一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关的制作方法

本实用新型属于大电流快速开关技术领域，具体涉及利用模块化的电磁涡流单元产生斥力驱动执行机构动作，并利用模块化的永磁软铁保持机构保持状态的一种快速开关。

背景技术：

随着社会的不断发展，人们对电力的需求也在逐年递增，发电、送电及用电等系统容量也在不断扩大。这就使得人们对发电、送电及用电设备的快速开关要求也越来越高。一般传统的的交流高压大电流快速开关主要分为以下几类：永磁动作机构、液压动作机构、弹簧动作机构等。其分闸时间一般为40ms左右, 合闸时间一般为60ms左右。当检测到电力故障发生时，分闸机构分闸时间越短，对电网及用电设备越有利。一般传统的的机构的分闸时间约为一个工频周期，其响应速度较慢，不能更好地适应对速度有着较高要求的发电、送电及用电设备。

基于一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关的执行机构拥有较快的的合分闸速度，能满足现有的发电、送电及用电设备对合分闸速度的要求。且设备结构简单，可靠性高，稳定性强，能适应各种工况。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关。本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关，包括有真空灭弧室，导杆，由上合闸永磁铁、磁轭钢板、下分闸保持磁铁构成的模块化的保持机构，以及由上分闸线圈、铝制涡流盘、下合闸线圈组合而成的模块化的操动机构，操动机构通过导杆，将涡流电磁斥力传递给真空灭弧室，控制真空灭弧室内部触头的合分，实现交流高压大电流线路快速合分。

所述的模块化保持机构由上合闸永磁铁、磁轭钢板、下分闸保持磁铁构成。合闸保持磁铁及分闸保持磁铁分别安装在开槽的A3钢板制成的框架上。该框架与机架固定，使磁铁保持固定状态。当上铝制涡流盘带动真空灭弧室使其合闸时，上合闸永磁铁与磁轭钢板吸合，从而保持真空灭弧室的合闸状态。当铝制涡流盘带动真空灭弧室使其分闸时，下分闸保持磁铁与磁轭钢板吸合，从而保持真空灭弧室的分闸状态。

所述的模块化的操动机构由上分闸线圈、铝制涡流盘、下合闸线圈组合而成。线圈由高纯无氧铜矩形线绕制在环氧盒内，绕制结束后，利用环氧浇注，使铜线与环氧盒形成一体，以增强线圈的机械强度。将绕制好的的线圈安装在一个 A3钢板制成的框架上。该框架与机架固定，使线圈保持固定状态。当真空灭弧室处于合闸状态，通过控制开关，对上分闸线圈进行放电，放电时铝制涡流盘会感应出涡流电磁斥力，使得铝制涡流盘向下运动，铝制涡流盘通过导杆带动真空灭弧室使其分闸。当真空灭弧室处于分闸状态，通过控制开关，对下合闸线圈进行放电，放电时铝制涡流盘会感应出涡流电磁斥力，使得铝制涡流盘向上运动，铝制涡流盘通过导杆带动真空灭弧室使其合闸。

所述的模块化保持机构的数目可根据真空灭弧室的的具体参数进行拼装。拼装模式为可单独选取整体模块进行拼装，也可选取模块的上部分进行拼装以增强合闸保持力，也可选取模块的下部分进行拼装以增强分闸保持力。

所述的模块化的操动机构的数目可根据真空灭弧室的的具体参数进行拼装。拼装模式为可单独选取多个整体模块进行拼装，也可选取模块的上部分进行拼装以增强分闸速度，也可选取模块的下部分进行拼装以增强合闸速度。

本实用新型的优点是：

1)将状态保持机构设计成模块化，根据不同的真空灭弧室的参数进行模块化纵向叠加，大大节约了机柜中的横向空间，状态保持机构的模块化设计大大降低了生产制造成本。

2)将操动执行机构设计成模块化，根据不同的真空灭弧室的参数进行模块化纵向叠加，大大节约了机柜中的横向空间，操动机构的模块化设计大大降低了生产制造成本。

3)将传统的高压大电流开关的操动机构设计为电磁操动机构，使得执行机构的结构小而轻，结构紧凑且稳定可靠。采用了永磁保持式结构，使得真空断路器的状态保持结构简洁可靠，抗电磁环境干扰能力强，可长期稳定处于保持状态。

4)设备中运动部件为导杆、运动铝盘、软铁磁轭，均为机械部件，使得设备耐用性大大提高。

附图说明

图1为本实用新型专利的结构简图；

图2为本实用新型上保持机构的示意图；

图3为本实用新型下操动机构的示意图；

图4为本实用新型的具体实施方式一结构简图；

图5为本实用新型的具体实施方式二结构简图。

附图标记：1-真空灭弧室；2-导杆；3-合闸磁铁A3钢板框架；3-1-第一上框架；3-2-第二上框架；4-上合闸永磁铁；4-1-第一上合闸磁铁；4-2-第二上合闸磁铁；5-吸板；5-1-第一吸板；5-2-第二吸板；6-下分闸永磁铁；7-分闸磁铁A3钢板框架；8-保持机构模块；9-分闸线圈A3钢板底座；10-分闸线圈； 11-铝制涡流盘；12-合闸线圈；13-合闸线圈底座；14-操动机构模块；15-机架； 16-开关；17-储能电容。

