一种快速切换开关装置、系统和应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种快速切换开关装置、系统和应用，快速切换开关装置包括：工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、框架底座、控制模块、过零模块和输出电流测量模块；工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、控制模块和过零模块固定于框架底座；控制模块与开关电源、过零模块和输出电流测量模块分别连接；过零模块的正、负输出端分别连接到工作电源真空断路器、备用电源真空断路器的动、静触头；输出电流测量模块安装于工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的输出母线；控制模块用于向开关电源和过零模块发送切换信号，实现由工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换。本发明专利技术的装置切换速度快、可靠性高。

A fast switching device, system and Application

【技术实现步骤摘要】
一种快速切换开关装置、系统和应用
本专利技术涉及一种快速切换开关装置、系统和应用。
技术介绍
现有技术中切换开关一般应用于敏感负荷的工作电源的切换。传统的真空断路器一般采用弹簧操作机构，分闸、合闸时间长，切换速度慢，导致工作电源真空断路器跟备用电源真空断路器切换结束时，敏感负荷已经停电；而且，切换开关的切换控制器和执行机构断路器(即工作电源真空断路器、备用电源真空断路器)是分开设置的，切换控制器和工作电源真空断路器、备用电源真空断路器之间的连接线较长，导致工作电源真空断路器或备用电源真空断路器极易被电磁信号干扰而误动作；同时，由于工作电源真空断路器、备用电源真空断路器必须在电流过零点时才能熄弧，电弧存在的时间长，使得电源切换时，必须在工作电源真空断路器的电流过零点后，才能完成从工作电源切换到备用电源，或在备用电源真空断路器的电流过零点后，完成由备用电源切换到工作电源，电流在过零点前的半波周期内持续存在，工作电源真空断路器或备用电源真空断路器无法完成开断，导致切换时间长，不能满足敏感负荷的切换要求。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本专利技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种快速切换开关装置、系统和应用。作为本专利技术实施例的一个方面，涉及一种快速切换开关装置，包括：工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、框架底座、控制模块、过零模块和输出电流测量模块；所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、控制模块和过零模块固定于所述框架底座；所述控制模块与所述开关电源、过零模块和输出电流测量模块分别连接；所述过零模块的正、负输出端分别连接到所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器的动、静触头；所述输出电流测量模块安装于所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的输出母线；所述控制模块用于向所述开关电源和过零模块发送切换信号，实现由工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换；所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的驱动机构包括：分闸线圈、合闸线圈、中轴杆、置于分闸线圈和合闸线圈之间的涡流盘，所述涡流盘与所述中轴杆固定连接。在一个实施例中，所述工作电源真空断路器和所述备用电源真空断路器还包括：基座、真空灭弧室、保持机构和缓冲机构；所述真空灭弧室内设有静触头和动触头；所述保持机构设置于所述驱动机构的下方或上方；所述缓冲机构设置于所述驱动机构和所述保持机构的上方；所述缓冲机构与所述动触头固定连接；所述真空灭弧室、驱动机构、保持机构和缓冲机构固定于所述基座。在一个实施例中，所述分闸线圈或合闸线圈在开关电源驱动下产生磁场，在分闸线圈或合闸线圈与涡流盘之间产生斥力，驱动涡流盘向远离所述分闸线圈或合闸线圈的方向运动，带动所述中轴杆上下运动。在一个实施例中，所述分闸线圈和合闸线圈通过支撑杆固定到真空断路器基座的上基座板；所述分闸线圈和合闸线圈分别对称设置有至少两个通孔，通过固定螺母固定于所述支撑杆；所述中轴杆固定有轴套，所述涡流盘穿过所述中轴杆，并通过固定螺母固定于所述中轴杆上的轴套。在一个实施例中，所述保持机构包括：合闸磁体、分闸磁体和导磁吸板，所述导磁吸板与中轴杆固定连接，在中轴杆带动下与所述合闸磁体或分闸磁体吸合。