一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)。其特點(diǎn)是：在所述下導(dǎo)桿(4)上套裝有斥力盤(pán)(6)，在該斥力盤(pán)(6)上方安裝有分閘線圈(5)而在其下方安裝有合閘線圈(7)；在所述保持用動(dòng)鐵芯(9)上方安裝有上保持用靜鐵芯，在該上保持用靜鐵芯中間安裝有合閘保持永磁鐵(11)，而在該保持用動(dòng)鐵芯(9)下方安裝有下保持用靜鐵芯，在該下保持用靜鐵芯中間安裝有分閘保持永磁鐵(14)。本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種結(jié)果簡(jiǎn)單、動(dòng)作速度快、工作環(huán)節(jié)少、可靠性高的基于永磁保持的快速斥力開(kāi)關(guān)，可以有效提高開(kāi)關(guān)分閘速度，通過(guò)故障電流零點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，縮短燃弧時(shí)間，減輕觸頭燒蝕，提高斷路器開(kāi)斷能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)雖然帶負(fù)載能力強(qiáng)，導(dǎo)通穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但是響應(yīng)速度慢，一般在5～20ms左右，不能滿足一些需要快速動(dòng)作要求；電力電子開(kāi)關(guān)響應(yīng)速度較快，但其通態(tài)損耗過(guò)大，耐壓能力低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種具有較快分閘速度的基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)，能夠在5ms內(nèi)完成開(kāi)斷過(guò)程。一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)，包括依次連接的上導(dǎo)桿、真空滅弧室、中導(dǎo)桿、絕緣子、下導(dǎo)桿和保持用動(dòng)鐵芯，其特別之處在于：在所述下導(dǎo)桿上套裝有斥力盤(pán)，在該斥力盤(pán)上方安裝有分閘線圈而在其下方安裝有合閘線圈；在所述保持用動(dòng)鐵芯上方安裝有上保持用靜鐵芯，在該上保持用靜鐵芯中間安裝有合閘保持永磁鐵，而在該保持用動(dòng)鐵芯下方安裝有下保持用靜鐵芯，在該下保持用靜鐵芯中間安裝有分閘保持永磁鐵。其中合閘保持永磁鐵下端比上保持用靜鐵芯下端短，從而在上保持用靜鐵芯下端形成凹槽作為上氣隙；其中分閘保持永磁鐵上端比下保持用靜鐵芯上端短，從而在下保持用靜鐵芯上端形成凹槽作為下氣隙。其中在斥力盤(pán)上開(kāi)有若干通孔。本技術(shù)提供了一種結(jié)果簡(jiǎn)單、動(dòng)作速度快、工作環(huán)節(jié)少、可靠性高的基于永磁保持的快速斥力開(kāi)關(guān)，可以有效提高開(kāi)關(guān)分閘速度，通過(guò)故障電流零點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，縮短燃弧時(shí)間，減輕觸頭燒蝕，提高斷路器開(kāi)斷能力。另外在保證機(jī)械強(qiáng)度的情況下，通過(guò)在斥力盤(pán)上打孔減輕運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量，進(jìn)一步提高了其分?jǐn)嗨俣取８綀D說(shuō)明附圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，本技術(shù)提供了一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)，包括依次連接的上導(dǎo)桿1、真空滅弧室2、中導(dǎo)桿、絕緣子3、下導(dǎo)桿4和保持用動(dòng)鐵芯9，在所述下導(dǎo)桿4上套裝有斥力盤(pán)6，在該斥力盤(pán)6上方安裝有分閘線圈5而在其下方安裝有合閘線圈7；在所述保持用動(dòng)鐵芯9上方安裝有上保持用靜鐵芯8，在該上保持用靜鐵芯8中間安裝有合閘保持永磁鐵11，而在該保持用動(dòng)鐵芯9下方安裝有下保持用靜鐵芯10，在該下保持用靜鐵芯10中間安裝有分閘保持永磁鐵14。其中合閘保持永磁鐵11下端比上保持用靜鐵芯8下端短(即在垂直方向上合閘保持永磁鐵11比上保持用靜鐵芯8短，由于上合閘保持永磁鐵11和上保持用靜鐵芯8上端平齊，因此上合閘保持永磁鐵11下端相對(duì)于上保持用靜鐵芯下端8有下凹形成間隙；分閘保持永磁鐵14和下保持用靜鐵芯10處也采用同樣結(jié)構(gòu))，從而在上保持用靜鐵芯8下端形成凹槽作為上氣隙12；其中分閘保持永磁鐵14上端比下保持用靜鐵芯10上端短，從而在下保持用靜鐵芯10上端形成凹槽作為下氣隙13。另外在斥力盤(pán)6上開(kāi)有若干通孔。