用于真空断续器的动力促动器制造技术

一种用于电路断续器的促动器具有固定的磁性凸台、可移动的磁性电枢和驱动杆。驱动杆在电路断续器的轴线上对准。驱动杆具有两个稳定位置，电路断续器闭合和电路断续器断开。驱动杆具有电枢接触以将驱动杆从电路断续器闭合位置移动到电路断续器断开位置的表面。在电路断续器闭合位置中，电枢和该表面以预行程距离分离。电枢朝固定的磁性凸台移动且接触该表面，以启动驱动杆的电路断续器断开运动，其中动量传递到驱动杆。

【技术实现步骤摘要】
用于真空断续器的动力促动器相关申请的交叉引用该申请要求享有来自标题为“KineticActuatorforVacuumInterrupter(用于真空断续器的动力促动器)”且于2019年6月7日提交的编号为62/858,904的美国临时申请的优先权权益，该临时申请由此通过引用并入。
本公开内容的
涉及具有线性促动器的高压开关。
技术介绍
向电功率传输线路中注入电抗提供实现整体系统容量上和系统稳定性上显著改进的机会。然而，存在一些情况，那时完全且彻底地消除电抗注入变得适当。这些情况典型地与一种类型或另一种的故障相符。接地、短路或开路都是如果不纠正或隔离可毁坏系统的类型的故障。注入电抗可混淆此类故障的定位。故障可更局部化(localize)，比如电抗注入设备的功率或功能丧失。由于电抗注入系统大体上与通过线路的能量流相连操作，消除它们影响的最可靠方式是提供开关，该开关将在系统发现故障时手动或自动绕过电抗注入模块。允许经济且有效地构造旁路开关的一种构件是真空断续器。这是由许多公司(包括ABB、Eaton、GE、Siemens等)制造的构件。代表性的成对简化截面出现在图1中。该图中示出的真空断续器构件有时称为“瓶(bottle)”，如此称呼是由于其气密密封的陶瓷封壳110。在真空断续器的顶部处，存在固定的连接器120，其提供与两个触头130(示为在闭合位置中)和132(示为在断开位置中)上部的电接触。两个触头的下部经由可移动连接器160(闭合)、162(断开)接入。触头在它们的断开位置132中的分离称为开关的行程，且显而易见的是，分离越大，开关可承受的电压越大。为了断开开关，必须将可移动连接器162向下拉动达触头断开的距离。这压缩金属波纹管(bellow)150或152，该金属波纹管形成整体真空密封的部分。(护罩140防止从触头溅射的金属到达真空断续器的陶瓷壁110并损坏断续器两端之间的电绝缘。)促动器的作用是通过沿着真空断续器的轴线提供受控的线性位移来使可移动连接器在其闭合位置160与断开位置162之间移动。虽然真空对于高功率电开关是接近理想的环境，存在残余风险。在开关闭合瞬间的瞬时电压和触头表面粗糙度的一些状况下，可在固定触头与可移动触头(图1中的130)之间形成极小的焊接点。这些使断开开关触头所需要的能量增加到超过其值的正常范围。在开关内，触头130的尺寸和表面确定开关的电流处理特性。开关或旁路开关性能的所有其它方面由促动器确定，包括限定操作电压的行程、断续器的静止状况(其典型为常开、常闭中的一种)或它最近的状态。为在电源线电抗注入器的背景下使用旁路开关，必须满足该应用的要求。断续器的规定作用是通过使开关断开来触发注入器且在开关闭合时绕过注入器。因此，无源状态为“开关闭合”，即，该应用需要常闭开关。此外，在电源故障的情况下，促动器应在无任何信号或功率的情况下自动将断续器置于无源“开关闭合”状态下。最后，关于电抗注入器的典型操作状况需要开关断开，且在该状态下，促动器必须以低功率水平操作来最大限度地减小加热。因此，在本领域中需要一种克服上文描述的缺点的解决方案。附图说明被认为是本专利技术的主题在说明书结论处的权利要求书中特别地指出且明确地要求享有权益。本专利技术的前述及其它目标、特征和优点将从连同附图进行的以下详细描述中清楚。图1是真空断续器构件的简化截面。图2是包括促动器的整个旁路开关的元件的框图。图3是所描述的促动器在其开关闭合状况下的示意性截面。图4是所描述的促动器在其开关断开状况下的示意性截面。图5是促动器在其开关断开状况下的示意性截面，示出磁性保持电路。图6是促动器在其开关闭合状况下的示意性截面，示出与电枢的预行程相关联的距离。图7是以直线或磁性片构造实现的促动器的示意性截面。图8是基于微型开关的位置监测方法的示意性截面。将了解的是，示意图示出本专利技术的原理，而未示出所有结构元件、连接器或保护元件。具体实施方式在该公开内容中描述的触发器使旁路开关能够满足这些操作要求，且为从触头闭合到触头断开的过渡增加可靠性水平。如图2中示出的，对于旁路开关，存在若干区段。带有密封于真空中的触头的真空断续器225被容纳、保护和绝缘在标记为220的区域中。在那上方是真空断续器225的顶部固定触头与待切换线路之间的触头210。区域230提供真空断续器225的可移动端与待切换线路之间的接触。区域240提供区域230中的高压触头与旁路开关的其余部分之间的隔离。该隔离可允许不同气氛或不同电压的分离。本公开内容的焦点是区域250，触发器。它的作用是根据施加或未施加到触发器的电信号以受控方式使驱动杆55向上或向下移动。该运动施加到真空断续器225的可移动端，使开关触头(图1中的130或132)在期望位置中断开、闭合或保持。驱动杆55示为单个均匀结构，以便阐明它在区域250中从触发器向上或向下传递运动中的作用。实际上，驱动杆55将由包括不同材料和不同截面的不同件组成，以便满足对于沿着其长度可调节和隔离的需要，且驱动杆55可包括机械缓冲。它保持沿着真空断续器225的轴线对准。图2中的最后区域是区域260中的监测器。在一些实施例中，该区域260是可选的，但可期望对可延伸到监测区域260中的驱动杆55的位置进行电学检验。在该区域260内，一个人可采用像在驱动杆上由凸轮操作微型开关一样简单的监测，或监测可像激光干涉仪测量驱动杆的位置一样复杂。触发器的要素(essence)在图3和图4中示出；两者是触发器结构的局部和示意性截面。图3描绘在闭合或启动位置中的触发器。在该情况下，驱动杆55在它最向上的位置中，且触头在真空封壳中，真空断续器被迫合在一起，故它们可在图2中提到的两个线路之间传送电流。驱动杆55的横向运动由导轨15上运载的引导板10所约束。非磁性金属结构支承部件17、18和19(其可为支承板)为支配触发器的磁性结构提供机械支承。第一磁性(即，能够磁化)的结构是电枢，这里以两个电枢件20和25示出。虽然图3以截面示出它们，如沿着驱动杆55的轴线所观察到的，它们是圆形电枢件20或圆柱形电枢件25。电枢20、25也可由单件铁磁材料组成，消除电枢件20与电枢件25之间的接缝。形成电枢20、25的铁磁材料应为金属，比如坡莫合金、软碳钢或电工钢，其具有低水平(小于160A/m)的矫顽力，以确保磁路的响应性。图3中的磁路的其它元件是磁性壳30和磁性凸台35。这些元件还优选地由低矫顽力的铁磁金属形成。坡莫合金、软碳钢和电工钢都是带有小于160A/m矫顽力的材料。单个圆柱形永磁体45或较小磁体环45定位在磁性壳30与磁性凸台35之间。永磁体45的磁性必须定向成使得力的磁力线垂直于驱动杆55径向指向。预期图5，这些永磁体45的磁化将定向成使得外表面都为北极(作为特定示例)。关于在外表面上具有北极或南极，各种实施例是不可知的。磁性构造中的其它关键元件是螺线管40。这一线圈用来断开断续器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电路断续器的促动器，包括：/n固定的磁性凸台；/n可移动的磁性电枢；以及/n驱动杆，所述驱动杆在所述电路断续器的轴线上对准，所述驱动杆具有两个稳定位置，电路断续器闭合和电路断续器断开，以及位于所述驱动杆上所述可移动的磁性电枢与所述固定的磁性凸台之间的表面，使得所述电枢接触所述表面以将所述驱动杆从电路断续器闭合位置移动到电路断续器断开位置；/n其中在所述电路断续器闭合位置中，所述电枢和所述表面以预行程距离分离，/n使得所述电枢朝所述固定的磁性凸台移动且接触所述表面，以启动所述驱动杆的电路断续器断开运动，其中动量传递到所述驱动杆。/n

