一种快速操作机构的分闸控制方法与流程

本发明涉及一种快速操作机构的分闸控制方法。

背景技术：

快速操作机构目前被广泛的应用于直流开关领域，以提高高压开关或者低压开关的响应速度，使其可在几个毫秒的时间之内完成对于电流的分断。目前的快速操作机构主要是电磁操作机构或者弹簧操作机构，电磁操作机构在使用的过程中，斥力机构需要大容量的储能电源，分、合闸的瞬间需要的电流达到上万安培，对于供电系统造成一定的冲击，耗费的能源较高。

授权公告号为cn204834384u，授权公告日为2015.12.02的中国实用新型专利公开了一种操动机构及使用该操动机构的机车，机车的实施例4提供了一种操动机构，该操动机构包括主缸体，主缸体内设有永磁吸力机构和与永磁吸力机构同轴设置的活塞，主缸体内还设有电磁机构，电磁机构提供的磁场方向与永磁吸力机构提供的磁场方向相反，活塞将主缸体分为上下两个腔室，上方的腔室为分闸腔、下方的腔室为合闸腔，分闸腔与合闸腔上分别对应设有分闸侧气口与合闸侧气口，活塞的顶端设有使活塞保持分闸位的保持弹簧。该操动机构在分闸时采用分闸磁铁反向磁场和气动脱扣共同作用的方式，给电磁机构通电，使电磁机构的磁场抵消掉永磁机构的磁场，活塞受到的永磁机构的永磁吸力迅速减小，与此同时通过分闸侧气口充入气体，气体压力与保持弹簧的合力为活塞所受到的分闸斥力，使该分闸斥力超过此时活塞所受到合闸吸力，从而使活塞迅速移动至分闸位完成分闸作业。

上述操动机构的分闸控制方法虽然可以使操动机构快速分闸，但是在使用的过程中，操动机构在接收到分闸信号时，给电磁机构通电和通过分闸侧气口充气两个工作同时进行，为了使电磁机构产生的磁场抵消掉永磁机构产生的磁场以保证分闸侧气口充气的压力与保持弹簧的合力超过活塞所受到的合闸吸力，需要给电磁机构通入较大的电流，对于电磁机构的控制电路的制造成本要求较高，同时也消耗了大量的电量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以减小对电磁机构通入的电流的快速操作机构的分闸控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的快速操作机构的分闸控制方法的技术方案为：

方案1：一种快速操作机构的分闸控制方法，包括以下步骤：（1）在快速操作机构收到分闸信号前，对该快速操作机构进行分闸储能，使其活塞受到的分闸斥力小于活塞受到的合闸吸力；（2）给快速操作机构的电磁机构通电，电磁机构产生与永磁机构的磁场方向相反的电磁场，活塞受到的合闸吸力减小至小于其受到的分闸斥力，活塞快速分闸。

该技术方案的有益效果在于：通过对快速操作机构进行分闸储能，使活塞受到的分闸斥力仅略小于其受到的合闸吸力，只需要给电磁机构通入少量的电流即可使活塞受到的分闸斥力大于其受到的合闸吸力而使活塞向分闸位运动，节约电量，也降低了电磁机构的控制电路的制造成本。

方案2：根据方案1所述的快速操作机构的分闸控制方法，步骤（1）中通过分闸侧气口向分闸腔内充气对快速操作机构进行分闸储能。通过气压脱扣的方式给快速操作机构进行分闸储能，充气储能易于控制充入气体的压力，确定分闸储能之后活塞受到的分闸斥力小于其受到的合闸吸力。

方案3：根据方案2所述的快速操作机构的分闸控制方法，所述分闸斥力为保持弹簧对活塞的弹力以及分闸腔内气体对活塞的气压的合力。保持弹簧的弹力和分闸腔内的气体压力共同作用在活塞上，提供分闸斥力的同时还可以使活塞有足够的压力保持在分闸状态。

方案4：根据方案1~3任一项所述的快速操作机构的分闸控制方法，步骤（1）中活塞受到的合闸吸力包括永磁机构对活塞的吸力。通过永磁机构对活塞的吸力使活塞保持在合闸状态，结构简单制作方便。

方案5：根据方案4所述的快速操作机构的分闸控制方法，活塞受到的合闸吸力还包括合闸腔内气体对活塞的压力。通过合闸腔内的气体对活塞的压力与永磁机构对活塞的吸力共同作用在活塞上使活塞保持合闸状态，可以减小永磁铁的体积，降低了工艺难度和制作成本。

