一种快速分闸机构及混合式交流断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种快速分闸机构及混合式交流断路器，包括：一永磁机构，用于实现分闸操动和合闸操动，以及提供分闸保持力和合闸保持力；若干真空灭弧室机构，设置在永磁机构的下方，包括若干真空灭弧室，用于在断路后迅速熄弧并抑制电流；若干弹簧连接机构，连接永磁机构和真空灭弧室，用于带动真空灭弧室的动触头运动，并在处于合闸状态时为动触头提供触头压力；若干电磁斥力机构，用于提供使动触头向上运动的动力，以配合永磁机构实现分闸操动，并保持在分闸状态。本发明专利技术通过引入快速分闸机构和强迫换流技术的混合式交流断路器，能够极大提高断路器的分闸速度，缩短燃弧时间，减少触头烧蚀，增大触头的电寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种快速分闸机构及混合式交流断路器
本专利技术涉及中低压交流断路器的
，尤其涉及一种交流断路器的快速分闸机构。
技术介绍
断路器是电力系统必不可少的基本工业产品和关键电器产品，其任务是关、合负荷电流及开断短路故障电流，保护电网及回路上电气设备免受损坏。因此，断路器的可靠性和快速性至关重要。作为断路器的核心组成部分，断路器操动机构将影响整个开关的整体性能。传统的操动机构主要有电磁操动机构，弹簧操动机构和永磁操动机构。随着电力系统技术的发展，电力系统对电力开关的要求越来越高。在一些含有对电能质量敏感的关键负荷的场合中，当原有供电系统发生短路故障时，要求负荷能够从中快速脱离，并切换到备用供电系统。为了保证电能质量能够满足要求，整个切换过程的时间要求在5～10ms以内，而传统的操动机构，一般为多连杆传动方式的永磁或者弹簧操动机构，由于受到技术、设计、结构的限制，它们固有分闸时间一般在20ms左右，在初始时间、初始加速度和整体速度等多方面存在明显不足。如何提高断路器的开断速度成为现今主要的研究课题。现有的交流断路器存在以下几个问题：1、传统的配双稳态永磁操动机构的真空断路器，一般为多连杆传动方式。由于多连杆传动结构复杂，零部件多，增加了机构运动的分闸速度和时间分散性，机械可靠性低；2、随着微电网技术的发展和敏感负荷对电能质量要求的提高，交流系统对断路器切断故障电路的速度和可靠性要求越来越高。现有的传统交流断路器操动机构由于受到技术、设计、结构的限制，分闸速度无法满足系统无缝切换的需求；3、传统交流断路器采用的是自然过零点熄弧，从发生短路到电流自然过零点，短路电流持续时间长，大电流严重影响电力系统其它设备的正常工作甚至故障。而且电弧对触头烧蚀严重，影响触头寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种快速分闸机构及混合式交流断路器。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种快速分闸机构，其中，包括：一永磁机构，用于实现分闸操动和合闸操动，以及提供分闸保持力和合闸保持力；若干真空灭弧室机构，设置在所述永磁机构的下方，所述真空灭弧室机构包括若干真空灭弧室，用于在断路后迅速熄弧并抑制电流；若干弹簧连接机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，连接所述永磁机构和所述真空灭弧室，用于带动所述真空灭弧室的动触头运动，并在处于合闸状态时为所述动触头提供触头压力；若干电磁斥力机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，用于提供使所述动触头向上运动的动力，以配合所述永磁机构实现分闸操动，并保持在分闸状态。