【技术特征摘要】
20190607 US 62/858904;20190913 US 16/5708581.一种用于电路断续器的促动器，包括：
固定的磁性凸台；
可移动的磁性电枢；以及
驱动杆，所述驱动杆在所述电路断续器的轴线上对准，所述驱动杆具有两个稳定位置，电路断续器闭合和电路断续器断开，以及位于所述驱动杆上所述可移动的磁性电枢与所述固定的磁性凸台之间的表面，使得所述电枢接触所述表面以将所述驱动杆从电路断续器闭合位置移动到电路断续器断开位置；
其中在所述电路断续器闭合位置中，所述电枢和所述表面以预行程距离分离，
使得所述电枢朝所述固定的磁性凸台移动且接触所述表面，以启动所述驱动杆的电路断续器断开运动，其中动量传递到所述驱动杆。


2.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，关于所述驱动杆和所述电路断续器的开关触头的行程范围小于关于所述电枢的行程范围。


3.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述促动器布置成用于气密密封的电路断续器，所述电路断续器包括在磁性壳体与所述磁性凸台之间的永磁体。


4.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述促动器布置成用于气密密封的电路断续器，所述电路断续器包括在磁性壳体内的DC螺线管，所述DC螺线管尺寸设置成允许所述磁性电枢响应于通过所述螺线管的电流来在所述螺线管内移动。


5.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述促动器布置成用于气密密封的电路断续器，所述电路断续器在没有施加功率的情况下将所述驱动杆保持在所述电路断续器闭合位置中。


6.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述促动器布置成用于气密密封的电路断续器，所述电路断续器在没有施加功率的情况下使用一个或多个弹簧来将所述驱动杆保持在所述电路断续器闭合位置中。


7.根据权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述促动器布置成用于气密密封的电路断续器，所述电路断续器在去除施加功率的情况下使用一个或多个弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：TB马沙尔，MJ桑德斯，
申请(专利权)人：智能电线股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US