[实用新型]一种利用导电流体和磁性流体的自恢复限流断路装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电气及自动控制领域，涉及电气开关设备的基础工程和远程自动控制技术，具体涉及高压、中压或低压开关设备的限流和断路装置。

背景技术

近年来随着我国石油化工、矿山、冶金、机械、纺织等工业的迅速发展，消耗的电能越来越多且集中。随着电力系统容量的逐年增加，电网短路容量和短路电流水平也在不断增长，作为在电子和电气各领域得到越来越广泛应用的电路保护装置的开关、熔断器等元件，对其分断能力以及可靠运行的要求不断提高，目前这已成为制约电网运行和发展的一个重要问题。因此开发有效的过载或短路限流和断路装置，以限制电力系统的过载或短路容量，从而提高电力系统的运行可靠性，已成为目前我国电力系统安全运行和电力建设、发展的迫切问题。而且，随着环境污染日渐严重和核工业迅速发展，普通的断路和限流装置在一些特定环境中的应用受到限制，希望有一种能够远程控制、高效、能源洁净的控制器件，用来控制某些危险性高或不适宜人工直接操作等领域的电路。对这种场合使用的断路和限流装置要具备下列特点：非接触控制，能连续长期工作，并具有自动控制功能，能够进行远程控制，以适应现代化生产和调度的需要。

断路器在切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，保证设备安全运行方面发挥着越来越重要的作用。目前市面上所用的断路器主要有热断路器、磁断路器、复合断路器和通地漏泄断路器等。热断路器采用一个与电路串联的双金属片。电流在过载期间产生的热量会使双金属片变形。从而使断路器跳闸。与保险丝相比。热保护器有个显著的优点。就是在跳闸后能够重新复位，它们还可以用作被保护设备的电源接通、关断开关。然而此类断路器受温度变化影响较大，工作性能不够稳定。磁断路器为大多数设计问题提供了精度和可靠性较高的解决方案。它主要是电磁接触器和过负荷继电器的组合，由电动开关和磁力线圈组成，磁力线圈的作用是用电磁力来操纵啮合器和电动开关工作。磁断路器的电流感应螺线管受环境温度变化的影响不大.因此磁断路器具有温度稳定性.不会像热断路器那样明显地受到环境温度变化的影响。复合型断路器同时具有热断路器和磁断路器两种结构和功能，能对断路器由于过热、过载或短路引起的故障进行有效地保护，其适应的负载范围更广。通地漏泄断路器的工作方式与磁断路器相同，如果经过通地漏泄断路器后，电源流出和返回的电流值相差超过了漏泄灵敏度的设定值，则断路器将跳闸，且有提示装置发出故障警报，从而具备了智能化的特点。

然而，上述目前广泛使用的断路器主要由机械运动部件和触点构成，这种依赖于固相联系的机械式开关，容易磨损，在固相接触表面易发生侵蚀或熔焊现象，从而导致开关或继电器的短路，所以这类开关断路器使用寿命不长，响应速度慢，工作可靠性不高。大量事实证明，由于电线短路导致电气火灾事故频发的根本原因是断路器不跳闸。断路器拒动的主要原因是触点被烧死粘结或者脱扣机构卡死，这使电力系统存在着难以避免的安全隐患。

熔断器是一种简单而有效的保护电器，被广泛应用于各种电子电气设备中。它主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。它的结构原理确实并不复杂，但要设计和制造出性能优良、可连续重复使用的熔断器却非易事。传统熔断器导通稳定、带负载能力强，但是响应速度慢、易燃弧、稳定性和可控性差，熔体老化严重；固态限流开关响应速度快、无电弧，但是通态损耗大、耐压水平低、不能完全开断电路而且给电网带来了严重的谐波污染。通常的跌落式熔断器、限流式熔断器、旋弧式熔断器、热熔断器、混合式熔断器等在降低熔断器温升、改善熔断器灭弧效果等方面仍不够完善。而且传统的熔断器仅能保护一次，烧断了就必须更换，不可重复使用，增加了设备的维护成本，延误了生产生活的正常进行。其它限流技术如串联限流电抗、固态短路限流、超导故障限流器、PTC电阻限流等因存在过多电能消耗，固有以及附加损耗大，恢复时间长等问题，造成这些限流装置在应用上也受到了限制。