[发明专利]一种单稳态永磁操动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种单稳态永磁操动机构。

背景技术

随着电力负荷的增长，20世纪80年代初期，我国电力工作者对20kV作为配电电压进行了深入研究和讨论，作出了必须“确立20kV为配电电压，并列为国家标准等级”的结论。我国中压配电网如能将10kV升压到20kV，能量损耗可减少3/4，能节约变电站数量和土地，减少线路走廊资源等。现在江苏省电力公司已制定了20kV技术标准，这为20kV设备制造的标准化提供了良好的基础。

目前，关于20kV级配电网配套的断路器都是国外或中外合资企业生产，在此高压等级的断路器上，大多采用以真空为灭弧介质的高压断路器。它的操动机构大多采用弹簧操动机构。弹簧操动机构缺点是输出力的特性与断路器负载特性配合较差；零件数量多，加工要求高；随着操作功的增大，机械寿命大大降低。永磁操动机构是近年来应用于中压领域，其优点是结构简单，零部件少，可靠性高，其动特性与高压断路器触头负载配较好。其中单稳态永磁操动机构的研制主要集中于12kV级的真空断路器上，在将永磁技术成功应用于中压断路器的基础上可考虑进一步扩展单稳态永磁操动机构应用在20kV级配电网上。

发明内容

本发明提供了一种单稳态永磁操动机构，用于高压断路器，与高压断路器的本体达到完美配合，进而提高高压断路器的性能。

所述单稳态永磁操动机构，合闸线圈、永磁体、磁轭、动铁心，动铁心与磁轭间设置围绕动铁心的合闸线圈和永磁体，永磁体位于合闸线圈上方，合闸线圈包括互相并联的合闸主、辅助线圈，合闸主线圈围绕在合闸辅助线圈的周围。

作为本发明的改进，还包括位于永磁体内侧的导磁块，所述导磁块围绕动铁心。

作为本发明的另一种改进，还在合闸主线圈和/或辅助线圈上配设有选择开关，优选在合闸主线圈上配设有选择开关。

本发明在普通永磁操动机构的基础上，将合闸线圈由一个线圈改变为互相配合的主、辅助线圈，主线圈的匝数是辅助线圈匝数的2.2～2.8倍，优选为2倍。当永磁操动机构进行操作时，主、辅助线圈同时通入电流，在总的匝数相同时，主、辅助线圈的形式相对于一个线圈，电路中的电感较小，电流上升速度快，从而使断路器触头获得更快的合闸速度，同时合闸时间也相应减小；当在合闸主线圈和/或辅助线圈上配设有选择开关时，由于进行分闸操作时，产生的磁场只要和永磁体产生的磁场叠加，进而产生的电磁力与永磁力相抵消就可以，因此只需一个线圈中通入较小的反向电流，与单个线圈相比，电路电感值更小，这样可以较快电流上升速度，提高分闸时间。在合闸主线圈上配设有选择开关，在进行分闸操作时，内侧的辅助线圈通电，效果将更好。最后与传统永磁机构相比，提高了断路器触头的分、合闸速度，获得更大的出力特性，进而满足20kV电压等级下高压断路器合闸的各种特性参数要求。

本发明具有如下优点：1.零部件少，可靠性高，耗能少。2.合闸激磁电流小，与永磁驱动器配合良好。3.分闸操作采用分闸弹簧，分闸时间更小，可以获得更大的分闸速度。4.与弹簧操动机构相比，分、合闸特性与断路器的触头动特性匹配的更好。5.安装维修调试方便。

附图说明

图1为本发明结构图

图中，1分闸弹簧，2非导磁材料，3永磁体，4合闸主线圈，5磁轭，6动铁心，7合闸辅助线圈，8导磁块，9驱动杆。

图2为配本发明的高压断路器结构图-合闸状态；

图3为配本发明的高压断路器结构图-分闸状态。

图中，10高压断路器灭弧室，11静触头，12动触头，13拐臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明加以详细说明。

本发明内部结构如图1所示，包括分闸弹簧1、合闸线圈、永磁体3、磁轭5、动铁心6、导磁块8、驱动杆9、非导磁材料2，动铁心6与磁轭5间设置围绕动铁心6的合闸线圈和永磁体3，永磁体3位于合闸线圈上方，合闸线圈包括互相并联的合闸主、辅助线圈，合闸主线圈4围绕在合闸辅助线圈7的周围，合闸主线圈4上配设有选择开关，主线圈4的匝数是辅助线圈7匝数的2倍。分闸弹簧1处在最上端，一端与固定架连接，另一端以驱动杆9连接；磁轭5包括上端盖，非导磁材料2为尼龙块，填充在磁轭5上端盖下部，起非导磁作用；导磁块8填充在永磁体3和动铁心6之间，使磁路均匀。动铁心6是整个机构中唯一的运动部件，一般采用低碳钢材料，驱动杆9与动铁心6连接在一起，它们使断路器在分闸与合闸之间转换。