guān)分閘運(yùn)動過程如下：

首先，永磁電機(jī)的定子9上的第一組線圈20通電，第二組定子線圈21和第三組定子線圈22處于斷電狀態(tài)，由第一線圈組成的旋轉(zhuǎn)磁場使得轉(zhuǎn)子10開始轉(zhuǎn)動30°，傳動連桿3上的第一輸出桿6、第二傳動桿7和第三連桿8處于加速起動狀態(tài)，由于第一磁鋼條17的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成的第一氣隙δ1較大，轉(zhuǎn)子10會獲得滿足起動的分閘速度。當(dāng)轉(zhuǎn)子10轉(zhuǎn)過30°后，切斷第一組定子線圈20的電流，接通第二組定子線圈21的電流，由于第二磁鋼條（18）的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成的第二氣隙δ2最小，使轉(zhuǎn)子10加速轉(zhuǎn)動，從而帶動動觸頭2獲得最大的分閘速度，達(dá)到迅速熄弧的目的。當(dāng)轉(zhuǎn)子10轉(zhuǎn)過60°后，切斷第二定子線圈21的電流，接通第三組定子線圈22的電流，由于在第三磁鋼條19的外表面與永磁電機(jī)5的定子9之間形成的第三氣隙δ3最大，使轉(zhuǎn)子10速度降低，從而帶動動觸頭2獲得最大的減速度。在整個轉(zhuǎn)動過程中角度傳感器12采集信號，將信號送到永磁電機(jī)5的控制器對轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制。

本發(fā)明提出的GIS隔離開關(guān)，通過分段式永磁電機(jī)操動機(jī)構(gòu)從原理上對目前常用的隔離開關(guān)操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。減少了操動機(jī)構(gòu)零部件，提高了操動機(jī)構(gòu)的可靠性。采用永磁電機(jī)對斷路器進(jìn)行驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，速度響應(yīng)快，運(yùn)動過程可控性好。本發(fā)明提出的分段調(diào)節(jié)永磁電機(jī)根據(jù)GIS隔離開關(guān)分合閘速度特性要求，采用分段式變氣隙結(jié)構(gòu)，使永磁電機(jī)在運(yùn)動性能上與隔離開關(guān)的速度特性相匹配，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)運(yùn)動過程的分段調(diào)節(jié)。這種結(jié)構(gòu)一方面實(shí)現(xiàn)了永磁電機(jī)在不采用控制算法的前提下，利用每一極下分段永磁體的結(jié)構(gòu)使得電機(jī)在不同運(yùn)動階段的產(chǎn)生不同的電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)對速度的調(diào)節(jié)；另一方面減小了對操動機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊，增加了GIS隔離開關(guān)和操動機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命。