一种直流高速机械开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流高速机械开关，包括沿设定方向依次布置的电永磁装置、绝缘拉杆和真空灭弧室，电永磁装置包括电磁组件和永磁组件，永磁组件包括可沿设定方向相对移动的动铁芯和定铁芯以及顶撑连接在定铁芯和动铁芯之间的分闸簧，真空灭弧室内设有可沿设定方向相对移动的动触头和静触头，绝缘拉杆连接在动铁芯和动触头之间；电磁组件通正向电流产生与定铁芯同向磁场，吸引动铁芯移动与定铁芯接触，带动绝缘拉杆移动使动触头和静触头分闸；或电磁组件通反向电流与定铁芯磁场抵消，分闸簧推动动铁芯，带动绝缘拉杆移动使动触头和静触头合闸。本实用新型专利技术的直流高速机械开关具有结构简单、传动灵敏、有效提高分闸速度和分闸时间可调节等优点。时间可调节等优点。时间可调节等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种直流高速机械开关


[0001]本技术涉及开关设备
，尤其涉及一种直流高速机械开关。

技术介绍

[0002]当前国内城际机车、地铁等直流驱动轨道交通领域使用的直流快速断路器大多选用的都是国外品牌，为推进关键元器件国产化进程，振兴民族工业，需要设计一种不同于国外直流快速断路器的断路器结构。可选的新型断路器结构设计方案中，该结构可以由电力电子回路和直流高速机械开关组成，直流高速机械开关作为导通直流主回路稳态电流的通流支路，而电力电子回路作为短时承受直流系统短路电流和建立瞬态开断电压的转移支路。
[0003]但是在该结构中，直流快速断路器的工作过程是：需要合闸时，先导通电力电子回路，在系统正常时让直流高速机械开关导通，随后关断电力电子回路，此时直流高速机械开关承载主回路的常态直流电流，直流快速断路器正常导通。需要分闸时，先导通电力电子回路，并驱动直流高速机械开关进行分闸动作，待直流高速机械开关中的真空灭弧室触头开距达到一定距离时，产生的弧压使电流从直流高速机械开关回路转移到电力电子回路，之后流经直流高速机械开关的电流值降为零时，触头间燃弧熄灭，此时触头间电压仅为电力电子回路的导通电压，其值只有几伏，远远小于工作电压1800V，因此触头间不会复燃，随后直流高速机械开关继续完成分闸动作直到走完开距，当开距达到能够承受系统瞬态恢复电压(即电力电子回路关断电流产生的瞬态恢复电压)后，便可以断开电力电子回路。
[0004]因此在分闸的过程中，电力电子回路需要承受一段时间的大电流负载，但因为电力电子回路可承受大电流负载的时间很短，只有7～10毫秒，这就要求直流高速机械开关的分闸时间越短越好。现有的直流高速机械开关由于结构复杂，因此灵敏度降低，导致部件之间的传动过程延长，很难在有限时间内完成分闸，并且现有的直流高速机械开关通过电磁设备等上一级结构的分断带动真空灭弧室触头分闸，设备生产安装完成后，分断的时间就是固定的，无法进行进一步的提升。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、传动灵敏、有效提高分闸速度和分闸时间可调节的直流高速机械开关。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0007]一种直流高速机械开关，包括沿设定方向依次布置的电永磁装置、绝缘拉杆和真空灭弧室，所述电永磁装置包括电磁组件和永磁组件，永磁组件包括可沿设定方向相对移动的动铁芯和定铁芯以及沿设定方向顶撑连接在定铁芯和动铁芯之间的分闸簧，所述真空灭弧室内设有可沿设定方向相对移动的动触头和静触头，所述绝缘拉杆连接在动铁芯和动触头之间；所述电磁组件通正向电流产生与定铁芯同向磁场，吸引所述动铁芯移动与定铁芯接触，带动绝缘拉杆移动使动触头和静触头分闸；或所述电磁组件通反向电流与定铁芯
磁场抵消，分闸簧推动所述动铁芯，带动绝缘拉杆移动使动触头和静触头合闸。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述定铁芯或动铁芯的表面上设有用于容置分闸簧的内凹区。
[0010]所述电磁组件于动铁芯与定铁芯接触后断电，所述定铁芯在接触位置对动铁芯的吸附力大于分闸簧压缩至该位置的顶撑力。
[0011]所述电磁组件于动铁芯移动至真空灭弧室合闸的释放位置后断电，所述定铁芯在释放位置对动铁芯的吸附力小于分闸簧顶撑至该位置的顶撑力。
[0012]直流高速机械开关还包括用于接收合闸信号或分闸信号的控制装置和储能电容，所述控制装置依据合闸信号或分闸信号触发储能电容向电磁组件供反向电流或正向电流。
[0013]直流高速机械开关还包括用于检测动铁芯与定铁芯相对位置并发送反馈信号至控制装置的反馈开关，所述控制装置依据反馈信号驱使储能电容停止供电。