上述的分闸机构，其中，所述永磁机构包括：静铁芯，所述静铁芯形成一圆柱形腔体，所述圆柱形腔体内竖直地设有一导杆，所述导杆的两端分别与所述静铁芯的上端和下端可转动连接；动铁芯，所述动铁芯设置在所述静铁芯的内部，所述动铁芯固定地套设在所述导杆外；分闸线圈和合闸线圈，所述分闸线圈环绕在所述动铁芯的上侧，所述合闸线圈环绕在所述动铁芯的下侧；永磁体，所述永磁体环绕在所述动铁芯的中部，所述永磁体位于所述分闸线圈和所述合闸线圈之间。上述的分闸机构，其中，所述导杆的下端贯穿所述静铁芯的下端并与一绝缘拉板固定连接。上述的分闸机构，其中，每一所述真空灭弧室机构均包括：上环氧绝缘板和下环氧绝缘板，所述真空灭弧室设置在所述上环氧绝缘板和所述下环氧绝缘板之间，所述真空灭弧室固定在所述下环氧绝缘板的上表面；进线母排，设置于所述上环氧绝缘板上，并与所述真空灭弧室搭接；出线母排，设置于所述下环氧绝缘板上，并与所述真空灭弧室搭接。上述的分闸机构，其中，每一所述弹簧连接机构均包括：连杆，所述连杆的上端与所述绝缘拉板固定连接，所述连杆的下端贯穿所述上环氧绝缘板并与所述动触头固定连接；弹簧，所述弹簧套设在所述连杆上，所述弹簧设置在所述绝缘拉板和所述上环氧绝缘板之间。上述的分闸机构，其中，每一所述电磁斥力机构均包括：斥力线圈，所述斥力线圈固定地套设在所述连杆上，在接收到快速分闸命令后通过脉冲电流并产生感应磁场；斥力盘，所述斥力盘固定在所述上环氧绝缘板的上表面，在所述感应磁场的作用下产生方向与斥力线圈的脉冲电流相反的涡流；充电装置，所述充电装置为所述斥力线圈提供脉冲电流。上述的分闸机构，其中，所述连杆通过紧固件与所述绝缘拉板的下表面固定连接。上述的分闸机构，其中，包括三所述真空灭弧室机构，三所述真空灭弧室机构的排列位置呈三角分布，每一所述真空灭弧室机构均对应地设有一所述弹簧连接机构和一所述电磁斥力机构。一种混合式交流断路器，其中，包括：用于实现故障电流的快速分断和正常运行的电路导通的高速机械开关支路、用于实现故障电流的限流的固态换流支路以及用于吸收电路中短路能量的能量吸收支路，其中，所述高速机械开关支路上设有快速分闸机构，所述快速分闸机构为上述的任意一项所述的快速分闸机构。上述的混合式交流断路器，其中，所述高速机械开关支路、所述固态换流支路和所述能量吸收支路并联设置。本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：(1)本专利技术通过引入快速分闸机构和强迫换流技术的混合式交流断路器，能够极大提高断路器的分闸速度，缩短燃弧时间，减少触头烧蚀，增大触头的电寿命。(2)本专利技术的双稳态永磁机构的传动方式为直动式，省却了连杆的传动，减小了时间的分散性，提高机械可靠性和断路器的动作时间稳定性。(3)本专利技术的每相真空灭弧室分别对应一个独立的斥力线圈和斥力盘，增大了每相运动触头的分闸初始加速度，减少斥力线圈通过的瞬时脉冲电流，提高斥力线圈绝缘强度可靠性。(4)本专利技术的三相真空灭弧室的排列位置呈三角分布，这样既可以减少三相斥力线圈之间的电磁干扰，又可以缩小断路器体积，整体结构紧凑。附图说明图1是本专利技术的快速分闸机构的主视图。图2是本专利技术的快速分闸机构的图1中的A-A剖视图。图3是本专利技术的快速分闸机构的俯视图。图4是本专利技术的快速分闸机构的立体图。附图中：1、永磁机构；11、静铁芯；12、动铁芯；13、导杆；14、分闸线圈；15、合闸线圈；16、永磁体；17、绝缘拉板；2、真空灭弧室机构；21、真空灭弧室；211、动触头；22、上环氧绝缘板；23、下环氧绝缘板；24、进线母排；25、出线母排；3、弹簧连接机构；31、连杆；32、弹簧；33、紧固件；4、电磁斥力机构；41、斥力线圈；42、斥力盘。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。