[实用新型]一种超高压真空断路器快速操动机构

说明书

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，优化分合闸的效果。 

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闸，有益于电弧的快速熄灭，延长断路器 的寿命。 

附图说明

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；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。