[发明专利]一种高压断路器用分段驱动永磁操动机构及分合闸方法

权利要求书

1.一种高压断路器用分段驱动永磁操动机构，包括非导磁外壳(2)，设置在该非导磁外壳(2)内的上部驱动机构(3)、永磁保持机构(4)、下部驱动机构(5)、非导磁材料隔块(14)，以及贯穿于非导磁外壳(2)并与其滑动连接的导杆(1)，其特征在于：所述上部驱动机构(3)与下部驱动机构(5)通过非导磁材料隔块(14)形成隔离；所述永磁保持机构(4)设置于上部驱动机构(3)外侧；

所述上部驱动机构(3)包括与非导磁外壳(2)固定连接的上部静铁芯(6)，所述上部静铁芯(6)内设有上部合闸线圈(7)，所述上部静铁芯(6)下方设置有可上下运动的上部动铁芯(8)，所述上部动铁芯(8)开有上部动铁芯凹槽(8-1)，所述上部动铁芯凹槽(8-1)和所述非导磁外壳(2)之间设置有分闸弹簧(12)；且所述分闸弹簧(12)一端设置于上部动铁芯凹槽(8-1)内，另一端与非导磁外壳(2)远离下部驱动机构(5)的一侧连接；

所述永磁保持机构(4)包括永磁体(9)、以及设置在永磁体(9)上方的辅助分闸线圈(10)，所述永磁体(9)、辅助分闸线圈(10)设置在与非导磁外壳(2)固定连接的保持静铁芯(11)和上部静铁芯(6)之间，所述保持静铁芯(11)和所述非导磁外壳(2)之间设置有非导磁材料压块一(13)；

所述下部驱动机构(5)包括非导磁材料垫块二(19)、以及设置在非导磁材料垫块二(19)上的下部静铁芯(15)，所述下部静铁芯(15)内设置有下部合闸线圈(16)，所述下部静铁芯(15)、下部合闸线圈(16)和非导磁材料垫块二(19)形成的空腔内设置有与导杆(1)滑动连接的下部动铁芯(17)，所述下部动铁芯(17)上方设置有与导杆(1)固定连接的非导磁材料挡块(18)。

2.根据权利要求1所述的高压断路器用分段驱动永磁操动机构，其特征在于：所述下部动铁芯(17)穿过导杆(1)轴线的断面呈H型，所述下部动铁芯(17)上开有下部动铁芯凹槽(17-1)，所述非导磁材料挡块(18)的外径小于所述下部动铁芯凹槽(17-1)的直径，在高压断路器用分段驱动永磁操动机构处于分闸位时，所述非导磁材料挡块(18)位于所述下部动铁芯(17)的下部动铁芯凹槽(17-1)内；所述下部动铁芯(17)与下部静铁芯(15)间的开距小于所述上部动铁芯(8)与上部静铁芯(6)之间的开距。

3.根据权利要求1所述的高压断路器用分段驱动永磁操动机构，其特征在于：所述永磁保持机构(4)设置在上部驱动机构(3)的外侧，所述保持静铁芯(11)穿过导杆(1)轴线的断面呈T型，其横臂一端嵌入非导磁外壳(2)，用于自身固定，另一端用于固定所述辅助分闸线圈(10)，所述非导磁材料压块一(13)置于所述保持静铁芯(11)和非导磁外壳(2)之间，进一步保持保持静铁芯(11)的稳固。

4.一种基于权利要求1至3任一所述的高压断路器用分段驱动永磁操动机构的合闸方法，其特征在于：当永磁操动机构收到合闸指令时，同时向上部合闸线圈(7)和下部合闸线圈(16)中通入电流，上部合闸线圈(7)电流产生的电磁力驱动上部动铁芯(8)，直接带动导杆(1)往上运动，下部合闸线圈(16)电流产生的电磁力驱动下部动铁芯(17)，通过非导磁材料垫块(18)的传递带动导杆(1)往上运动，在上部合闸线圈(7)和下部合闸线圈(16)二者共同的驱动下，运动部件加速往上运动，并压缩分闸弹簧(12)；当下部动铁芯(17)与下部静铁芯(15)接触时，下部动铁芯(17)停止运动，断开下部合闸线圈(16)电流，下部动铁芯(17)在下部合闸线圈(16)的续流作用下与下部静铁芯(15)保持接触一段时间，最后在自身重力作用下回到分闸位置；而上部合闸线圈(7)继续通电，此时，运动部件由上部合闸线圈(7)产生的磁场单独驱动，运动部件继续往上运动，压缩分闸弹簧(12)；当上部动铁芯(8)运动到与上部静铁芯(6)接触时，上部动铁芯(8)在永磁体(9)的作用下保持在合闸位置。

5.一种基于权利要求4所述的高压断路器用分段驱动永磁操动机构的合闸方法的分闸方法，其特征在于：当永磁机构收到分闸指令时，向辅助分闸线圈(10)中通入电流，其产生的磁场与永磁体(9)产生的磁场抵消，使上部动铁芯(8)与上部静铁芯(6)之间的保持力减小，当永磁保持力减小到低于机构反力时，上部动铁芯(8)开始往下运动，当上部动铁芯(8)运动到分闸位时，上部动铁芯(8)在分闸弹簧(12)的预压力下保持在分闸位。