专利名称：强电流相控合闸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电器试验领域，用于专业电器试-验站、大电流相控合 闸试验，尤其指涉及变压器、熔断器等电气设备短路试验时用作高精 度相控合闸开关的强电流相控合闸装置。
背景技术：
随着现代科学技术的不断更新，随着国内电力事业突飞猛进的发 展和日益竟争激烈的国际市场，世界各国的高、低压电气设备也层出 不穷，国际电工委员会对电气设备进行一系列标准规范，特别对电气 设备中开关电器的试验不仅要求控制试验电压和电流，而且要求控制 合闸相位角和导通周波数或波形，而实验电压、电流、合闸相位角又 是电气设备"娃路并断、关合能力试验，，要求的。目前的高—、低—压系 统中，开关的合、分闸相位是随机的，因而过电压和涌流现象就很严
重，对电力系统运行和电气i殳备的性能带来负面影响，具体表现为 电气设备寿命的减少，电气设备的绝缘击穿、故障和损坏，继电保护 的误动作，二次边的电子控制元件功能失常，电能质量的P争^f氐等。
鉴于以上原因，我们对开关设备分合闸相位控制的研究与发展也 给予了足够的重视，认为分合闸相位控制的研发是未来开关设备研发 的重中之重。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于克服以往电器实验室中相 控合闸装置关合电流小，合闸精度低的问题，研发一种新型的强电流相控合闸的试验装置。该装置可以在系统电压波形的指定相位处关 合，保证了电器实验的可靠性，大大提高了试验的准确性和工作效率。
为达上述目的，本发明强电^y目控合闸装置通过下述技术方案予 以实现。
强电流相控合闸装置，包括框架、至少一个真空灭弧室、至少一 个永磁操纵机构和至少一个智能选相控制模块，真空灭弧室、永磁操 纵机构固定在框架上，真空灭弧室包括至少 一动触头和与动触头连接
的绝纟44^干，永磁操纵机构包括电磁线圈、动铁芯和与动铁芯连接的
输出轴，设一传动系统连接绝^4立杆和输出轴，智能选相模块则与永 磁操纵机构的电磁线圏电连接。
本发明中智能选相控制模块接受分、合闸控制信号后发出指令， 将分、合闸电压电流面引线施加于永磁操纵机构的电磁线圈产生电磁
力，启动7Ja兹操纵机构的动铁芯，通过^jUf兹操纵机构的输出轴带动真
空灭弧室的绝缘拉杆，从而带动灭弧室动触头实现相控合闸装置分合 闸的目的。
上述技术方案中，采用高性能长寿命的真空灭弧室。该真空灭弧 室使合闸装置具有优异的绝缘性能和灭弧性能。灭弧室安装在环氧树 脂绝缘筒内，不仅可以防止真空灭弧室受到外部因素的破坏，而且可 以提高灭弧室的外绝缘水平。灭弧室的触头采用铜销冷金材料，杯状 纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水 平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。
作为上述技术方案的改进，7la兹操动机构由动铁芯、"IH夹芯内圈、静铁芯外圈、电f兹线圈、机构输出轴、永久》兹体等构成，静铁芯内圏 设于静铁芯外圈内，永久磁体卡设于静铁芯内圈和静铁芯外圏之间，
电磁线圈套在IH失芯内圈的下部，动铁芯设于静铁芯内圏的底面，机 构输出轴则穿过静铁芯内圏与动铁芯相连。上述技术方案中所采用的
7Ja兹机构结构合理、—传动筒单，在合闸状态靠永磁体吸力保持，运动
平稳在合分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流，能耗低；并且为 全电子控制，可实现对运动部分的精确控制，联接线路简单，体积小， 成本低。
上述技术方案中所述的智能选相控制模块根据外部输入的电压 信号作为基准信号，控制合闸装置在预先设定电压相位(电角度)及 时、精确地完成装置的相控合闸。所述的智能选相控制才莫块包括合闸 开关、储能电容、位置开关和控—制模块，杏闸开关、储能电容、位置 开关分别与控制模块电连接，其中储能电容与磁操动机构的电磁线圈 并联，所述的控制模块内设有合闸状态互锁开关，合闸状态互锁开关 与所述的永磁操动机构的电磁线圈电连接，所述的控制模块还设有电 源输入端和电压相位同步信号输入端，所述的合闸开关与合闸状态互 锁开关均为两位开关。
作为上述技术方案的改进，所述的合闸状态互锁开关为两位开 关，其开关位各通过一线圈与位置开关电连接。