在一个实施例中，所述合闸磁体和分闸磁体包括磁轭、永磁体和不锈钢骨架，所述永磁体容纳于所述磁轭内，所述不锈钢骨架固定于所述磁轭的内表面。在一个实施例中，所述合闸磁体和分闸磁体通过支撑杆固定于真空断路器基座的上基座板。在一个实施例中，所述缓冲机构包括：绝缘缓冲器和置于绝缘缓冲器空腔内的弹性部件，所述驱动机构的中轴杆顶部在所述绝缘缓冲器空腔内与所述弹性部件弹性接触；带动所述绝缘缓冲器上下运动。在一个实施例中，所述绝缘缓冲器包括：绝缘子、绝缘子顶部的动触头固定件、绝缘子底部的嵌件、与嵌件固定连接的旋塞；所述中轴杆包括杆体和杆体顶部的凸台，所述旋塞底面设置通孔，所述中轴杆的杆体穿过所述通孔，且所述中轴杆的凸台容纳于所述旋塞内。在一个实施例中，所述过零控制模块包括高频振荡电路和电力电子开关，所述高频振荡电路的输入端连接到供电电源、所述高频振荡电路输出端连接到工作电源真空断路器或备用电源真空断路器的动、静触头，所述电力电子开关与所述控制模块连接。在一个实施例中，所述电力电子开关为晶闸管，所述晶闸管的栅极连接到所述控制模块，当接收到分闸信号时，所述晶闸管导通，高频振荡电路电流流入到所述工作电源真空断路器或备用电源真空断路器的回路中，使电流产生过零点。在一个实施例中，所述过零控制模块包括一个高频振荡电路和两个电力电子开关，所述高频振荡电路的连接到两个所述电力电子开关，所述两个电力电子开关分别与所述控制模块连接，所述高频振荡电路的输出端分别接到工作电源高速断路器和备用电源高速断路器的动、静触头的两端；当接收到分闸信号时，通过电力电子开关使高频振荡电路电流流入到所述工作电源真空断路器或备用电源真空断路器的回路中，使电流产生过零点。在一个实施例中，所述开关电源包括：快速充电开关电源、分闸电容器组、合闸电容器组、二极管、分闸电力电子开关和合闸电力电子开关；所述分、合闸电容器组和快速充电开关电源的负极连接；所述分、合闸电容器组的正极分别经二极管连接所述快速充电开关电源的正极，且所述分、合闸电容器组的正极分别经接到分、合闸电力电子开关的阳极；所述分、合闸电力电子开关的阴极分别连接真空断路器的分、合闸线圈的进线端口，所述分、合闸电容器组的负极分别连接真空断路器的分、合闸线圈的出线端口；所述快速充电开关电源的脉冲输出分别接分、合闸电力电子开关的控制极；所述快速充电开关电源接收外部驱动信号，控制分、合闸电力电子开关触发导通。在一个实施例中，所述快速充电开关电源包括：EMC整流滤波电路、与所述EMC整流滤波电路分别连接的电源控制PWM电路和逆变升压整流电路、所述逆变升压整流电路经并联连接的输出保护电路和能量回收电路连接到分流电路，所述分流电路分别连接所述分闸储能电路和合闸储能电路。在一个实施例中，所述快速充电开关电源还包括：与电源控制PWM电路连接的电压涓流补充电路、与所述电压涓流补充电路分别连接的分闸监测电路和合闸监测电路，所述分闸监测电路连接所述分闸储能电路、所述合闸监测电路连接所述合闸储能电路。在一个实施例中，所述快速充电开关电源，还包括：与电源控制PWM电路连接的间歇调整电路和可控硅控制电路，所述间歇调整电路与所述可控硅控制电路之间连接触发封锁电路，所述可控硅控制电路分别连接分闸储能电路和合闸储能电路。在一个实施例中，所述开关电源包括两组分闸电力电子开关和合闸电力电子开关；其中，一组分闸电力电子开关与合闸电力电子开关分别连接到工作电源真空断路器的分闸线圈与合闸线圈，另一组分闸电力电子开关与合闸电力电子开关分别连接到备用电源真空断路器的分闸线圈与合闸线圈。在一个实施例中，所述输出电流测量模块为电流互感器CT，所述电流互感器的互感线圈安装于所述真空断路器的输出母线，所述电流互感器的二次侧出线端连接到所述控制模块。作为本专利技术实施例的第二个方面，涉及一种应用上述的快速切换开关装置的电气系统。作为本专利技术实施例的第三个方面，涉及一种上述的快速切换开关装置在配电网络中的应用。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速切换开关装置，其特征在于，包括：工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、框架底座、控制模块、过零模块和输出电流测量模块；所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、控制模块和过零模块固定于所述框架底座；所述控制模块与所述开关电源、过零模块和输出电流测量模块分别连接；所述过零模块的正、负输出端分别连接到所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器的动、静触头；所述输出电流测量模块安装于所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的输出母线；所述控制模块用于向所述开关电源和过零模块发送切换信号，实现由工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换；所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的驱动机构包括：分闸线圈、合闸线圈、中轴杆、置于分闸线圈和合闸线圈之间的涡流盘，所述涡流盘与所述中轴杆固定连接。

