一种磁控式快速断路器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种磁控式快速断路器，包括磁控操作机构和内嵌智能监控诊断控制装置组成，所述内嵌智能监控诊断控制装置设置在磁控操作机构内部，所述内嵌智能监控诊断控制装置由集成运行数据检测模块、操作机构运行在线监测模块和嵌入式大数据引擎WEB服务器模块组成，所述磁控操作机构由动磁体、合分闸磁控线圈、静磁体、垂直移动连接杆、合闸触头压力弹簧、分闸弹簧、工作气隙、真空灭弧室和底座组成，所动磁体和静磁体相互独立设置，所述动磁体和静磁体为铁氧半硬磁体，该磁控式快速断路器合分闸速度快、电气控制故障率低、精度更高且具有智能大数据监控维护功能。
【专利说明】
-种磁控式快速断路器
技术领域
[0001 ]本发明设及一种磁控式快速断路器。
【背景技术】
[0002] 随着真空灭弧室的不断发展和完善W及所具有的环保特性，真空断路器得到广泛 应用。操作机构一直是断路器发展的短板，对动作的可靠性改进不大。目前主要操作机构有 弹黃操作机构和永磁机构两大类型。比较常用的弹黃操作机构已沿用30多年，技术相对落 后，结构复杂，机械零件多，平常比较容易出现机构卡位等故障现象。目前据国内外开关运 行故障率的统计，有70% W上的故障均来自操作机构的机械部分;永磁机构的断路器电气 控制驱动部位故障率也很高。
[0003] 最近几年，虽然弹黃操作机构的优化设计W及永磁操作机构的不断完善，对提高 断路器整体素质，起到了较大的作用。因为比较传统的弹黃操作机构W及永磁操作机构在 提高断路器的合闽速度方面受到很大限制，其合闽功率都比较大，对电源要求高，想要再提 高容量，受到多种因素的限制。
[0004] 现在大多数弹黃操作机构和永磁机构开关采用的手动或电动操作，基本不受电源 电压的影响，既能获得较高的合闽速度和实现自动重合闽，在一定程度上减少了故障率。但 就弹黃机构本身的结构而言，零部件数量比较多，约为180个W上。在加工精度上要求高，审U 造工艺也比较复杂。
[0005] 永磁机构采用永磁铁作为合闽保持的主要器件，控制采用充电电容放电激磁方 式，操作功率比较大，驱动电路故障率比较高，合闽操作启动需要克服固有永磁铁磁力，所 W在提升合分闽速度方面很受限，要想更高提升断路器整体性能方面难度还是比较大。
[0006] 传统弹黃机构零部件多，机械故障率高，数据一致性比较差，相对于电网周波数据 20ms，不能对断路器达到精准控制。产品寿命也比较短，同时增加了运一设备的使用维护量 和实际应用难度。永磁操作机构断路器电气控制故障率比较高，动作时需要克服永磁铁自 身的重量和用磁力，操作需要功率大，对断路器达到精准控制。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种合分闽速度快、电气控制故障率低、精度更 高、具有智能大数据监控维护功能的磁控式快速断路器。
[000引为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种磁控式快速断路器，包括磁控操作机构和内嵌智能监控诊断控制装置组成， 所述内嵌智能监控诊断控制装置设置在磁控操作机构内部，所述内嵌智能监控诊断控制装 置由集成运行数据检测模块、操作机构运行在线监测模块和嵌入式大数据引擎WEB服务器 模块组成，所述磁控操作机构由动磁体、合分闽磁控线圈、静磁体、垂直移动连接杆、合闽触 头压力弹黃、分闽弹黃、工作气隙、真空灭弧室和底座组成，所动磁体和静磁体相互独立设 置，所述动磁体和静磁体为铁氧半硬磁体。
