专利名称：一种超高压真空断路器快速操动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供配电技术领域，特别是用于控制超高压真空断路器的分合闸操 作的一种超高压真空断路器快速操动机构。
背景技术：
随着我国工业化、城镇化快速发展，在较长时期内电力需求将持续增长，电网发展 任务繁重，发展坚强的智能电网显得尤为迫切，而智能电网也正朝着超高压、特高压等级迈 进，因此，研究开发与之相配套的高性能、高可靠性断路器可为智能电网供电的安全性和可 靠性提供强有力的技术保障。超高压断路器的开发最为关键的两个因素包括操动机构和灭弧介质，一般认为单 断口的断路器是分断性能较佳的断路器，在灭弧介质中，SF6和真空是较为理想的两种介 质，其中SF6是较容易实现单断口超高压断路器的灭弧介质，但SF6在电弧分解下产生剧毒， 1997年京都会议提出SF6气体属于地球温室效应气体之一，并且将于2030年后禁止使用， 因此开发以真空作为灭弧介质的单断口超高压断路器显得尤为迫切。目前，操动机构的分合闸速度问题成为限制超高压等级真空断路器发展的问题。
发明内容本实用新型的目的是，提出一种超高压真空断路器快速操动机构，其分合闸动作 的速度可使其适用于超高压线路电网的真空断路器中。为达到上述目的，本实用新型的方案为超高压真空断路器快速操动机构包括涡 流斥力机构、永磁操动机构，其中，永磁操动机构包括外磁轭、动铁心，在外磁轭内部、动铁 心外部的上下两端分别装有合闸线圈和分闸线圈，分闸线圈和合闸线圈之间装有永磁体， 动铁心中穿装有下动导杆，涡流斥力机构位于永磁操动机构的上方，涡流斥力机构包括涡 流盘，涡流盘的上方装有分闸涡流线圈，下方装有合闸涡流线圈；涡流盘上穿装有上动导 杆，上动导杆穿过永磁操动机构的外磁轭连接动铁心中的下动导杆。涡流斥力机构可以有 效提供短气隙的推力，永磁操动机构提供长气隙时的分合闸力。本实用新型的超高压正空断路器用快速操动机构中，永磁操动机构中，在永磁体 的内侧设有极靴，极靴的设置可使磁力线的分布更加理想化，优化分合间的效果。本实用新型的超高压真空断路器快速操动机构中，永磁操动机构采用非对称结 构，即合闸线圈与分闸线圈高度不等；动铁心在分合闸动作时可与外磁轭接触的上端部分 厚度与下端厚度不等。具体来说，永磁机构的永久磁铁回路通常是按吸力要求最大的一侧 设计的，而另一侧必须采取减小其吸力的措施，以减小动铁心与磁轭吸合面有效吸合面积， 该种结构可与超高压真空断路器的反力特性曲线形成良好配合，实现断路器良好的分合闸 特性。本实用新型的超高压真空断路器快速操动机构中，涡流盘为高导电率材料，外磁 轭、动铁心、极靴为高导磁材料，可使导磁回路的消耗的磁动势较小，可以有效增加气隙的磁密，提高快速操动机构的出力功；上动导杆和下动导杆为非导磁材料，可避免磁路回路中 出现漏磁现象。本实用新型的超高压真空断路器快速操动机构在工作时，其控制方法为合闸时， 合闸线圈通正向电流，形成向上吸力、分闸线圈通反向电流，对动铁心下端面进行弱磁，使 动铁心能加速向上运动，与此同时，合闸涡流线圈通脉冲电流，脉冲电流的变化率大于零 (di/dt > 0)，在涡流盘中产生涡流，此涡流的极性方向与合闸涡流线圈产生的磁场极性相 反，在较短气隙内形成较大的向上推力。推斥涡流盘向上运动；分闸时，分闸线圈通正向电 流，形成向下吸力，合闸线圈通反向电流，对动铁心上端面进行弱磁，使动铁心能加速向下 运动，分闸涡流线圈通脉冲电流，脉冲电流的变化率大于零(di/dt > 0)，在涡流盘中产生 涡流，此涡流的极性方向与分闸涡流线圈产生的磁场极性相反，在较短气隙内形成较大的 向下推力。推斥涡流盘向下运动。操动机构中，上动导杆、下动导杆和动铁心构成一个整体运动部件，与动铁心同步 运动，保证动铁心在同心方向上运动。本实用新型的有益效果为超高压真空断路器快速操动机构及其控制方法，其涡 流斥力机构可以有效提供短气隙的推力，永磁操动机构提供长气隙时的分合闸力。将永磁 操动机构和涡流斥力机构两者优点结合起来应用于超高压断路器上，可以实现超高压断路 器快速分合间，有益于电弧的快速熄灭，延长断路器的寿命。