作为上述技术方案的改进，所述的控制才莫块设有具复数个插脚的 跳线端子JP1,位置开关一端通过跳线端子JP1的两个插脚与合闸状 态互锁开关连接，合闸开关的开关位一端分别与跳线端子JP1的另两个插脚连接，位置开关和合闸开关的开关位另 一端则共同并联至跳线 端子JP1的另一个插脚，而电源输入端和电压相位同步信号输入端则 分别各分配为跳线端子JP1的其他插脚。作为上述技术方案的改进，设有与跳线端子JPI匹配的计算机数 据交换接口，通过计算机数据交换接口将跳线端子JPI与计算机连 接，可以对跳线端子JPl各插脚的连接关系编程定义。较佳的计算机数据交换接口采用光隔离的RS232端子。 比如跳线端子JP1具有13个插脚，可定义如下 跳线端子JPI的1、 2端为工作电源输入，接交直流220V ±20% 电源；JPl的ll、 12端为电压同步相位^f言号，交流100 220V电源； JPI的13端为合闸控制母线，与3端构成合闸命令控制回路，与4 端询成分闸命令控制回路。合闸控制每线与5、 6端通过合闸状态互 锁开关构成分合位置回路，提供所需的操作闭锁控制逻辑。在合闸装置工作时，接通电源，控制系统开始开关状态检查并进 入正常工作，储能电容在20秒内完成首次储能，以后将在15秒内完 成操作后的补充储能，并将电容电压稳定在出厂设置值；当合闸命令 控制回路接通，并且合闸状态互锁开关指示在分闸位置时，合闸命令 有效，控制模块寻找电压同步相位信号，在设置的同步时间点，使储 能电容对7讀操动机构的电磁线圈正向放电，完成合闸操作；当分闸 命令控制回路接通，并且合闸状态互锁开关指示不在分闸位置时，分 闸命令有效，控制模块撤销所有其他的指令，使储能电容对7Ja兹操动 机构的电磁线圏反向放电，完成分闸操作。在操作过程中，给电磁线圏引线通过正、反向电脉冲电流，电磁线圈将产生由其建立的磁场和 永久磁体本身产生的磁场的合成磁力，推动动铁芯作合、分运动，并 通过机构输出轴间接带动真空灭弧室做合分闸动作。与现有技术相比，本发明的有益效果在于 (1 )可对合闸的相位角进行精确控制，合闸稳定性达到± 0. 2ms, 能实现合闸在用户要求的任意电角度，解决了以往低压电器试验室合 闸装置不能选相合闸或选相精度不高的问题，大大提高了电器试验的 效率；(2) 采用多极并联的方式，解决了以往试验装置关合电流无法 达到150kA电流的水平，填补了国内此方面的空白，有利于提高我国 电器制造的整体水平。(3)—结构简单、寿命长、可靠^高、—抗电磁干抚能力强、控制 技术先进、通信方便、操动功能齐全，无爆炸危险。
图l是本发明的总装示意图。 图2是本发明的结构示意图。图3是本发明的7la兹操纵机构的结构示意图。图4是本发明的智能选相控制模块的电气原理图。
具体实施方式
下面接合说明书附图和具体实施方式
对本发明做进一步的说明， 但本发明的保护范围并不局限于此，本领域的技术员能轻易得出的变 化和改进皆应属于本发明的保护范畴。如图1、图2和图3所示，强电流相控合闸装置，包括框架l、 至少一个真空灭弧室2、至少一个永i兹操纵才凡构3和至少一个智能选 相控制模块，真空灭弧室2、永磁操纵机构3固定在框架1上，真空 灭弧室2包括至少一动触头和与动触头连接的绝缘拉杆21,永i兹操 纵机构3包括动铁芯31、 #4失芯内圈32、 #4失芯外圈33、电磁线圈 34、机构输出轴35、永久磁体36， #1失芯内圈32设于静铁芯外圈 33内，永久磁体36卡设于"IH失芯内圈32和IH失芯外圏33之间，电 磁线圈34套在静铁芯内圏32的下部，动铁芯31设于静铁芯内圏32 的底面，机构输出轴35则穿过静铁芯内圏32与动铁芯31相连，绝 缘#^干21与输出轴35通过一传动机构4连接。如图4所示，所述的智能选相控制才莫块包括合闸开关、储能电容、 位皇开关和控余讨莫块，合闸开关、储能电容—、位皇开关分别与控制模 块电连接，其中储能电容与磁操动机构的电磁线圈并联，所述的控制 模块内设有合闸状态互锁开关，合闸状态互锁开关与所述的永磁操动 机构的电磁线圈电连接，所述的控制模块还设有电源输入端和电压相 位同步信号输入端，所述的合闸开关与合闸状态互锁开关均为两位开 关。所述的合闸状态互锁开关为两位开关，其开关位各通过一线圈与 位置开关电连接。所述的控制模块设有具13个插脚的跳线端子JP1, 跳线端子JP1的1、 2端为工作电源输入；JPl的ll、 12端为电压同 步相位信号；JP1的13端为合闸控制母线，与3端构成合闸命令控 制回路，与4端构成分闸命令控制回路。合闸控制母线与5、 6端通 过合闸状态互锁开关构成分合位置回路，提供所需的操作闭锁控制逻辑。设有与跳线端子JP1匹配的计算机数据交换接口，通过计算机数 据交换接口将跳线端子JP1与计算机连接，可以对跳线端子JPI各插脚的连接关系编程定义，计算机数据交换接口采用光隔离的RS232端 子。