[0010] -种内嵌智能监控诊断控制装置的运行原理，包括W下步骤：
[0011] 1)磁控操作机构的内部上下动静磁体采用分体设计，磁体采用独立的磁路，并且 导磁回路较短，因此该机构能用较少的磁材料就能提供较大的合闽力，合闽操作时，对磁控 线圈高速通脉冲电压，该设计方案采用直流电压激磁方式，合分闽磁控线圈同时磁化上下 动静磁体，磁感极性一致，动磁体的磁感S极对应静磁体的磁感N极，瞬间产生极强磁力，合 闽刚合加速度最大，运样很容易提升整体合闽速度，加速使断路器处于吸合状态，磁化线圈 失电后，利用磁忍的高剩余磁感长时间保持在磁回路的特性，即磁感储存效应产生磁力保 持合闽状态。
[0012] 2)分闽操作实际是对操作机构消磁的操作过程，上述合闽操作时，对磁控线圈高 速通脉冲电压，合分闽磁控线圈磁化上下动静磁体，使上下磁体同时产生磁感，磁化线圈失 电后，利用磁忍的高剩余磁感特性，能长时间保持在磁回路，即磁感储存效应产生的磁力保 持合闽状态;分闽操作时，实际是对磁控线圈高速通负极性脉冲电压，合分闽磁控线圈反极 性磁化上下动静磁体，使原来合闽操作时磁忍中的高剩余磁感消磁或者可W说是对之前所 记忆的磁数据删除，受到反极性磁化的上下动静磁体，上下动静磁体没有永久磁性，所W分 闽弹黃也无需克服永久磁力，在分闽弹黃的作用下机构快速分闽，再利用分闽弹黃保持分 闽状态。
[0013] 3)通过运行数据检测模块完成电网数据的采集和分析处理，实现故障电流检测分 析和保护跳闽，直接利用自身的监控模块实现所具行的继电保护故障诊断功能；
[0014] 4)通过操作机构运行在线监测模块采集检测本体磁控操作机构的运行数据，重点 监视磁控操作机构模块的关键部位数据状态，如驱动模块的屯、跳、机构合分闽速度、开关本 体运行状态等数据信息，为设备的远程维护提供底层数据源；
[0015] 5)通过内部嵌入式W邸大数据引擎服务器功能，利用寄生网络无线路由互联，最大 化的利用公共网络平台资源，在主体设备层面实现设备的在线远程监控、状态诊断W及快 速响应维护功能;在客户应用层面实现运行数据的智能监控、继电保护故障隔离、数据分析 W及管理等功能。
[0016] 本发明的有益效果为:该磁控机构断路器，设计采用半硬磁材质，重量轻，无永久 磁力，动作无需克服大质量和固有磁力，其利用磁性材料的高剩余磁感能长时间保持磁回 路特性，并采用直流电压激磁方式，需要整体驱动功率大大减小，瞬间驱动电流在15AW下， 驱动功率在50WW下，电气控制回路风险元器件小，故障概率降低很多；大大有利于提升断 路器刚合刚分加速度，将合闽时间整体时间提升到25ms W内，分闽时间整体时间提升到 15msW内；
[0017] 新产品利用寄生网络路由技术实现智能大数据监控维护功能，实现智能电器技术 在高压电器中的应用:新设计的磁控操作机构断路器内嵌智能监控诊断控制装置，与传统 的智能监控不同，传统智能监控仅限于客户应用层面，实现运行数据的智能监控、数据分 析、W及管理等功能;新机构内嵌智能监控诊断控制器，采用综合控制监测、寄生网络无线 路由互联、嵌入式W邸大数据引擎服务器设计模式，在主体设备层面，主要目的实现设备的 在线运行远程监控、状态诊断W及自动维护功能；客户应用层面，实现运行数据的智能监 控、数据分析W及管理功能。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明一种磁控式快速断路器的整体结构示意图；
[0019] 图2为本发明一种磁控式快速断路器的内嵌智能监控诊断控制装置的运行流程 图；
【具体实施方式】