图1为一种超高压真空断路器快速操动机构结构示意图； 图2为合闸操作时的触点电路原理图3为分闸操作时的触点电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
做进一步说 明。所述一种超高压真空断路器快速操动机构，其具体实施方式
结合图1所示，包括 涡流斥力机构I和永磁操动机构II，永磁操动机构II包括外磁轭7、动铁心5，外磁轭内部 在动铁心外的上下两端分别装有合闸线圈和分闸线圈9，在分闸线圈9和合闸线圈4之间 装有永磁体6，永磁体6操动机构II中，在永磁体6的内侧设有极靴8。动铁心5中穿装有 下动导杆11，涡流斥力机构I位于永磁操动机构II的上方，涡流斥力机构I包括涡流盘2， 涡流盘的上方装有分闸涡流线圈1，下方装有合闸涡流线圈3 ；涡流盘2上穿装有上动导杆 10，上动导杆10穿过永磁操动机构II的外磁轭7连接动铁心5中的下动导杆11。结合图1，永磁操动机构II采用非对称结构，即合闸线圈3与分闸线圈1高度不 等；动铁心5在分合间动作时可与外磁轭7接触的上端部分厚度与下端厚度不等。具体来 说，永磁机构II的永久磁铁回路通常是按吸力要求最大的一侧设计的，而另一侧必须采取 减小其吸力的措施，以减小动铁心5与外磁轭7吸合面有效吸合面积，该种结构可与超高压 真空断路器的反力特性曲线形成良好配合，实现断路器良好的分合闸特性。结合图2至图3所示，本实用新型的操动机构在工作时，触点Kl、K2、K3、K4控制主回路的开关接点，接收并完成分合闸操作命令，对应的接通或关断分闸涡流线圈、合闸涡
流线圈、合闸线圈和分闸线圈的电流。 操动机构在分合闸操作时的触点状态如下表1 :
权利要求1.一种超高压真空断路器快速操动机构，包括永磁操动机构，永磁操动机构包括外磁 轭、动铁心，外磁轭内部在动铁心外上下两端分别装有合闸线圈和分闸线圈，在分闸线圈和 合闸线圈之间装有永磁体，动铁心中穿装有下动导杆，其特征在于，操动机构还包括永磁操 动机构(II)上方的涡流斥力机构(I)，涡流斥力机构(I)包括涡流盘(2)，涡流盘的上方装 有分闸涡流线圈(1)，下方装有合闸涡流线圈(3)；涡流盘(2)上穿装有上动导杆(10)，上动 导杆(10)穿过永磁操动机构(II)的外磁轭(7)连接动铁心(5)中的下动导杆(11)。
2.根据权利要求1所述的一种超高压真空断路器快速操动机构，其特征在于，永磁操 动机构(II)中，在永磁体(6)的内侧设有极靴(8)。
3.根据权利要求1或2所述的一种超高压真空断路器快速操动机构，其特征在于永磁 操动机构(II)中，合闸线圈(4)与分闸线圈(9)高度不等。
4.根据权利要求1或2所述的一种超高压真空断路器快速操动机构，其特征在于，动铁 心(5)在分合间动作时可与外磁轭(7)接触的上端部分厚度与下端厚度不等。
5.根据权利要求1或2所述的一种超高压真空断路器快速操动机构，其特征在于涡流 盘(2 )为高导电率材料，外磁轭(7 )、动铁心(5 )、极靴(8 )为高导磁材料，上动导杆(10 )和 下动导杆(11)为非导磁材料。
专利摘要本实用新型公开一种超高压真空断路器快速操动机构，其包括永磁操动机构和涡流斥力机构，永磁操动机构采用非对称结构形式，可以很好地配合超高压真空断路器的反力特性要求；涡流斥力机构可产生瞬时的斥力，加速超高压真空断路器的分合闸操作。在工作时，其控制方法为合闸时，合闸线圈通正向电流，分闸线圈通反向电流，与此同时，给合闸涡流线圈施加脉冲电流；分闸时，分闸线圈通正向电流，合闸线圈通反向电流，与此同时，给分闸涡流线圈施加脉冲电流。本实用新型通过采用非对称永磁操动和涡流斥力机构，实现机构的快速动作，满足超高压真空断路器的反力特性要求。
文档编号H01H33/666GK201910366SQ20102064312
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者房淑华, 林鹤云, 汪先兵, 郭立家, 金平, 陈祥 申请人:东南大学