一种具有冗余设计的电磁斥力机构及开关设备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有冗余设计的电磁斥力机构及开关设备，电磁斥力机构包括第一、第二电磁斥力单元，第一、第二电磁斥力单元择一或两者同时驱动开关设备；第一电磁斥力单元包括第一传动杆、第一斥力盘和第一前侧斥力线圈，第二电磁斥力单元包括第二传动杆、第二斥力盘和第二前侧斥力线圈；斥力盘固定在传动杆上；前侧斥力线圈设置在斥力盘的前侧；第一电磁斥力单元位于第二斥力盘的后方，第一传动杆为空心杆，第二传动杆的后端穿入第一传动杆中，第一传动杆和第二传动杆的后端分别具有用于撞击开关设备的开关本体动端以使开关本体动端动作的撞击部。本发明专利技术通过在电磁斥力机构内部嵌套设置冗余电磁驱动单元，保证开关设备可靠性同时减少布置尺寸。性同时减少布置尺寸。性同时减少布置尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种具有冗余设计的电磁斥力机构及开关设备


[0001]本专利技术涉及一种具有冗余设计的电磁斥力机构，以及使用该电磁斥力机构的开关设备。

技术介绍

[0002]在目前的高压柔性直流输电工程中，大量应用了高压直流断路器、高压直流可控避雷器及高压超导限流器等设备，这些设备都对开关设备提出了快速分合闸的要求（分合闸时间小于5ms），为了实现快速分合闸操作，基本上都是用了电磁斥力机构作为开关设备的操动机构。电磁斥力机构的基本原理是：预充电的电容器向驱动线圈放电，在线圈中产生脉冲电流，脉冲电流使线圈周围产生交变磁场，并在在金属盘上产生反向的感应涡流，涡流产生的磁场与线圈产生的磁场相互作用产生电磁力，带动传动杆以及灭弧室触头运动，实现开关的分合闸操作。
[0003]例如，申请号为201810998810.9的专利技术专利申请就公开了一种基于电磁斥力机构的机械快速开关，该机械快速开关在真空灭弧室的动端（也即开关本体动端）连接了电磁斥力机构和操作机构，电磁斥力机构与操作机构完全独立，电磁斥力机构仅作为驱动机械快速开关分闸的分闸驱动机构，操作机构采用双稳态永磁机构，能够实现分闸和合闸操作，机械快速开关使用时，在电磁斥力机构或者操作机构的驱动下，所述机械快速开关分闸；在操作机构单独的驱动下，所述机械快速开关合闸。
[0004]虽然电磁斥力机构具有启动快，分合速度高的优点，但目前电磁斥力机构作为操动机构，并未考虑冗余设计，一旦电磁斥力机构出现异常，发生拒动，将导致分合闸失败。而对于上述机械快速开关来说，虽然也能够利用双稳态永磁机构来代替电磁斥力机构进行分闸，但是双稳态永磁机构难以达到像电磁斥力机构一样的分闸速度。另外，现有技术部分开关设备，使用电磁斥力机构做操动机构的断路器从可靠性角度考虑，做冗余备份只能采用整机备份，导致成本急剧增加，且需占用更多的布置空间，对于老站改造等布置空间尺寸敏感的应用场合，整机备份的方案实施难度大甚至完全无法实施。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有冗余设计的电磁斥力机构，用以解决现有技术中电磁斥力机构没有冗余设计，以及采用整机备份占用空间大的技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种使用该电磁斥力机构的开关设备。
[0006]本专利技术的一种具有冗余设计的电磁斥力机构采用如下技术方案：一种具有冗余设计的电磁斥力机构，包括：第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元，第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元择一驱动开关设备或者两者同时驱动开关设备；第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元均包括：传动杆，轴线沿前后方向延伸，用于沿前后方向运动输出动力；斥力盘，固定在传动杆上；前侧斥力线圈，设置在斥力盘的前
侧，连接有放电电路，用于在通电后与斥力盘之间产生斥力，使斥力盘带动传动杆向后移动；其中，第一电磁斥力单元的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈分别为第一传动杆、第一斥力盘和第一前侧斥力线圈，第二电磁斥力单元的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈为第二传动杆、第二斥力盘和第二前侧斥力线圈；第一电磁斥力单元位于第二斥力盘的后方，第一传动杆为空心杆，第二传动杆的后端穿入第一传动杆中，第一传动杆和第二传动杆的后端分别具有用于撞击开关设备的开关本体动端以使开关本体动端动作的撞击部。
[0007]有益效果是：本专利技术的电磁斥力机构设置嵌套在一起的第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元，第一、第二电磁斥力单元可以择一动作用来驱动开关设备，也可以同时动作驱动开关设备，这样在其中一套电磁斥力单元出现故障时，能够通过另外一套电磁斥力单元作为备用来保证开关设备的正常操作。同时，由于本专利技术中的两套电磁斥力单元嵌套布置，即两个电磁斥力单元的传动杆穿套在一起，两套电磁斥力单元相当于并联布置在了一起，两个传动杆后端的撞击部均能够撞击开关设备的开关本体动端，驱使开关本体动端动作，这种嵌套并联布置的方式，相比现有技术中将机械操动机构以及电磁保持机构作为备用驱动机构，能够降低成本，并且减少安装尺寸，能够适用多种安装场合。
[0008]进一步地，第二传动杆穿入第一传动杆中并与第一传动杆导向滑动配合，由于第一传动杆与第二传动杆之间存在导向配合关系，相当于第二传动杆的后端已经依靠第一传动杆实现了导向支撑，这样在对每一个电磁斥力单元进行导向支撑时，可以仅在第二传动杆的前端部分设置一处导向支撑，省略一处导向支撑。