[0020] 如图1-2所示，一种磁控式快速断路器，包括磁控操作机构1和内嵌智能监控诊断 控制装置(未图示)组成，所述内嵌智能监控诊断控制装置(未图示)设置在磁控操作机构1 内部，所述内嵌智能监控诊断控制装置(未图示）由集成运行数据检测模块(未图示）、操作 机构运行在线监测模块(未图示)和嵌入式大数据引擎WEB服务器模块(未图示)组成，所述 磁控操作机构1由动磁体2、合分闽磁控线圈3、静磁体4、垂直移动连接杆5、合闽触头压力弹 黃6、分闽弹黃7、工作气隙8、真空灭弧室9和底座10组成，所动磁体2和静磁体4相互独立设 置，所述动磁体2和静磁体4为铁氧半硬磁体。
[0021] -种内嵌智能监控诊断控制装置的运行原理，包括W下步骤：
[0022] 1)磁控操作机构的内部上下动静磁体采用分体设计，磁体采用独立的磁路，并且 导磁回路较短，因此该机构能用较少的磁材料就能提供较大的合闽力，合闽操作时，对磁控 线圈高速通脉冲电压，该设计方案采用直流电压激磁方式，合分闽磁控线圈同时磁化上下 动静磁体，磁感极性一致，动磁体的磁感S极对应静磁体的磁感N极，瞬间产生极强磁力，合 闽刚合加速度最大，运样很容易提升整体合闽速度，加速使断路器处于吸合状态，磁化线圈 失电后，利用磁忍的高剩余磁感长时间保持在磁回路的特性，即磁感储存效应产生磁力保 持合闽状态。
[0023] 2)分闽操作实际是对操作机构消磁的操作过程，上述合闽操作时，对磁控线圈高 速通脉冲电压，合分闽磁控线圈磁化上下动静磁体，使上下磁体同时产生磁感，磁化线圈失 电后，利用磁忍的高剩余磁感特性，能长时间保持在磁回路，即磁感储存效应产生的磁力保 持合闽状态;分闽操作时，实际是对磁控线圈高速通负极性脉冲电压，合分闽磁控线圈反极 性磁化上下动静磁体，使原来合闽操作时磁忍中的高剩余磁感消磁或者可W说是对之前所 记忆的磁数据删除，受到反极性磁化的上下动静磁体，上下动静磁体没有永久磁性，所W分 闽弹黃也无需克服永久磁力，在分闽弹黃的作用下机构快速分闽，再利用分闽弹黃保持分 闽状态。
[0024] 3)通过运行数据检测模块完成电网数据的采集和分析处理，实现故障电流检测分 析和保护跳闽，直接利用自身的监控模块实现所具行的继电保护故障诊断功能；
[0025] 4)通过操作机构运行在线监测模块采集检测本体磁控操作机构的运行数据，重点 监视磁控操作机构模块的关键部位数据状态，如驱动模块的屯、跳、机构合分闽速度、开关本 体运行状态等数据信息，为设备的远程维护提供底层数据源；
[0026] 5)通过内部嵌入式W邸大数据引擎服务器功能，利用寄生网络无线路由互联，最大 化的利用公共网络平台资源，在主体设备层面实现设备的在线远程监控、状态诊断W及快 速响应维护功能;在客户应用层面实现运行数据的智能监控、继电保护故障隔离、数据分析 W及管理等功能。
[0027] 实验例：
[0028] 将本发明的磁控式快速断路器作为实验组，现有的普通永磁断路器作为对照组 一，现有讲口永磁断路器化为对照纽二，讲行娜I试，且体结墨化下亲所示：
[0029]
[0030] 通过对3组实验进行检测，实验组的磁控式快速断路器与现有的普通和进口永磁 断路器相比合分闽速度最快。
[0031] 本发明的有益效果为:该磁控机构断路器，设计采用半硬磁材质，重量轻，无永久 磁力，动作无需克服大质量和固有磁力，其利用磁性材料的高剩余磁感能长时间保持磁回 路特性，并采用直流电压激磁方式，需要整体驱动功率大大减小，瞬间驱动电流在15AW下， 驱动功率在50WW下，电气控制回路风险元器件小，故障概率降低很多；大大有利于提升断 路器刚合刚分加速度，将合闽时间整体时间提升到25ms W内，分闽时间整体时间提升到 15msW内；