具体实施方式

参见附图。下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

实施例1：

本实用新型专利提供了一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关。图 4所示的开关为本实用新型的最基本形式，由一组保持机构及一组操动机构构成，本实施主要用于电流为：1000A-3000A，电压为：400V-66kV的真空断路器的开合。其中包括真空灭弧室1，保持机构图2，操动机构图3，机架15，开关 16，储能电容17等组成。

其中铝质涡流盘11与导杆2连接，通过带动导杆2一同运动，来实现真空灭弧室1的开关。线圈10、12安装在一个A3钢板制成的底座9、13上。该底座9、13均与机架15固定，使线圈10、12保持固定静止状态。

当真空灭弧室1处于分闸状态，通过控制开关16，对线圈12进行放电，铝制涡流盘11会感应出涡流电磁斥力使其向上运动，铝制涡流盘11通过导杆2 带动真空灭弧室1使其合闸。当真空灭弧室1处于合闸状态，通过控制开关16，对线圈10进行放电，铝制涡流盘11会感应出涡流电磁斥力使其向下运动，铝制涡流盘11通过导杆2带动真空灭弧室1使其分闸。

本实用新型中真空灭弧室1处于合闸状态时，吸板5与保持机构的上合闸永磁铁4吸合，使真空灭弧室1处于合闸状态。储能电容17通过开关16对线圈 10放电时，涡流盘11产生感应涡流，产生向下的涡流斥力，使得涡流盘11向下运动，涡流盘11通过导杆2带动吸板5，以及通过导杆2带动真空灭弧室1 的动触头一起向下运动，进行分闸。分闸动作完成后，由吸板5与下分闸保持磁铁6吸合，使真空灭弧室1保持在分闸状态。

本实用新型中真空灭弧室1处于分闸状态时，吸板5与保持机构的下分闸永磁铁6吸合，使真空灭弧室1处于分闸状态。储能电容17通过开关16对线圈 12放电时，涡流盘11产生感应涡流，产生向上的涡流斥力，使得涡流盘11向上运动，涡流盘11通过导杆带动吸板5，以及通过导杆2带动真空灭弧室1的动触头一起向上运动，进行合闸。合闸动作完成后，由吸板5与上合闸永磁铁4 吸合，使真空灭弧室1保持在合闸状态。

实施例2：

本实用新型专利提供了一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关。图 5所示的开关为本实用新型的模块化串联形式，本实施例主要是用以增强保持机构的上合闸力。其保持机构采用了一组基本模式及保持机构模块的上部分进行拼装以增强合闸保持力，操动机构一组基本模块构成。本实施主要用于电流为： 3000A-5000A,电压为：400V-66kV的真空断路器的开合。其中包括真空灭弧室 1，串联型保持机构，操动机构图3，机架15，开关16，储能电容17等组成。

其中铝质涡流盘11与导杆2连接，通过带动导杆2一同运动，来实现真空灭弧室1的开关。线圈10、12安装在一个A3钢板制成的底座9、13上。该底座9、13均与机架15固定，使线圈10、12保持固定静止状态。

当真空灭弧室1处于分闸状态，通过控制开关16，对线圈12进行放电，铝制涡流盘11会感应出涡流电磁斥力使其向上运动，铝制涡流盘11带动真空灭弧室1使其合闸。当真空灭弧室1处于合闸状态，通过控制开关16，对线圈10 进行放电，铝制涡流盘11会感应出涡流电磁斥力使其向下运动，铝制涡流盘11 通过导杆2带动真空灭弧室1使其分闸。

本实用新型中真空灭弧室1处于合闸状态时，吸板5-1与保持机构的第一上合闸磁铁4-1吸合，吸板5-2与保持机构的第二上合闸磁铁4-2吸合，使真空灭弧室1处于合闸状态。储能电容17通过开关16对线圈10放电时，涡流盘11 产生感应涡流，产生向下的涡流斥力，使得涡流盘11向下运动，涡流盘11通过导杆2带动吸板5-1、5-2，以及通过导杆2带动真空灭弧室1的动触头一起向下运动，进行分闸。分闸动作完成后，由第二吸板5-2与下分闸永磁铁6吸合，使真空灭弧室1保持在分闸状态。

本实用新型中真空灭弧室1处于分闸状态时，吸板5-2与保持机构的下分闸永磁铁6吸合，使真空灭弧室1处于分闸状态。储能电容17通过开关16对线圈12放电时，涡流盘11产生感应涡流，产生向上的涡流斥力，使得涡流盘11 向上运动，涡流盘11通过导杆带动吸板5-1、5-2，以及通过导杆带动真空灭弧室1的动触头一起向上运动，进行合闸。合闸动作完成后，由第一吸板5-1、第二5-2分别于与上合闸永磁铁4-1、4-2吸合，使真空灭弧室1保持在合闸状态。

本实用新型专利提供了一种模块化大电流永磁保持涡流斥力型快速开关。电磁涡流斥力的优点在于，涡流盘可在0.5ms内完成涡流感应，并达到最大的斥力值，在3.5ms内完成分闸动作，在10ms内完成合闸动作。永磁铁磁能密度高，能产生较强的吸合力，可提供满足真空断路器内部触头所需的压力值。

以上内容是结合具体实施例方式对本实用新型做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此。对于本实用新型所属技术领域来说，在本实用新型理念的框架下，还可以做出若干简单的演变，都应视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。