[发明专利]一种基于涡流斥力原理的快速分断机构

说明书

本发明提出一种基于涡流斥力原理的快速分断机构，包括控制单元、驱动电路和涡流斥力机构；涡流斥力机构包括合闸线圈盘A、分闸线圈盘C、斥力盘B、增磁板E、连杆机构F、永磁体及反力弹性件；斥力盘B位于合闸线圈盘A、分闸线圈盘C之间；控制单元经驱动电路控制合闸线圈盘A、分闸线圈盘C以涡流斥力以推动斥力盘B；斥力盘B经连杆机构驱动分断机构的触头机构移动以执行分闸作业或合闸作业；永磁体分设于分闸线圈盘C旁侧及连杆机构处，以在合闸时提供合闸保持力；反力弹性件设于分闸线圈盘C旁侧以使分闸后的触头机构维持分闸；本发明能在实现短路电流快速分断的同时，具备结构简单、响应时间短、动作速度快、易于驱动控制的特点。

技术领域

本发明涉及开关电器技术领域，尤其是一种基于涡流斥力原理的快速分断机构。

背景技术

低压配电系统中一旦发生短路故障，短路电流上升至到正常工作电流的几十倍，甚至上百倍，严重威胁电力系统的安全可靠运行。配电保护电器直接承担着快速可靠分断短路电流的任务，如何提高其短路电流分断能力一直以来都是一个十分重要的研究内容。

涡流斥力机构的结构简单，斥力形成时间及动作响应时间极短，初始加速度大，可有效实现快速合分，能够在短路电流的早期快速分断动静触头并形成较大开距，具备大幅度提高机构动作速度基础上，减小机构动作分散性的特点。在触头结构方面，双断点触头结构在分断短路电流过程中形成双断点电弧区，大幅提高了电弧电压，与传统的单断点结构相比具有更优异的短路分断性能。提高触头的运动速度能够减小电弧的停滞时间，加快故障切除的速度。

国内外学者已经对开关电器的触头结构、灭弧系统等多方面进行了深入研究，并综合应用多种限流及灭弧措施提高短路分断能力。例如施耐德电气公司的TeSys U和西门子公司的3RA6等系列产品以及我国自主研制的KB0和VK60系列产品，虽然目前开发的控制与保护电器在一定程度上解决了分立元件所存在的一些问题，但总体来说，现有的几种产品均是利用断路器的快速短路脱扣装置和接触器的电磁机构对同一套触头系统进行控制，从而实现配电线路控制与保护的功能，存在体积较大且不利于机构控制功能智能化开发的技术瓶颈，且主要从电磁及传动系统的机械结构和触头及灭弧系统的开断能力等角度出发来提高其性能，在短路电流的早期检测和操动机构的快速动作方面仍需进一步提高。目前急需一种响应时间短、动作速度快、限流能力强、可灵活驱动的保护电器，实现短路电流快速分断。

发明内容

本发明提出一种基于涡流斥力原理的快速分断机构，能在实现短路电流快速分断的同时，具备结构简单、响应时间短、动作速度快、易于驱动控制的特点。

本发明采用以下技术方案。

一种基于涡流斥力原理的快速分断机构，所述分断机构包括控制单元、与控制单元相连的驱动电路和与驱动电路相连的涡流斥力机构；所述涡流斥力机构包括合闸线圈盘A、分闸线圈盘C、斥力盘B、增磁板E、连杆机构F、永磁体及反力弹性件；所述斥力盘B位于合闸线圈盘A、分闸线圈盘C之间；所述控制单元经驱动电路控制合闸线圈盘A、分闸线圈盘C以涡流斥力以推动斥力盘B；所述斥力盘B经连杆机构驱动分断机构的触头机构移动以执行分闸作业或合闸作业；所述永磁体分设于分闸线圈盘C旁侧及连杆机构处，以在合闸作业中提供合闸保持力；所述反力弹性件设于分闸线圈盘C旁侧以使分闸后的触头机构维持分闸状态。

所述触头机构为双断口触头结构，所述双断口触头结构为可在短路故障时形成两倍于传统单断口断路器的故障电弧以抑制短路电流的发展的触头结构。

所述反力弹性件设于分断机构的底座处；所述分闸线圈盘C设于分断机构的底座处；所述永磁铁包括设于连杆机构处的顶部永磁体和设于底座处的底部永磁体；所述顶部永磁体与底部永磁体正对且在合闸作业时吸合；所述驱动电路包括IGBT。

所述斥力盘B与连杆机构的驱动端相连；连杆机构的驱动端处设有缓冲部件G；当执行分闸作业且触头机构的触头接近最大行程位置时，所述缓冲部件G对连杆机构驱动端进行缓冲以吸收此时斥力盘剩余的动量。