附图说明

图1为使用本发明的快速操作机构的分闸控制方法的快速操作机构的实施例1的结构示意图；

图2为使用本发明的快速操作机构的分闸控制方法的快速操作机构的实施例2的结构示意图。

图中各标记：1.上端盖；2.导磁环；3.筒体；4.活塞；5.下端盖；6.磁轭；7.保持弹簧；8.导杆；9.合闸侧气口；10.永磁体；11.线圈；12.分闸腔；13.合闸腔；14.合闸侧气口。

具体实施方式

本发明的快速操作机构的分闸控制方法的实施例1，包括以下步骤：（1）在快速操作机构收到分闸信号前，通过分闸侧气口向分闸腔内充入气体，分闸腔内的气体对活塞的压力以及保持弹簧对活塞的弹力共同提供活塞的分闸斥力，该分闸斥力小于活塞所受到的合闸吸力，该实施例中，合闸吸力为永磁机构对活塞的吸力与合闸腔内的气体对活塞的压力的合力；（2）给快速操作机构的电磁机构通电，电磁操作机构产生与永磁机构的磁场方向相反的电磁场，该电磁场对永磁机构的磁场产生削弱，从而减小了活塞受到的合闸吸力，使活塞承受的分闸斥力大于其受到的合闸吸力，活塞向分闸位移动，待活塞与永磁机构之间产生间隙时，由于空气的磁阻较大，活塞受到的永磁机构对其的吸力迅速减小，活塞瞬间产生极大的加速度，从而完成快速分闸作业，此时保持弹簧对活塞的弹力以及分闸腔内气体对活塞的压力的合力使活塞保持在分闸状态。

使用本发明的快速操作机构的分闸控制方法的快速操作机构的实施例1如图1所示，包括筒体3，筒体3的上下两端分别对应设有上端盖1和下端盖5，筒体的轴向即为该快速操作机构的分合闸方向，上端盖1与筒体3之间设有导磁环2，筒体1内设有与筒体1同轴的导杆8，导杆8可沿筒体1轴向运动，导杆8具有超过上端盖1的凸出端，该凸出端上固定连接有保持弹簧7，导杆8位于筒体3内的一端固定连接有活塞4，活塞4将筒体1隔开为上部的分闸腔12和下部的合闸腔13，活塞4可随导杆8轴向运动，活塞4的周面与筒体1的内壁为滑动密封配合；导磁环2的内壁面上固定连接有永磁体10，永磁体10的内壁面上还设有磁轭6，磁轭6上设有供导杆8轴向运动的开孔，磁轭6具有沿导杆8轴向朝活塞4延伸的凸台，凸台外壁上套设有线圈11，永磁机构包括导磁环2、永磁体10和磁轭6，电磁机构包括线圈11和磁轭6；磁轭6和上端盖1上设有连通的分闸侧气口9，分闸侧气口9的内端口位于磁轭6朝向分闸腔12的内壁上、相应的外端口位于上端盖1的外壁上，下端盖5上开设有连通合闸腔13与外界的合闸侧气口14，合闸侧气口的内端口位于下端盖5朝向合闸腔13的内壁上、相应的外端口位于下端盖5的侧壁上；上端盖1、下端盖5、导杆8为非导磁材料，筒体3、导磁环2、磁轭6、活塞4为导磁材料。活塞4在合闸腔13内的气体压力以及永磁体10的吸力的作用下与磁轭6接触，快速操作机构处于合闸状态；活塞4在分闸腔12内的气体压力以及保持弹簧7的弹力的作用下与磁轭6分离向下运动，则快速操作机构处于分闸状态。

使用本发明的快速操作机构的分闸控制方法的快速操作机构的实施例2如图2所示，与快速操作机构的实施例1的区别仅在于：导磁环设置在筒体内。

在本发明的快速操作机构的分闸控制方法的其他实施例中，可以省略合闸侧气口，活塞受到的合闸吸力仅由永磁机构对活塞的吸力提供；也可以省略保持弹簧，快速操作机构的活塞保持分闸状态的分闸斥力仅由分闸腔内的气体压力提供；也可以省略分闸进气口，通过挤压保持弹簧，增大保持弹簧对活塞的弹力来实现对快速操纵机构的分闸储能。