[0014]直流高速机械开关还包括壳体，所述电永磁装置、绝缘拉杆和真空灭弧室沿设定方向依次安装连接在壳体内。
[0015]所述真空灭弧室还包括输出线和输入线，所述输出线一端连接静触头，另一端伸出壳体外，输入线一端连接动触头，另一端伸出壳体外。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0017]本技术的直流高速机械开关，包括沿设定方向依次布置的电永磁装置、绝缘拉杆和真空灭弧室，其中永磁组件的动铁芯沿该设定方向相对定铁芯移动，带动绝缘拉杆沿该设定方向移动从而使真空灭弧室内的动静触头也沿着该设定方向进行合闸或分闸。因此本技术的直流高速机械开关中，不论是驱动力还是传动力都是沿着一致的设定方向的，所以中途不需要额外的其他转向传动机构进行转向传力，大大简化了其内部结构，减少了传力次数，有效提高了传力的灵敏程度。同时还节省了占用空间，降低了制造成本和安装难度。
[0018]更重要的是，本技术的直流高速机械开关利用电磁组件通电方向的变化，使定铁芯吸附动铁芯或释放动铁芯。其中释放动铁芯时对应的是真空灭弧室的合闸，该合闸的时间在开关生产完成之后便是固定的，因此重复性好。而吸附动铁芯时对应的是真空灭弧室的分闸，分闸的速度取决于动铁芯受定铁芯以及电磁组件的吸附速度，因此分闸的速度完全可以依据电磁组件的通电情况进行调节，且减小分闸时间的可选用方案很多，包括但不限于提高供电电容电压、增大供电电容容量、增大驱动电流、减小动铁芯以及绝缘拉杆等运动件质量、延长加电时间、减小摩擦、防止电磁涡流、优化电磁组件的线圈匝数与线径等。相比于现有的开关采用上级分断带动真空灭弧室分闸来说，本技术的分闸不仅速度可以调节，还可通过多种手段进行不同程度的提高。因此采用本直流高速机械开关的直流快速断路器，能够在尽可能短的时间内完成分闸，避免电力电子回路长时间承受大电流负载，延长了断路器的使用寿命。
附图说明
[0019]图1和图2是本技术的直流高速机械开关的结构示意图；
[0020]图3是本技术的直流高速机械开关中永磁组件的示意图。
[0021]图例说明：1、电永磁装置；11、动铁芯；12、定铁芯；13、分闸簧；2、绝缘拉杆；3、真空
灭弧室；31、输出线；32、输入线；4、控制装置；5、储能电容；6、反馈开关；7、壳体。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本技术做更全面、细致地描述，但本技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0023]实施例：
[0024]如图1和图2所示，本实施例的直流高速机械开关，包括沿设定方向依次布置的电永磁装置1、绝缘拉杆2和真空灭弧室3，电永磁装置1包括电磁组件和永磁组件，永磁组件包括可沿设定方向相对移动的动铁芯11和定铁芯12以及沿设定方向顶撑连接在定铁芯12和动铁芯11之间的分闸簧13，真空灭弧室3内设有可沿设定方向相对移动的动触头和静触头，绝缘拉杆2连接在动铁芯11和动触头之间；电磁组件通正向电流产生与定铁芯12同向磁场，吸引动铁芯11移动与定铁芯12接触，带动绝缘拉杆2移动使动触头和静触头分闸；或电磁组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流高速机械开关，其特征在于：包括沿设定方向依次布置的电永磁装置(1)、绝缘拉杆(2)和真空灭弧室(3)，所述电永磁装置(1)包括电磁组件和永磁组件，永磁组件包括可沿设定方向相对移动的动铁芯(11)和定铁芯(12)以及沿设定方向顶撑连接在定铁芯(12)和动铁芯(11)之间的分闸簧(13)，所述真空灭弧室(3)内设有可沿设定方向相对移动的动触头和静触头，所述绝缘拉杆(2)连接在动铁芯(11)和动触头之间；所述电磁组件通正向电流产生与定铁芯(12)同向磁场，吸引所述动铁芯(11)移动与定铁芯(12)接触，带动绝缘拉杆(2)移动使动触头和静触头分闸；或所述电磁组件通反向电流与定铁芯(12)磁场抵消，分闸簧(13)推动所述动铁芯(11)，带动绝缘拉杆(2)移动使动触头和静触头合闸。2.根据权利要求1所述的直流高速机械开关，其特征在于：所述定铁芯(12)或动铁芯(11)的表面上设有用于容置分闸簧(13)的内凹区。3.根据权利要求1所述的直流高速机械开关，其特征在于：所述电磁组件于动铁芯(11)与定铁芯(12)接触后断电，所述定铁芯(12)在接触位置对动铁芯(11)的吸附力大于分闸簧(13)压缩至该位置的顶撑力。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭武军，同建文，张苏，
申请(专利权)人：株洲庆云电力机车配件工厂有限公司，
类型：新型
国别省市：