實(shí)施例1：本技術(shù)的快速開(kāi)關(guān)主要由永磁保持部分和電磁斥力操動(dòng)部分組成。1)本技術(shù)的快速開(kāi)關(guān)采用圓柱型，軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中：永磁保持部分用于為斷路器中的滅弧室觸頭提供分閘保持力和合閘保持力，使斷路器處于穩(wěn)定的分閘狀態(tài)或者合閘狀態(tài)；電磁斥力操動(dòng)部分在分、合閘操作過(guò)程中提供電磁力，驅(qū)動(dòng)斥力盤(pán)6，通過(guò)導(dǎo)桿帶動(dòng)真空滅弧室2動(dòng)觸頭和保持用動(dòng)鐵芯9運(yùn)動(dòng)，使斷路器由分閘變?yōu)楹祥l，或者由合閘變?yōu)榉珠l。2)永磁體嵌入保持用靜鐵芯中，其中保持用靜鐵芯中的永磁體上下端開(kāi)槽，留有氣隙；保持用動(dòng)鐵芯9與導(dǎo)桿相連，通過(guò)導(dǎo)桿將動(dòng)觸頭保持在合閘/分閘位置。永磁保持部分的工作原理如下所述：當(dāng)斷路器處于合閘位置時(shí)，保持用動(dòng)鐵芯9上端面與保持用靜鐵芯下端面接觸，嵌入的永磁體通過(guò)保持用靜鐵芯和保持用動(dòng)鐵芯9形成磁路，在保持用動(dòng)鐵芯9上產(chǎn)生一個(gè)向上的永磁力，該永磁力通過(guò)導(dǎo)桿、斥力盤(pán)6將真空滅弧室2的動(dòng)觸頭保持在合閘位置；當(dāng)斷路器處于分閘位置時(shí)，保持用動(dòng)鐵芯9下端面與保持用靜鐵芯上端面接觸，嵌入的永磁體通過(guò)保持用靜鐵芯和保持用動(dòng)鐵芯9形成磁路，在保持用動(dòng)鐵芯9上產(chǎn)生一個(gè)向下的永磁力，該永磁力通過(guò)導(dǎo)桿、斥力盤(pán)6將真空滅弧室2的動(dòng)觸頭保持在分閘位置。3)電磁斥力操動(dòng)部分主要包括斥力盤(pán)6，分閘線圈5和合閘線圈7。分閘線圈5位于斥力盤(pán)6的上方，合閘線圈7位于斥力盤(pán)6的下方，斥力盤(pán)6與導(dǎo)桿相連，帶動(dòng)真空滅弧室2的動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。電磁斥力操動(dòng)部分工作原理如下：當(dāng)斷路器需要分閘操作時(shí)，相應(yīng)的分閘線圈5通過(guò)脈沖電流，由于電磁感應(yīng)原理，斥力盤(pán)6上經(jīng)過(guò)渦流效應(yīng)產(chǎn)生在斥力盤(pán)6上產(chǎn)生感應(yīng)渦流，產(chǎn)生的向下的渦流斥力使斥力盤(pán)6向下運(yùn)動(dòng)，斥力盤(pán)6通過(guò)導(dǎo)桿帶動(dòng)保持用動(dòng)鐵芯9和真空滅弧室2的動(dòng)觸頭一塊向下運(yùn)動(dòng)，分閘完成后由
永磁保持部分將其保持在合閘位置。當(dāng)斷路器需要合閘操作時(shí)，相應(yīng)的合閘線圈7通過(guò)脈沖電流，由于電磁感應(yīng)原理，斥力盤(pán)6上經(jīng)過(guò)渦流效應(yīng)產(chǎn)生在斥力盤(pán)6上產(chǎn)生感應(yīng)渦流，產(chǎn)生的向上的渦流斥力使斥力盤(pán)6向上運(yùn)動(dòng)，斥力盤(pán)6通過(guò)導(dǎo)桿帶動(dòng)保持用動(dòng)鐵芯9和真空滅弧室2的動(dòng)觸頭一塊向上運(yùn)動(dòng)，合閘完成后由永磁保持部分將其保持在分閘位置。4)因保持用動(dòng)鐵芯9與兩個(gè)保持用靜鐵芯之間在接觸時(shí)有氣隙，當(dāng)保持用動(dòng)鐵芯9一離開(kāi)保持用靜鐵芯時(shí)，永磁力保持力迅速降低，減少了永磁保持力在斥力機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的影響。為進(jìn)一步提高分閘速度，在保證機(jī)械強(qiáng)度的情況下，考慮到渦流的集膚效應(yīng)，在斥力盤(pán)6沿其軸向上打孔可以減輕運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量但不改變電磁斥力大小，進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)速度。本技術(shù)的使用方法和工作原理是：如圖1所示，此時(shí)操作機(jī)構(gòu)處于合閘狀態(tài)，由合閘保持永磁鐵11提供的磁力將保持用動(dòng)鐵芯9保持在合閘位置。合閘保持永磁體部分與保持用動(dòng)鐵芯9之間有氣隙，保持用永磁體通過(guò)保持用靜鐵芯和保持用動(dòng)鐵芯9形成閉合的磁路，使保持用動(dòng)鐵芯9產(chǎn)生向上的永磁保持力，通過(guò)導(dǎo)桿和斥力盤(pán)6，使真空滅弧室2的動(dòng)觸頭可靠保持在合閘位置。