[发明专利]一种高压开关及其控制方法

说明书

本发明涉及一种高压开关及其控制方法，将高压开关的分闸行程和/或合闸行程划分成至少两个区间；设置绕组所受力的方向控制高压开关进行分闸或合闸动作；并在每个区间内设置不同大小的绕组所受力控制不同的高压开关进行分合闸动作的速度；而且，分闸行程或者合闸行程初始阶段所在区间绕组所受力大于结束阶段所在区间绕组所受力。本发明针对不同电压等级产品，调整不同的参变量，即根据需求，在每个区间设置不同的绕组所受力的方向和大小，使得无需针对不同电压等级高压开关的机械特性设计不同的磁力机构，从而满足了不同电压等级产品机械特性差异化的要求，实现了不同高压开关的差异化定制。

技术领域

本发明属于高电压电力工程技术领域，具体涉及一种高压开关及其控制方法。

背景技术

自20世纪90年代以来，为了加快我国电力工业的发展速度，实现配电网的自动化，满足用户对电能质量的需求，各电力公司相继加大了对配电网的投资力度。高压断路器作为电网中最重要的开关设备，它能够在电网出现短路故障时及时完成开断动作并切除故障，保证电网安全可靠运行，所以，高压断路器的可靠性和智能化对电力系统的稳定性和自动化程度具有重要意义。

其中，操作机构是高压断路器的核心动作部件，需满足可靠性、速动性等要求。传统的操动机构有弹簧操动机构、永磁操动机构等。弹簧操动机构依靠储能弹簧来使断路器动作，通过释放弹簧的势能来完成合闸、分闸操作；虽然其分合闸的可靠性较高，但其机械结构复杂、故障率高，运动过程不可控。永磁操动机构凭借其结构简单、运行免维护、操作可靠性高等优点被广泛应用于中压领域断路器，但其存在退磁现象，出力不足，并且由于其自身结构限值，无法实现长行程设计，因此永磁机构难以用于高压领域。

永磁机构是对传统电磁操作机构进行改进发展而来的，它采用一种新的原理和结构，依靠永磁材料来实现分、合闸位置的保持功能，无需锁扣和脱扣装置。永磁机构的动作部件比较少，降低了动作时间的分散性和操作的不可控性。

如图1、2所示为磁力机构本体的主要部件示意图。其中，11、13、15、16为永磁体，且永磁体11和永磁体13、永磁体15和永磁体16的磁极布置位置相反。12为绕组，14为固定隔板，17为外结构框架。永磁体11和永磁体13之间形成平行磁场，永磁体15和永磁体16之间形成平行磁场，磁场的方向分别如图1、2所示。绕组通电流时可以在磁场中产生安培力，依靠安培力来完成分、合闸动作。

一般来说，不同电压等级的高压开关磁力机构的分合闸所需的操作功不一样，为了满足产品机械特性的要求，通常针对不同电压等级的高压开关产品设计不同的磁力机构和相应的控制电路，产品的可移植性较差，也不能实现精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压开关及其控制方法，用以解决现有技术中需要设置不同的磁力机构来实现不同高压开关的控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种高压开关的控制方法，包括如下步骤：

将高压开关的分闸行程划分成至少三个区间，包括分闸前期、分闸中期和分闸后期；所述分闸前期绕组所受力大于分闸中期绕组所受力，分闸中期绕组所受力大于分闸后期绕组所受力；分闸中期包括高压开关运动至刚分点的时间点；

将高压开关的合闸行程划分成至少三个区间，包括合闸前期、合闸中期和合闸后期；所述合闸前期绕组所受力大于合闸中期绕组所受力，合闸中期绕组所受力大于合闸后期绕组所受力；合闸中期包括高压开关运动至刚合点的时间点；

分闸行程中绕组所受力与合闸行程中绕组所受力方向相反。

进一步地，通过控制通过绕组电流的方向来控制绕组所受力的方向，通过控制通过绕组电流的大小来控制绕组所受力的大小；

分闸前期通过绕组电流大于分闸中期通过绕组电流，分闸中期通过绕组电流大于分闸后期通过绕组电流；