[0032] 新产品利用寄生网络路由技术实现智能大数据监控维护功能，实现智能电器技术 在高压电器中的应用:新设计的磁控操作机构断路器内嵌智能监控诊断控制装置，与传统 的智能监控不同，传统智能监控仅限于客户应用层面，实现运行数据的智能监控、数据分 析、W及管理等功能;新机构内嵌智能监控诊断控制器，采用综合控制监测、寄生网络无线 路由互联、嵌入式W邸大数据引擎服务器设计模式，在主体设备层面，主要目的实现设备的 在线运行远程监控、状态诊断W及自动维护功能；客户应用层面，实现运行数据的智能监 控、数据分析W及管理功能。
[0033] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种磁控式快速断路器，其特征在于:包括磁控操作机构和内嵌智能监控诊断控制 装置组成，所述内嵌智能监控诊断控制装置设置在磁控操作机构内部，所述内嵌智能监控 诊断控制装置由集成运行数据检测模块、操作机构运行在线监测模块和嵌入式大数据引擎 WEB服务器模块组成，所述磁控操作机构由动磁体、合分闸磁控线圈、静磁体、垂直移动连接 杆、合闸触头压力弹簧、分闸弹簧、工作气隙、真空灭弧室和底座组成，所动磁体和静磁体相 互独立设置，所述动磁体和静磁体为铁氧半硬磁体。2. 如权利要求1所述的一种磁控式快速断路器，其特征在于:所述内嵌智能监控诊断控 制装置的运行原理，包括以下步骤： 1) 磁控操作机构的内部上下动静磁体采用分体设计，磁体采用独立的磁路，并且导磁 回路较短，因此该机构能用较少的磁材料就能提供较大的合闸力，合闸操作时，对磁控线圈 高速通脉冲电压，该设计方案采用直流电压激磁方式，合分闸磁控线圈同时磁化上下动静 磁体，磁感极性一致，动磁体的磁感S极对应静磁体的磁感N极，瞬间产生极强磁力，合闸刚 合加速度最大，这样很容易提升整体合闸速度，加速使断路器处于吸合状态，磁化线圈失电 后，利用磁芯的高剩余磁感长时间保持在磁回路的特性，即磁感储存效应产生磁力保持合 闸状态。 2) 分闸操作实际是对操作机构消磁的操作过程，上述合闸操作时，对磁控线圈高速通 脉冲电压，合分闸磁控线圈磁化上下动静磁体，使上下磁体同时产生磁感，磁化线圈失电 后，利用磁芯的高剩余磁感特性，能长时间保持在磁回路，即磁感储存效应产生的磁力保持 合闸状态;分闸操作时，实际是对磁控线圈高速通负极性脉冲电压，合分闸磁控线圈反极性 磁化上下动静磁体，使原来合闸操作时磁芯中的高剩余磁感消磁或者可以说是对之前所记 忆的磁数据删除，受到反极性磁化的上下动静磁体，上下动静磁体没有永久磁性，所以分闸 弹簧也无需克服永久磁力，在分闸弹簧的作用下机构快速分闸，再利用分闸弹簧保持分闸 状态。 3) 通过运行数据检测模块完成电网数据的采集和分析处理，实现故障电流检测分析和 保护跳闸，直接利用自身的监控模块实现所具有的继电保护故障诊断功能； 4) 通过操作机构运行在线监测模块采集检测本体磁控操作机构的运行数据，重点监视 磁控操作机构模块的关键部位数据状态，如驱动模块的心跳、机构合分闸速度、开关本体运 行状态等数据信息，为设备的远程维护提供底层数据源； 5) 通过内部嵌入式WEB大数据引擎服务器功能，利用寄生网络无线路由互联，最大化的 利用公共网络平台资源，在主体设备层面实现设备的在线远程监控、状态诊断以及快速响 应维护功能;在客户应用层面实现运行数据的智能监控、继电保护故障隔离、数据分析以及 管理等功能。
【文档编号】H01H33/666GK105826127SQ201610347138
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】陈彦武, 谢兰平, 张倩
【申请人】深圳市粤能电气有限公司