在合闸装置工作时，接通电源，控制系统开始开关状态检查并进 入正常工作，储能电容在20秒内完成首次储能，以后将在15秒内完 成操作后的补充储能，并将电容电压稳定在出厂设置值；当合闸命令 控制回路接通，并且合闸状态互锁开关指示在分闸位置时，合闸命令 有效，控制模块寻找电压同步相位信号，在设置的同步时间点，使储 能电容对7^a兹操动机构的电磁线圏正向放电，完成合闸操作；当分闸 命令控制回路接通，并且合闸状态互锁开关指示不在分闸位置时，分 闸命夺有效，控制模块撤销所有其他的指令，^f吏储能电容对7l^兹搡动 机构的电磁线圈反向放电，完成分闸操作。在操作过程中，给电磁线 圏引线通过正、反向电脉沖电流，电磁线圈将产生由其建立的磁场和 永久磁体本身产生的磁场的合成磁力，推动动铁芯作合、分运动，并 通过机构输出轴间接带动真空灭弧室做合分闸动作。
权利要求
1、强电流相控合闸装置，其特征在于包括框架、至少一个真空灭弧室、至少一个永磁操纵机构和至少一个智能选相控制模块，真空灭弧室、永磁操纵机构固定在框架上，真空灭弧室包括至少一动触头和与动触头连接的绝缘拉杆，永磁操纵机构包括电磁线圈、动铁芯和与动铁芯连接的输出轴，设一传动系统连接绝缘拉杆和输出轴，智能选相模块则与永磁操纵机构的电磁线圈电连接。
2、 根据权利要求1所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 灭弧室安装在环氧树脂绝缘筒内。
3、 根据权利要求1所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 7:M兹操动机构由动铁芯、静4失芯内圈、静4失芯外圏、电i兹线圏、机构 输出轴、永久磁体构成，^!失芯内圈设于静铁芯外圈内，永久磁体卡 设于-静铁—芯内圈和静铁芯外圏之间，电磁线圏套在静铁芯内圈—的下 部，动铁芯设于静铁芯内圏的底面，机构输出轴则穿过静铁芯内圏与 动铁芯相连。
4、 根据权利要求1所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 所述的智能选相控制模块包括合闸开关、储能电容、位置开关和控制 模块，合闸开关、储能电容、位置开关分别与控制模块电连接，其中 储能电容与磁操动机构的电磁线圈并联，所述的控制模块内设有合闸状态互锁开关，合闸状态互锁开关与所述的7l^兹操动机构的电磁线圏电连接，所述的控制模块还设有电源输入端和电压相位同步信号输入 端，所述的合闸开关与合闸状态互锁开关均为两位开关。
5、 根据权利要求4所述的强电流相控合闸装置，其特征在于所述的合闸状态互锁开关为两位开关，其开关位各通过一线圈与位置 开关电连接。
6、 根据权利要求5所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 所述的控制模块设有具复数个插脚的跳线端子JP1，位置开关一端通 过跳线端子JP1的两个插脚与合闸状态互锁开关连接，合闸开考的开 关位一端分别与跳线端子JP1的另两个插脚连"t妻，位置开关和合闸开 关的开关位另一端则共同并联至跳线端子JP1的另一个插脚，而电源 输入端和电压相位同步信号输入端则分别各分配为跳线端子JP1的 其他插脚。
7、 根据权利要求6所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 设有与跳线端子JP1匹配的计算机数据交换接口 ，通过计算机数据交 换接口将誕线誕子JP1与计算机连接，可以对跳线端手JP1各插脚的 连接关系编程定义。
8、 根据权利要求7所述的强电流相控合闸装置，其特征在于 较佳的计算机数据交换接口采用光隔离的RS232端子。
全文摘要
本发明涉及电器试验领域，用于专业电器试验站、大电流相控合闸试验，尤其指涉及变压器、熔断器等电气设备短路试验时用作高精度相控合闸开关的强电流相控合闸装置，包括框架、至少一个真空灭弧室、至少一个永磁操纵机构和至少一个智能选相控制模块，真空灭弧室、永磁操纵机构固定在框架上，真空灭弧室包括至少一动触头和与动触头连接的绝缘拉杆，永磁操纵机构包括电磁线圈、动铁芯和与动铁芯连接的输出轴，设一传动系统连接绝缘拉杆和输出轴，智能选相模块则与永磁操纵机构的电磁线圈电连接。本发明可对合闸的相位角精确控制，解决了以往试验装置关合电流无法达到150kA电流的水平，结构简单、技术先进、功能齐全，无爆炸危险。
文档编号H01H33/66GK101667505SQ20091004118
公开日2010年3月10日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者林志力, 梁伟文, 苗本健, 睿 颜 申请人:东莞市广安电气检测中心有限公司;广东省产品质量监督检验中心