[0009]进一步地，所述放电电路包括预充电电容和触发开关，第一电磁斥力单元的预充电电容和第二电磁斥力单元的预充电电容设定不同的充电电压，在使用时可以根据实际选择不同电磁斥力机构，进而适应不同规格的开关设备。
[0010]进一步地，所述第二传动杆包括前后依次设置的大径杆段和小径杆段，大径杆段与小径杆段之间形成朝后的台阶面，第二斥力盘固定安装在大径杆段上，第二传动杆的小径段穿入第一传动杆中。通过将第二传动杆设置为阶梯杆，第一传动杆套设在小径杆段上，进而能够缩小两个电磁斥力单元之间的径向尺寸差。
[0011]进一步地，空心杆的内孔前端为喇叭口，方便第一传动杆套装在小径杆段上。
[0012]本专利技术的开关设备采用如下技术方案：一种开关设备，包括开关本体动端，能够沿分合闸方向移动；电磁斥力机构，用于驱动开关本体动端移动；所述电磁斥力机构包括：第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元，第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元择一驱动开关设备或者两者同时驱动开关设备；第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元均包括：传动杆，轴线沿前后方向延伸，用于沿前后方向运动输出动力；斥力盘，固定在传动杆上；前侧斥力线圈，设置在斥力盘的前侧，连接有放电电路，用于在通电后与斥力盘之间产生斥力，使斥力盘带动传动杆向后移动；其中，第一电磁斥力单元的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈分别为第一传动杆、第一斥力盘和第一前侧斥力线圈，第二电磁斥力单元的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈为第二传动杆、第二斥力盘和第二前侧斥力线圈；第一电磁斥力单元位于第二斥力盘的后方，第一传动杆为空心杆，第二传动杆的后端穿入第一传动杆中，第一传动杆和第二传动杆的后
端分别具有用于撞击开关设备的开关本体动端以使开关本体动端动作的撞击部。
[0013]有益效果是：本专利技术的开关设备采用具有冗余设计的电磁斥力机构，电磁斥力机构设置嵌套在一起的第一电磁斥力单元和第二电磁斥力单元，第一、第二电磁斥力单元可以择一动作用来驱动开关设备，也可以同时动作驱动开关设备，这样在其中一套电磁斥力单元出现故障时，能够通过另外一套电磁斥力单元作为备用来保证开关设备的正常操作。同时，由于本专利技术中的两套电磁斥力单元嵌套布置，即两个电磁斥力单元的传动杆穿套在一起，两套电磁斥力单元相当于并联布置在了一起，两个传动杆后端的撞击部均能够撞击开关设备的开关本体动端，驱使开关本体动端动作，这种嵌套并联布置的方式，相比现有技术中将机械操动机构以及电磁保持机构作为备用驱动机构，能够降低成本，并且减少安装尺寸，能够适用多种安装场合。
[0014]进一步地，第二传动杆穿入第一传动杆中并与第一传动杆导向滑动配合，由于第一传动杆与第二传动杆之间存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冗余设计的电磁斥力机构，其特征在于，包括：第一电磁斥力单元（1）和第二电磁斥力单元（2），第一电磁斥力单元（1）和第二电磁斥力单元（2）择一驱动开关设备或者两者同时驱动开关设备；第一电磁斥力单元（1）和第二电磁斥力单元（2）均包括：传动杆，轴线沿前后方向延伸，用于沿前后方向运动输出动力；斥力盘，固定在传动杆上；前侧斥力线圈，设置在斥力盘的前侧，连接有放电电路，用于在通电后与斥力盘之间产生斥力，使斥力盘带动传动杆向后移动；其中，第一电磁斥力单元（1）的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈分别为第一传动杆（11）、第一斥力盘（12）和第一前侧斥力线圈（14），第二电磁斥力单元（2）的传动杆、斥力盘和前侧斥力线圈为第二传动杆（21）、第二斥力盘（22）和第二前侧斥力线圈（24）；第一电磁斥力单元（1）位于第二斥力盘（22）的后方，第一传动杆（11）为空心杆，第二传动杆（21）的后端穿入第一传动杆（11）中，第一传动杆（11）和第二传动杆（21）的后端分别具有用于撞击开关设备的开关本体动端（3）以使开关本体动端（3）动作的撞击部。2.根据权利要求1所述的电磁斥力机构，其特征在于，第二传动杆（21）穿入第一传动杆（11）中并与第一传动杆（11）导向滑动配合。3.根据权利要求1或2所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述放电电路包括预充电电容和触发开关，第一电磁斥力单元（1）的预充电电容和第二电磁斥力单元（2）的预充电电容设定不同的充电电压。4.根据权利要求1或2所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述第二传动杆（21）包括前后依次设置的大径杆段（211）和小径杆段（212），大径杆段（211）与小径杆段（212）之间形成朝后的台阶面（213），第二斥力盘（22）固定安装在大径杆段（211）上，第二传动杆（21）的小径段穿入第一传动杆（11）中。5.根据权利要求1或2所述的电磁斥力机构，其特征在于，空心杆的内孔前端为喇叭口（111）。6.一种开关设备，包括开关本体动端（3），能够沿分合...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭盛武，熊萍萍，孙珂珂，张利欣，段晓辉，魏建巍，孙英杰，李久良，姚文彬，胡延涛，门博，侯聪，郭东方，耿晓璐，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：