图1是本专利技术的快速分闸机构的主视图，图2是本专利技术的快速分闸机构的图1中的A-A剖视图，图3是本专利技术的快速分闸机构的俯视图，图4是本专利技术的快速分闸机构的立体图，请参见图1至图4所示，示出了另一种较佳实施例的快速分闸机构，包括：一永磁机构1，永磁机构1为双稳态永磁机构，永磁机构1的传动方式为直动式，永磁机构1用于实现分闸操动和合闸操动，以及提供分闸保持力和合闸保持力。进一步，作为较佳的实施例中，快速分闸机构还包括：若干真空灭弧室机构2，设置在永磁机构1的下方，真空灭弧室机构2包括若干真空灭弧室21，用于在断路后迅速熄弧并抑制电流。更进一步，作为较佳的实施例中，快速分闸机构还包括：若干弹簧连接机构3，设置在永磁机构1和真空灭弧室21之间，连接永磁机构1和真空灭弧室21，用于带动真空灭弧室21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速分闸机构，其特征在于，包括：一永磁机构，用于实现分闸操动和合闸操动，以及提供分闸保持力和合闸保持力；若干真空灭弧室机构，设置在所述永磁机构的下方，所述真空灭弧室机构包括若干真空灭弧室，用于在断路后迅速熄弧并抑制电流；若干弹簧连接机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，连接所述永磁机构和所述真空灭弧室，用于带动所述真空灭弧室的动触头运动，并在处于合闸状态时为所述动触头提供触头压力；若干电磁斥力机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，用于提供使所述动触头向上运动的动力，以配合所述永磁机构实现分闸操动，并保持在分闸状态。

【技术特征摘要】
1.一种快速分闸机构，其特征在于，包括：一永磁机构，用于实现分闸操动和合闸操动，以及提供分闸保持力和合闸保持力；若干真空灭弧室机构，设置在所述永磁机构的下方，所述真空灭弧室机构包括若干真空灭弧室，用于在断路后迅速熄弧并抑制电流；若干弹簧连接机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，连接所述永磁机构和所述真空灭弧室，用于带动所述真空灭弧室的动触头运动，并在处于合闸状态时为所述动触头提供触头压力；若干电磁斥力机构，设置在所述永磁机构和所述真空灭弧室之间，用于提供使所述动触头向上运动的动力，以配合所述永磁机构实现分闸操动，并保持在分闸状态。2.根据权利要求1所述的快速分闸机构，其特征在于，所述永磁机构包括：静铁芯，所述静铁芯形成一圆柱形腔体，所述圆柱形腔体内竖直地设有一导杆，所述导杆的两端分别与所述静铁芯的上端和下端可转动连接；动铁芯，所述动铁芯设置在所述静铁芯的内部，所述动铁芯固定地套设在所述导杆外；分闸线圈和合闸线圈，所述分闸线圈环绕在所述动铁芯的上侧，所述合闸线圈环绕在所述动铁芯的下侧；永磁体，所述永磁体环绕在所述动铁芯的中部，所述永磁体位于所述分闸线圈和所述合闸线圈之间。3.根据权利要求2所述的快速分闸机构，其特征在于，所述导杆的下端贯穿所述静铁芯的下端并与一绝缘拉板固定连接。4.根据权利要求3所述的快速分闸机构，其特征在于，每一所述真空灭弧室机构均包括：上环氧绝缘板和下环氧绝缘板，所述真空灭弧室设置在所述上环氧绝缘板和所述下环氧绝缘板之间，所述真空灭弧室固定在所述下环氧绝缘板的上表面；进线母排，设置于所述上环氧绝缘板上，并与所述真空灭弧室搭...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，郭元超，杨建波，李福生，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31