當(dāng)需要進(jìn)行分閘操作時(shí)，給分閘線圈5通脈沖電流，則在斥力盤(pán)6上會(huì)產(chǎn)生渦流，斥力盤(pán)6在渦流效應(yīng)的作用下往下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)桿，帶動(dòng)保持用動(dòng)鐵芯9和真空滅弧室2的動(dòng)觸頭一塊向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)保持用動(dòng)鐵芯9與保持用靜鐵芯之間的氣隙大于上氣隙12的寬度時(shí)，根據(jù)磁力線總是通過(guò)磁阻小的地方，永磁體將通過(guò)保持用靜鐵芯及上氣隙12形成磁路，保持用動(dòng)鐵芯9上所受的磁力迅速降低。通過(guò)減少永磁保持力對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響，可以提高分閘速度。當(dāng)達(dá)到分閘位置時(shí)，永磁體產(chǎn)生的磁力將保持用動(dòng)鐵芯9穩(wěn)定保
持在分閘位置。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于分閘狀態(tài)時(shí)，由分閘保持永磁鐵14提供的磁力將保持用動(dòng)鐵芯9保持在分閘位置。分閘保持永磁體部分與保持用動(dòng)鐵芯9之間有下氣隙13，保持用永磁體通過(guò)保持用靜鐵芯和保持用動(dòng)鐵芯9形成閉合的磁路，使保持用動(dòng)鐵芯9產(chǎn)生向下的永磁保持力，通過(guò)導(dǎo)桿和斥力盤(pán)6，使真空滅弧室2的動(dòng)觸頭可靠保持在分閘位置。當(dāng)需要進(jìn)行合閘操作時(shí)，給合閘線圈7通脈沖電流，則在斥力盤(pán)6上會(huì)產(chǎn)生渦流，斥力盤(pán)6在渦流效應(yīng)的作用下往上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)桿，帶動(dòng)保持用動(dòng)鐵芯9和真空滅弧室2的動(dòng)觸頭一塊向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)保持用動(dòng)鐵芯9與保持用靜鐵芯之間的氣隙大于下氣隙13的寬度時(shí)，根據(jù)磁力線總是通過(guò)磁阻小的地方，永磁體將通過(guò)保持用靜鐵芯及下氣隙13形成磁路，保持用動(dòng)鐵芯9上所受的磁力迅速降低。當(dāng)達(dá)到合閘位置時(shí)，永磁體產(chǎn)生的磁力將保持用動(dòng)鐵芯9穩(wěn)定保持在合閘位置。為進(jìn)一步提高分閘速度，在保證機(jī)械強(qiáng)度的情況下，考慮到渦流的集膚效應(yīng)，在斥力盤(pán)6沿徑向方向上打孔可以減輕運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量但不改變電磁斥力大小，進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)速度。本技術(shù)提供了一種基于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)，包括依次連接的上導(dǎo)桿(1)、真空滅弧室(2)、中導(dǎo)桿、絕緣子(3)、下導(dǎo)桿(4)和保持用動(dòng)鐵芯(9)，其特征在于：在所述下導(dǎo)桿(4)上套裝有斥力盤(pán)(6)，在該斥力盤(pán)(6)上方安裝有分閘線圈(5)而在其下方安裝有合閘線圈(7)；在所述保持用動(dòng)鐵芯(9)上方安裝有上保持用靜鐵芯，在該上保持用靜鐵芯中間安裝有合閘保持永磁鐵(11)，而在該保持用動(dòng)鐵芯(9)下方安裝有下保持用靜鐵芯，在該下保持用靜鐵芯中間安裝有分閘保持永磁鐵(14)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于永磁保持機(jī)構(gòu)的快速開(kāi)關(guān)，包括依次連接的上導(dǎo)桿(1)、真空滅弧室(2)、中導(dǎo)桿、絕緣子(3)、下導(dǎo)桿(4)和保持用動(dòng)鐵芯(9)，其特征在于：在所述下導(dǎo)桿(4)上套裝有斥力盤(pán)(6)，在該斥力盤(pán)(6)上方安裝有分閘線圈(5)而在其下方安裝有合閘線圈(7)；在所述保持用動(dòng)鐵芯(9)上方安裝有上保持用靜鐵芯，在該上保持用靜鐵芯中間安裝有合閘保持永磁鐵(11)，而在該保持用動(dòng)鐵芯(9)下方安裝有下保持用靜鐵芯，在該下保...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：艾紹貴，樊益平，盧文華，孫麗瓊，杜瑋，丁培，張濤，郭飛，王曙鴻，郝志國(guó)，李江濤，焦在濱，馬奎，相中華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)家電網(wǎng)公司，國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，西安交通大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：北京;11