[发明专利]触点开关电器无线取能操动机构

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种触点开关电器无线取能操动机构，可实现开关电器无线取能分合闸操作及电气隔离，降低了人员触电的可能性和危险性，使触点开关的使用更安全、方便，属于开关电器领域。

背景技术

触点开关是电力系统中最为重要的设备之一，其控制与保护作用是电力系统安全稳定运行的保障。触点开关种类繁多，其操动机构亦多种多样，有传统的弹簧机构、电磁机构、永磁机构等。弹簧操作机构由弹簧储能、合闸、保持合闸和分闸等几个部分组成。其优点是不需要大功率的电源，缺点是结构复杂，制造工艺复杂，成本高，可靠性较难保证，且其控制性能远低于电磁机构和永磁机构。

电磁机构是构成电磁式电器的主要部件之一，它主要由吸引线圈和铁芯两部分组成。吸引线圈的作用是在电压或电流的作用下产生磁场，使衔铁在电磁吸力的作用下产生机械位移动作而使铁芯吸合，从而带动触头动作，以实现触头的闭合和断开。它的主要作用是将电能转换成磁能，从而通过吸力变化带动触头动作，以实现对电路或非电对象的保护和控制等功能。电磁操作机构结构较简单，但结构笨重，合闸线圈消耗功率很大。

永磁操作机构采用一种全新的智能选相真空开关结构。这种结构工作时主要运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，一般达十万次以上，同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少过电压和涌流对系统的冲击，减少系统保护的投入，提高系统整体寿命。

上述电磁及永磁机构所构造的电器产品无一例外都需要对螺线管线圈进行直接供电，如电磁机构的交流电流、永磁机构的电容脉冲放电等都需要实际的布线系统。但随着智能电网及智能电器的发展，高绝缘性能要求、布线空间受限、有特殊电气隔离要求的情况越来越普遍，这就对目前所存在的操动机构提出新的要求，而本专利所设计的触点开关电器无线取能操动机构能弥补其不足，从而很好的解决了上述问题。

更进一步的，传统电器产品大部分故障出现在操动机构部分，一旦机构出现故障，由于操动机构部分与动静触头带电部分距离较近，出于安全考虑，必须要先停电才能人工进行检修，任务流程复杂且操作不方便。而基于无线取能的操动机构较好的避免这一缺陷，当操动机构检修时，可对较远处的能量无线传输部分进行检修校正，不必在开关本体上作业，从而避免了检修人员触电的可能性，

另一方面，电器连接着操作人员与线路电压，在高压的发输配送与低压的家庭用电等场合，人员触电时有发生。由于开关电器绝缘发生破坏、操作人员操作失误，没有做好安全保障、家庭用电安全意识的缺乏，使用开关电器时没有确保手的干燥等问题都有可能导致电流泄漏，发生人员触电安全事故。目前，尽管对于设备绝缘的不断完善，安全性能地不断提高，还是无法从根本上解决操作人员可能受到高电压触电的危险。而如果通过改造电器操动机构，进行无线取能，使得电器本体远离人体，如满足一定的安全距离，或是对电器本体进行绝缘密封等。

目前，根据专利《可快速动作、有效缓冲、稳定保持或具磁悬浮效应的装置》，申请号：CN201510966119.9所述，可以通过驱动线圈电磁能量的变化来控制开关操动机构的动作，改变了原有通过机械联动操作开关的模式，为操动机构的无线取能奠定了技术基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触点开关电器无线取能操动机构，能大幅度提高触点开关电器的安全性问题，为今后触点开关电器的远距离控制提供可能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种触点开关电器无线取能操动机构，包括高频电源、两块优化板、发射线圈、导磁体、接收线圈、连杆机构、灭弧室、动触头、静触头；所述高频电源与发射线圈相连接，发射线圈与接收线圈各自构成RLC振荡电路，且发射线圈与接收线圈相对设置，其中一块优化板置于发射线圈后侧，另一块优化板置于接收线圈的后侧，导磁体置于接收线圈中轴位置处，并通过连杆机构与动触头相连接，所述动触头、静触头相对设置且包裹于真空灭弧室中。

在本发明一实施例中，所述高频电源不仅能够提供足够的驱动能力还具有相应的输出频率，即其输出频率与谐振线圈频率一致，使无线电能传输开关操动系统工作在谐振状态，从而实现电能的高效传输。

在本发明一实施例中，所述两块优化板均为圆盘状，并由导磁性能良好的软磁材料构成，且置于发射线圈后侧的优化板开有孔槽，便于高频电源与发射线圈相连接的导线穿过；置于接收线圈后侧的优化板中心开有孔洞，孔洞嵌有导套，便于连杆机构动作；所述两块优化板能合理的优化谐振线圈之间的电磁场分布，提高能量传输效率。