一种新型的铁道相控永磁机构真空断路器制造技术

本实用新型专利技术提供一种新型的铁道相控永磁机构真空断路器，用于工矿企业、发电厂及变电所控制和保护三相交流电容负载和电感负载之用；尤其适用于电气化铁道牵引变电所、开闭所高压牵引线路的关合、分断及保护的铁道相控永磁真空断路器。它利用永磁机构作为操动机构，实现了机械开关的高精度合闸。本实用新型专利技术包含有优异的绝缘性能和灭弧性能的真空灭弧室，寿命长、可靠性高的永磁操动机构，高性能的控制器和Ｌ型支撑架等。本铁道相控永磁机构真空断路器将断路器技术、电力电子技术、传感器技术、电子测控及软件工程技术融合运用，采用先进的永磁操动机构，实现了断路器分合闸可靠性和稳定性，并保证了选相合闸的准确性，大大提高了试验的精度和工作效率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术的铁道相控永磁机构真空断路器涉及高压电器设备 领域， 一种适用于工矿企业、发电厂及变电所控制和保护三相交流电容负载和电感负载之用；尤其适用于电气化铁道牵引变电所、开闭所 高压牵引线路的关合、分断及保护的铁道相控永磁真空断路器。
技术介绍
目前，国内12KV及以上电压等级的铁道高压断路器， 一个重要 的问题就是在切合电感性或电容性负载时，会出现瞬时电压和较大涌 流，这不仅对电力设备的绝缘系统不利，还会引起保护装置产生误动 作，影响电力系统的稳定性。再者在电气化铁道运行网中，铁道高压 断路器多采用弹簧储能操作机构，且附于铁道幵关本体之外；由于其机械结构复杂、零部件多、中间环节多，加之不能整体密封，使附着 污垢或锈蚀严重的操作机构易产生误动作或卡壳失灵现象，影响正常供电；而且弹簧的抗疲劳性能差、寿命短UOOOQ次左右)，操 作时间分散性大、可控性差、故障率高，使得供电质量在安全性和可 靠性受到很大的影响，加之弹簧机构的断路器体积大，已经远远不能 满足大容量、智能化、小型化发展的新型断路器要求。近年来国内市 场推出的永磁机构断路器虽然代替弹簧机构寿命增加至100， 000次， 但其控制柜底部活动底盘上的活动轮子是在地面行走，动静触头装置闭合有时不易对准，容易发生误动作，而且手推控制柜进行闭合全靠 感觉，操作的可靠性难以保证。
技术实现思路
本技术目的是提供一种新型的铁道相控永磁机构真空断路 器，以克服以往铁道断路器切合不稳定、精度低、分散性大、可控性 差、故障率高等问题，其控制器(智能控制模块)可以使断路器在系 统电压波形的指定相位处关合，实施同步通断，避免产生操作时的涌 流和过电压，缩短了电力系统的瞬态过程，提高电能质量和电力系统的稳定性，而且保证了合闸的精度；真空灭弧室和永磁操纵机构使断 路器的寿命达到ioo， ooo次以上，保证了断路器合分闸的安全性和 可靠性，大大提高了的铁道断路器工作效率。为达到上述目的，本技术相控永磁机构真空断路器通过以下技术方案予以实现一种新型的铁道相控永磁机构真空断路器，其特包含有高性能长寿命真空灭弧室，永磁操动机构，控制器，L型支撑架；绝缘真空 灭弧室、永磁操纵机构和控制器固连在断路器固定框架上，绝缘灭弧 室中的绝缘拉杆通过超程筒间接与永磁操纵机构输出轴直线接连， 控制器(3)通过接口由引线与永磁操动机构中的电磁线圈的引线连接 通过控制器对相控永磁机构真空断路器实施监测，发出分合指令，控 制永磁操动机构带动真空灭弧室进行铁道相控永磁机构真空断路器 的分合闸；固定框架下方有活动底盘，底盘上安装有滚轮；整个断路 器通过底盘车推到L型支撑架上通过安装在触臂上的梅花触头进行合分闸。所述永磁操动机构一个能提供分合闸动作的单稳态永磁机构； 永磁操动机构采用电子逻辑模块控制，且通过电力电子元件实时操 纵线圈的励磁电流而影响动作特性。所述控制器包含交直流220V士20。/。输人工作电源，交流]00~ 220V电源的电压同步相位信号，合分闸控制回路，操作线圈和储能 电容。所述L型支撑架，在支撑架的水平面上有角钢制作的滑轨,，断 路器固定框架底部的底盘上装有钢制的滚轮，滚轮在滑轨槽上滚动； 断路器固定框架底部的底盘上有推进导向槽和互锁机构，与L型支 撑架水平面上相关导向、互锁的零件配用。本技术结构特点主要体现在1、采用高性能长寿命真空灭弧室。该真空灭弧室使相控永磁机 构真空断路器具有优异的绝缘性能和灭弧性能。灭弧室安装在环氧树 脂绝缘筒内，不仅可以防止真空灭弧室受到外部因素的破坏，而且可 以提高灭弧室的外绝缘水平；灭弧室采用铜铬合金触头材料，杯状纵 磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平 高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。采用高真空度的真空灭弧室来熄弧和绝缘，与其它介质相比具有 绝缘强度高，介质恢复速度快的特点，加之真空灭弧室的波纹管经过 特殊处理，同时采用同步关合技术大大提高了机械和电气寿命。2、采用永磁操动机构。永磁操动机构在合闸状态靠永磁体吸力保持，在合分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流；能耗低，结构 合理，传动简单，运动平稳。