一种真空开关及相关机构、系统和应用技术方案

本发明专利技术公开一种真空开关、相关机构、系统和应用，真空开关的开关电源，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；分、合闸电容器组和快速充电开关电源的负极连接；分、合闸电容器组的正极分别经二极管连接快速充电开关电源的正极，且分、合闸电容器组的正极分别连接到分、合闸电力电子开关的阳极；分、合闸电力电子开关的阴极分别连接真空开关的分、合闸线圈的进线端口，分、合闸电容器组的负极分别连接真空开关的分、合闸线圈的出线端口；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。本发明专利技术解决了现有技术中的真空开关分闸、合闸时间长，速度慢的问题。

A vacuum switch and its related mechanism, system and Application

【技术实现步骤摘要】
一种真空开关及相关机构、系统和应用
本专利技术涉及一种真空开关及相关机构、系统和应用。
技术介绍
现有技术中的真空开关(Vacuumcircuitbreaker)具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。传统的真空开关一般采用弹簧操作机构，分闸、合闸时间长，预击穿时间长，电弧存在的时间长，触头表面电磨损大，甚至使触头熔焊而粘住，降低灭弧室的电寿命。
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真空开关及相关机构、系统和应用。作为本专利技术实施例的一个方面，涉及一种真空开关的开关电源，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连接到分、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开关的分、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开关的分、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，所述分闸电容器组，和/或，所述合闸电容器组包括至少一个储能型电容器。在一个实施例中，所述分闸电力电子开关和合闸电力电子开关为晶闸管。在一个实施例中，所述快速充电开关电源对所述分、合闸电容器组的充电时间小于0.5S。作为本专利技术实施例的一个方面，涉及一种真空开关，包括上述的开关电源。在一个实施例中，所述的真空开关还包括：基座、真空灭弧室、驱动机构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；所述真空灭弧室、驱动机构、保持机构、缓冲机构和开关电源固定于所述基座。在一个实施例中，所述驱动机构包括：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、涡流盘和合闸线圈均为圆形，且圆心处于同一直线上。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开关基座的上基座板。在一个实施例中，所述合闸线圈与分闸线圈之间的间距大于所述涡流盘的行程。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开关基座的上基座板。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。在一个实施例中，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。作为本专利技术实施例的一个方面，涉及一种应用上述的真空开关的电气系统。作为本专利技术实施例的一个方面，涉及一种上述的真空开关在配电网络中的应用。本专利技术实施例至少实现了如下技术效果：1、本专利技术实施例提供的上述真空开关的开关电源，开关电源的电压控制精度高电压输出稳定，纹波系数小，无电压过充现象，保证真空开关驱动的稳定性，顺利实现真空开关的分、合闸操作。2、本专利技术实施例提供的上述真空开关，通过分/合闸线圈通电产生磁场，与涡流盘之间产生斥力，带动中轴杆上下运动，实现真空开关的分闸和合闸，真空开关的动、静触头分合闸动作速度快，运动惯性小、分合闸效率高，减少了分合闸时间，可以适用于快速真空开关的通断，控制精度高，预击穿时间短，电弧存在的时间短，触头表面电磨损小，延长真空开关的使用寿命。3、本专利技术实施例提供的上述真空开关，通过合闸磁体和分闸磁体吸合导磁吸板，使中轴杆保持在稳定状态，保证分、合闸时机构的稳定性，使得真空开关的动、静触头接触稳定，结构简单，控制效果好；在中轴杆运动带动导磁吸板吸合到合闸磁体或分闸磁体时，将导磁吸板的快速运动产生的冲击力传到真空开关的基座，减少中轴杆的震动，进一步保证动、静触头的接触稳定性。4、本专利技术实施例提供的上述真空开关，缓冲机构的绝缘缓冲器空腔内的弹性部件与中轴杆相配合，通过弹性部件的压缩和伸展，控制真空开关的动、静触头接触，在合闸时，可以减少动、静触头的弹跳时间和弹跳频率，在分闸时快速分离，防止出现电弧熔焊现象，损害真空灭弧室。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的真空开关的结构示意图一。图2为本专利技术实施例提供的真空开关的结构示意图二。图3为本专利技术实施例提供的真空开关的驱动机构的结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的真空开关的保持机构的结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的真空开关的保持机构的光电开关电气原理图。图6为本专利技术实施例提供的真空开关的缓冲机构的结构示意图。图7为本专利技术实施例提供的真空开关的开关电源的电气原理图。图8为本专利技术实施例提供的真空开关的开关电源的充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空开关的开关电源，其特征在于，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连接到分、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开关的分、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开关的分、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。

【技术特征摘要】
2018.08.09 CN 201810903845X1.一种真空开关的开关电源，其特征在于，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连接到分、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开关的分、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开关的分、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。2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，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。5.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述分闸电容器组，和/或，所述合闸电容器组包括至少一个储能型电容器。6.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述分闸电力电子开关和合闸电力电子开关为晶闸管。7.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述快速充电开关电源对所述分、合闸电容器组的充电时间小于0.5S。8.一种真空开关，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的开关电源。9.根据权利要求8所述的真空开关，其特征在于，还包括：基座、真空灭弧室、驱动机构保持机构和缓冲机构；所述真空灭弧...

【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