[发明专利]用于电磁斥力机构具有缓冲功能的双稳弹簧保持装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于电磁斥力机构具有缓冲功能的双稳弹簧保持装置，装置设置内部充满油的双稳弹簧单元，其中弹簧单元内有处于压缩状态的弹簧，用于在分合闸位置提供分合闸保持力；弹簧单元内壁前端四周穿有数排出油孔，用于在活塞左右运动时油穿过孔形成阻力，分合闸过程的末期，油形成较大阻力，起到缓冲作用避免电磁斥力的冲击；弹簧单元内壁后端的内直径大于活塞直径，用于机构在中位点附近时，使油阻力变小，机构能顺利通过中位点，实现断路器的快速分合闸。

技术领域

本发明涉及快速真空开关技术领域，特别涉及一种用于电磁斥力机构具有缓冲功能的双稳弹簧保持装置及方法。

背景技术

近年来随着国民经济的快速发展，我国电网规模不断扩大，电力系统对运行暂态稳定性提出了更高的要求。电力系统短路故障的快速切除或隔离，可降低短路电流对系统和设备动热稳定冲击，提高系统运行安全稳定运行水平。高压断路器是电力系统短路故障切除的唯一执行设备，现阶段以永磁、弹簧、液压等传统操动机构为驱动元件的断路器，其短路开断电流≤63kA和故障切除时间≥60ms，已逐渐难以满足系统对短路故障快速切除的要求。基于涡流斥力机构的快速真空开关，具备短燃弧开断电流水平高、短路故障切除快的优势，可为系统故障的快速、可靠切除提供有效解决方案，具有广阔的应用前景。

虽然，电磁斥力机构用作开关的操动机构可以很大程度的减少切除故障的时间，提升电力系统的稳定性，但电磁斥力机构仍然有两个问题一直制约着其进一步推广使用。第一个问题是：电磁斥力机构产生的斥力极大，需要合理的缓冲来避免分合闸末期的强烈碰撞造成机械损伤；第二个问题是：开关处在分合闸位时需要位置保持，一方面防止电流通过触头产生的电动力将触头斥开，一方面防止分合闸末期冲力过大，造成回弹。

目前，应用于电磁斥力机构的位置保持装置主要有普通双稳弹簧保持与永磁体保持。对于普通双稳弹簧保持，其出力特性是在分合闸末期的出力最大，会造成分合闸的后半段，机构速度持续增长，最终机械碰撞强度极大；对于永磁保持装置，其存在会提高电磁斥力机构的分闸时间，降低了电磁斥力机构的固有优势。目前，应用于电磁斥力机构的缓冲装置主要有普通油缓冲器、聚氨酯缓冲缓冲器和电磁缓冲器等方式。这些缓冲方式都属于额外附加至电磁斥力机构上，增加了机构的复杂程度，其中，普通油缓冲器存在反弹的问题，聚氨酯缓冲其存在寿命不过关的问题，而电磁缓冲器的结构、控制十分复杂，很难实际应用到现场环境。

总的来说，电磁斥力机构的缓冲与位置保持问题目前尚未有很好的解决方式。

发明内容

为了解决电磁斥力机构的缓冲与位置保持问题，本发明提出了一种用于电磁斥力机构具有缓冲功能的双稳弹簧保持装置及方法，该装置既可以在不增加分闸时间的基础上解决电磁斥力机构的在分合位的保持问题，又可以在不产生反弹的基础上解决电磁斥力机构的缓冲问题。整个装置紧凑、简单，可以与电磁斥力机构紧密配合。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：