【技术特征摘要】
2018.08.09 CN 201810903845X;2018.08.09 CN 201810901.一种快速切换开关装置，其特征在于，包括：工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、框架底座、控制模块、过零模块和输出电流测量模块；所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器、开关电源、控制模块和过零模块固定于所述框架底座；所述控制模块与所述开关电源、过零模块和输出电流测量模块分别连接；所述过零模块的正、负输出端分别连接到所述工作电源真空断路器、备用电源真空断路器的动、静触头；所述输出电流测量模块安装于所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的输出母线；所述控制模块用于向所述开关电源和过零模块发送切换信号，实现由工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换；所述工作电源真空断路器和备用电源真空断路器的驱动机构包括：分闸线圈、合闸线圈、中轴杆、置于分闸线圈和合闸线圈之间的涡流盘，所述涡流盘与所述中轴杆固定连接。2.根据权利要求1所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述工作电源真空断路器和所述备用电源真空断路器还包括：基座、真空灭弧室、保持机构和缓冲机构；所述真空灭弧室内设有静触头和动触头；所述保持机构设置于所述驱动机构的下方或上方；所述缓冲机构设置于所述驱动机构和所述保持机构的上方；所述缓冲机构与所述动触头固定连接；所述真空灭弧室、驱动机构、保持机构和缓冲机构固定于所述基座。3.根据权利要求2所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述分闸线圈或合闸线圈在开关电源驱动下产生磁场，在分闸线圈或合闸线圈与涡流盘之间产生斥力，驱动涡流盘向远离所述分闸线圈或合闸线圈的方向运动，带动所述中轴杆上下运动。4.根据权利要求2所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述分闸线圈和合闸线圈通过支撑杆固定到真空断路器基座的上基座板；所述分闸线圈和合闸线圈分别对称设置有至少两个通孔，通过固定螺母固定于所述支撑杆；所述中轴杆固定有轴套，所述涡流盘穿过所述中轴杆，并通过固定螺母固定于所述中轴杆上的轴套。5.根据权利要求4所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述保持机构包括：合闸磁体、分闸磁体和导磁吸板，所述导磁吸板与中轴杆固定连接，在中轴杆带动下与所述合闸磁体或分闸磁体吸合。6.根据权利要求5所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述合闸磁体和分闸磁体包括磁轭、永磁体和不锈钢骨架，所述永磁体容纳于所述磁轭内，所述不锈钢骨架固定于所述磁轭的内表面。7.根据权利要求5所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述合闸磁体和分闸磁体通过支撑杆固定于真空断路器基座的上基座板。8.根据权利要求2所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述缓冲机构包括：绝缘缓冲器和置于绝缘缓冲器空腔内的弹性部件，所述驱动机构的中轴杆顶部在所述绝缘缓冲器空腔内与所述弹性部件弹性接触；带动所述绝缘缓冲器上下运动。9.根据权利要求8所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述绝缘缓冲器包括：绝缘子、绝缘子顶部的动触头固定件、绝缘子底部的嵌件、与嵌件固定连接的旋塞；所述中轴杆包括杆体和杆体顶部的凸台，所述旋塞底面设置通孔，所述中轴杆的杆体穿过所述通孔，且所述中轴杆的凸台容纳于所述旋塞内。10.如权利要求1所述的快速切换开关装置，其特征在于，所述过零控制模块包括高频振荡电路和电力电子开关，所述高频振荡电路的输入端连接到供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俭华，余振，
申请(专利权)人：安徽合凯电气科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34