永磁操动机构控制部分为全电子控制， 可实现对运动部分的精确控制，联接线路简单，体积小，成本低。3、 控制器(智能选相控制模块)。高性能的控制模块可以根据外 部输入的电压信号作为基准信号，控制相控永磁机构真空断路器在预 先设定电压相位(电角度)及时精确地完成断路器的分合闸。4、 L型支撑架。支撑架做成L型，在支撑架的水平面上有角钢 制作的滑轨，断路器固定框架底部的底盘上装有钢制的滚轮，滚轮在 滑轨槽上滚动，灵活自如；框架底部的底盘上有导向槽和互锁机构， 与L型水平面上相关零件配用，以便断路器准确定位和安全合分闸。采用上述结构的有益效果本铁道相控永磁机构真空断路器能实 现合闸在用户要求的任意电角度，可对合闹的相位角进行精确控制。 合闸稳定性达到士0.2ms，解决了以往铁道断路器合闸不稳定、精度低、分散性大、可控性差、故障率高等问题，大大提高了铁道断路器 的工作效率，有利于提高我国高压电器制造的整体水平。断路器总体i殳计为手车式,真空灭弧室在绝缘套筒内并固定在断 路器固定框架上，其余零部件(控制器、操纵机构、超程筒、油杯等) 也固定在断路器固定框架上，固定框架座在底盘小车上，如此结构稳 固紧凑，便于装入手车式开关柜。操动机构为永磁机构，其操作电流 小，性能稳定。断路器采用相控合闸技术、微电子技术和永磁机构技术，并将这 些技术结合起来应用，同时采用真空度极高的(《1 x 10-3Pa )真空灭弧室，具有以下优点a) 断路器配用中间封接式陶瓷或玻璃真空灭弧室，采用铜铬合金 触头材料，杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长， 触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低， 开断能力强；b) 采用永磁操动机构，在合闸状态靠永磁体吸力保持，在合分闸 操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流；能耗低，结构合理，传动简单， 运动平稳；c) 永磁操动机构控制部分为全电子控制，可实现对运动部分的精 确控制，联接线路简单，体积小，成本低；d) 机械寿命高，可靠性高，少维护；e) 采用高性能长寿命真空灭弧室，使断路器具有优异的绝缘性能 和灭弧性能；灭弧室安装在环氧树脂绝缘筒内，不仅可以防止灭弧室 受到外部因素的破坏，而且可以提高灭弧室的外绝缘水平。附图说明图1为本技术立体结构示意图。图2为本技术剖视结构图。图3为本技术控制原理示意图。图4为本技术中永磁机构结构示意图。具体实施方式为能进一步了解本技术铁道相控永磁机构真空断路器的特 征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，以下结合附图与具体实施方式进一步详细描述。为方便叙述，图1、图2中附图标记说明如下1-真空灭弧室、2-永磁操纵机构、3-控制器、4-L型支撑架、5-绝缘筒装配、6-面板、7-支架、8-弯板焊接、9-把手、10-支架、11-导向框、12-帽盖与弹簧、13-辅助开关、14-导向杆、15-回转板、16-脚踏板、17-底盘、18-开口销、19-滚轮、20-油缓冲器、21-弹簧、 22-弹簧组件、23-杆与齿轮、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的铁道相控永磁机构真空断路器，其特征在于包含有：高性能长寿命真空灭弧室（１），永磁操动机构（２），控制器（３），Ｌ型支撑架（４）；绝缘真空灭弧室（１）、永磁操纵机构（２）和控制器（３）固连在断路器固定框架上，绝缘灭弧室（１）中的绝缘拉杆通过超程筒间接与永磁操纵机构（２）输出轴直线接连，控制器（３）通过接口由引线与永磁操动机构（２）中的电磁线圈的引线连接通过控制器（３）对相控永磁机构真空断路器实施监测，发出分合指令，控制永磁操动机构（２）带动真空灭弧室（１）进行铁道相控永磁机构真空断路器的分合闸；固定框架下方有活动底盘（１７），底盘上安装有滚轮（１９）；整个断路器通过底盘车推到Ｌ型支撑架（４）上通过安装在触臂（２５）上的梅花触头（２４）进行合分闸。

【技术特征摘要】
1、一种新型的铁道相控永磁机构真空断路器，其特征在于包含有高性能长寿命真空灭弧室(1)，永磁操动机构(2)，控制器(3)，L型支撑架(4)；绝缘真空灭弧室(1)、永磁操纵机构(2)和控制器(3)固连在断路器固定框架上，绝缘灭弧室(1)中的绝缘拉杆通过超程筒间接与永磁操纵机构(2)输出轴直线接连，控制器(3)通过接口由引线与永磁操动机构(2)中的电磁线圈的引线连接通过控制器(3)对相控永磁机构真空断路器实施监测，发出分合指令，控制永磁操动机构(2)带动真空灭弧室(1)进行铁道相控永磁机构真空断路器的分合闸；固定框架下方有活动底盘(17)，底盘上安装有滚轮(19)；整个断路器通过底盘车推到L...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟海啸，颜睿，
申请(专利权)人：宝鸡同步电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]