[实用新型]无过电压灭磁开关

说明书

本实用新型名称是无过电压灭磁开关，属于大电感电路的灭磁开关领域，特别是涉及推进电动机磁场灭磁和励磁电流反向的电路保护装置。

现有的灭磁开关在结构上主要有两种，一种是短弧栅灭磁，如俄罗斯“电力”工厂的Агп系列灭磁开关，通过短弧灭磁多段并接于短弧栅上的线性电阻降低电流变化率以抑制过电压。另一种是非线性电阻移能灭磁，西欧一些国家的产品采用非线性电阻SiC加开断电路的机械开关电器实现移能灭磁，其原理如图1所示，主开关J开断前常闭触头J₁先闭合，SiC电阻接入移能灭磁。国内自八十年代中期电站开始采用ZnO电阻器灭磁，其原理如图2所示。ZnO电阻R_Y与励磁绕组LQ并联。由于ZnO灭磁器长期接入电路中，在高荷电率作用下ZnO机理易破坏伏安持性变异，泄漏电流增加，积热而产生击穿，可靠性无保障。SiC灭磁开关，历史较长，但由于通流容量小、非线性特性差并且存在初始电阻不成开路，使开关体积庞大，结构复杂化。

上述灭磁开关均存在着灭磁产生过电压问题，使电机绕组长期频繁承受耐压，加速电机绝缘老化甚至存在被击穿的潜在危险。上述灭磁开关存在的另一个问题是机构动作可靠性差，“拒动”现象常有发生，而丧失开断灭磁功能。上述灭磁开关还存在着单位体积灭磁容量小的缺点，难以适应一些场合对灭磁开关要求体积小、灭磁量大的要求。

本实用新型的目的在于克服上述灭磁开关存在的不足之处，提出一种能实现无过电压灭磁的灭磁开关，本实用新型的目的还在于提供一种锁扣机构可靠动作和最小电磨损，具有高电寿命、高能量容量的灭磁或灭磁反向开关。

本实用新型发明目的的实现，主要是通过如下结构实现的：使开关常闭副触头J₁与氧化锌压敏电阻器R_Y串联，在主触头J闭合运行时，常闭副触头J₁断开；当开关开断灭磁之前，常闭副触头J1接通。图3为本实用新型利用非线性电阻ZnO移能灭磁的原理图。这样就解决了低残压与超荷电率的矛盾，应用设计计算手段确定灭磁器的匹配参数，从而达到彻底消除分断或反向过程中的过电压，实现无过电压灭磁。

下面结合附图对本实用新型发明目的实现做详细说明：图4是进行反向灭磁时的主回路原理图，其中MK_1.3—正向灭磁开关常闭主副触头，MK_2.3—反向灭磁开关常闭主副触头，MK_1.1-1.2—正向灭磁开关主、弧触头，MK_2.1-2.2—反向灭磁开关主、弧触头，+X₁、-X₂—电源正负极；U—推进电动机励磁调节器。

灭磁器R_Y与励磁绕组LQ组成并联关系，开关电路主电路接通(MK_1.1和MK_1.2或MK_2.1和MK_2.2闭合)后与灭磁器串接的主副触头MK_1.3或MK_2.3立即断开，灭磁器与电路无关。当主电路正向或反向开断前主副触头MK_1.3或MK_2.3接通，灭磁器接入正常移能灭磁。

图5是主触头与主副触头连动机构的结构图，主触头与主副触头通过刚性连接的联动机构协调动作。其中1—静弧触头，2—动弧触头，3—主静触头，4—主动触头，5—绝缘座，6—动主副触头，7—静主副触头，8—线圈，9—衔铁。主触头系统与主副触头匹配参数选取原则上是保证新开关和运行后允许的磨损范围内都应实现二者的先后动作次序。用δ₁及1₁表示正向或反向弧触头双断点一边的开距及超额行程；δ₂及1₂表示主副触头双断点一边的开距及超额行程。应保证超前或滞后的范围值：

1₂-δ₁为2-3mm，

1₁-δ₂为1.5-2mm，

锁扣是开关机构可靠性的关键，本实用新型针对现有灭磁开关锁扣和脱扣机构存在的“拒动”现象，设计了新的锁扣和脱扣结构，图6为本实用新型“锁”与“扣”铰链形状尺寸和匹配关键参数示意图。其中a为开关合闸位置，b为开关分闸初始位置，c为开关断开终了位置。