[实用新型]能够抵抗短路电流的磁保持继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁保持继电器，特别是涉及一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器。

背景技术

现有磁保持继电器的结构由磁路系统、接触系统、推动机构和基座组成。磁路系统一般由两个基本对称的磁路组成，包括静止导磁体部件、可动导磁体部件和线圈，接触系统包括动簧部分、静簧部分，推动机构一般由推动块担当，推动机构连接在可动导磁体部件与动簧部分之间。继电器线圈通正向脉冲电压，磁路系统工作，推动块推动动簧部分，使触点接触，继电器动作，线圈通反向脉冲电压，磁路系统工作，推动块推动动簧部分，使触点断开，继电器复归。

磁保持继电器主要应用领域为电力计量，主要功能为开关和计量。随着世界各国电网改造的不断深入，由于短路电流引发的电表炸表、着火的案例时有发生，引发了巨大的人身安全问题和财产损失问题。在此背景下，世界各大电力公司、电表企业纷纷出台相关标准或引用行业标准，以其规范电能表用电力磁保持继电器抵抗短路电流能力，提高智能电表运行的安全性。为了保证人身安全、用电设备安全，均要求磁保继电器具有承受和接通短路电流的功能。根据电网运行特点和基于对人身、设备安全考虑，磁保持继电器抵抗短路电流有三种工况，具体如下：

工况一：电表前端(上游电网)短路，特征是磁保持继电器触点闭合(电表合闸状态)，短路电流较大，此时的短路电流称为“安全耐受短路电流”，要求磁保持继电器承受短路电流时或承受短路电流后“不爆炸、不起火、无飞溅物”。

工况二：电表后端(下游电网)短路，特征是磁保持继电器触点闭合(电表合闸状态)，短路电流较小，此时的短路电流称为“功能耐受短路电流”，要求磁保持继电器承受短路电流后“功能正常”。

工况三：电表后端(下游电网)短路，特征是磁保持继电器触点断开(电表拉闸状态)，短路电流较小，此时的短路电流称为“功能接通短路电流”，要求磁保持继电器接通短路电流后“功能正常”。

三种工况下，短路电流大小差异较大，如IEC62055-31标准UC2等级“安全耐受短路电流”为4.5KA，是“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”2.5KA的1.8倍；UC3等级“安全耐受短路电流”为6KA，是“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”3KA的2倍；又如ANSI C12.1标准200A额定电流等级“安全耐受短路电流”峰值24KA，是“功能耐受短路电流”峰值7KA的3.4倍。

要研发出具有抵抗短路电流能力的磁保持继电器产品，就必须提高动、静触头闭合的压力，来抵消短路电流通过触点时的电动斥力。提高动、静触头闭合的压力，势必会增大产品的外形尺寸、增加线圈控制部分的功耗，无法满足客户对产品外形小型化和低功耗的要求，同时，产品成本会急聚上升，导致产品市场竞争能力下降。

现有磁保持继电器设计主要利用洛仑兹力原理，利用一倍的短路电流在可动簧片(动簧片)上产生的电磁力来抵抗短路电流在动、静触点间产生的电动斥力。具体方案设计时，短路电流大小与两簧片间的距离密切相关，抵抗短路电流的效果与簧片变形量(刚性)密切相关。由于“安全耐受短路电流”与“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”相差较大，满足“安全耐受短路电流”的设计方案，不一定能兼容“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”，反之亦然。同样，满足UC3标准的设计方案不一定向下兼容UC2标准。

现有技术中解决磁保持继电器抵抗短路电流功能的主要技术路线有两种，第一种是“利用引出片与动簧片电流方向相反时产生的电磁力来抵抗动、静触头通过大电流时产生的电动力”，如中国专利申请CN200710008565.4所披露的。第二种是“利用并联回路中电流方向相同产生电磁吸力，来增大动、静触头间的压力”实现抵抗短路电流功能，如欧洲专利申请EP1756845A1所披露的。无论是那一种，均是利用一倍的短路电流流过可动簧片(即动簧片)及可动簧片引出片(即动簧引出片)，并在可动簧片(即动簧片)上产生的电磁力来抵抗短路电流在动、静触点间产生的电动斥力，因此，无法满足提高动、静触头闭合压力的要求，而后一种采用并联电路，需增加一倍的动、静触头数量，还会导致产品成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，通过对接触系统的结构改进，能够在不增大产品的外形尺寸和不增加线圈控制部分的功耗的基础上，利用所形成的二倍短路电流在动簧片产生的电磁斥力来共同抵抗一倍短路电流在动、静触点间产生的电动斥力，从而大大提高动、静触头闭合的压力，以抵抗短路电流并满足产品对结构简单、紧凑和小型化的要求。