本发明专利技术涉及一种电容储能的稀土永磁同步开关，包括安装在抑弧室内部的主接点亦称主触头、辅助接点亦称辅助触头，安装在静触头上的合闸线圈与分闸线圈统称为动作线圈，导体两端带永磁体的动触头总成，测量控制电路等部分。主接点用于接通/分断工作电流并承受短时燃弧、辅助接点提供开关状态输出，带永磁体的动触头用于接通/分断工作电流，测量、控制电路向安装在静触头上的动作线圈脉冲放电，通过磁场驱动永磁体带动动触头及导体瞬间改变位置，从而切换开关状态，在普通较低动作频率或较小电流场合，能显著降低开关设备故障率、大大延长其使用寿命。其使用寿命。其使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种电容储能的稀土永磁同步开关
[0001]本专利技术涉及电气开关
，尤其涉及一种电容储能的稀土永磁同步开关。
技术介绍
[0002]开关作为一种切断电路的设备，广泛应用于电力系统。
[0003]开关与继电器(接触器)都是通过低电压、小电流来控制高电压、大电流，一般来说，开关比继电器控制的电压更高、电流更大，还有一个约定俗成的区别，即开关的控制线圈只在合闸/分闸动作发生的同时短时间通电，而继电器(接触器)控制线圈工作中存在长时间通电的情况。
[0004]应用于高电压、大电流场合的开关设备，不适应频繁动作。因为高电压、大电流被分断时，必然在断口发生电弧燃烧，一般情况下，电弧燃烧的时间越短越好，这要求动、静触头之间分闸、合闸动作都必须以极快的速度在极短的时间(一般在60～110ms)以内完成。而为了保证开关的这个分闸、合闸速度，传统开关设备上设计了储能电机、储能弹簧、及复杂的传动机构。其工作方式一般分位三个阶段：第一阶段，储能电机转动，通过减速机构将储能弹簧拉伸，储存足够的弹性势能；第二阶段，利用合闸线圈推动铁芯，将上述弹性势能的一部分向动触头及其相连接机构释放，使动触头快速运动到合闸位置，并保持于合闸位置；第三阶段，利用分闸线圈推动铁芯，将剩余的弹性势能向动触头及其相连接机构释放，使动触头快速运动到分闸位置。分闸结束后，进入下一个储能循环。
[0005]因为合闸过程中，合闸弹簧除向动触头(及其相连接机构)做功之外，还需要同时拉伸分闸弹簧做功，而分闸过程中，分闸弹簧只对动触头及其相连接机构做功。故合闸时间与分闸时间不相等，一般合闸时间(60～110ms)明显大于分闸时间(30～50ms)。
[0006]分闸时间更短，说明分闸速度比合闸速度更快。由此带来一个后果是，分闸过程结束后，运动部件所携带的机械惯性很大，需要设计专门的缓冲机构来吸收这部分动能。检修实践中，进口开关的缓冲机构需要定期维护，更换备件，增加了成本；国产开关的缓冲机构则损坏的频率很高。
[0007]这些储能电机、储能弹簧、及比较复杂的传动机构的存在，其质量惯性、机械磨损决定了应用于高电压、大电流场合的开关，不可能连续工作在高频次地分闸、合闸动作状态，其电气寿命号称数万次，但实际机械寿命一般仅几千次，因为故障点很多，维修寿命更短。
[0008]在需要对高电压、或大电流进行频繁切换操作的场合，需要一种结构简单可靠、适应较频繁地持续执行分闸、合闸动作的开关设备。
[0009]电力
，将一种能够在交流电过零时刻进行合闸和分闸的开关称为同步开关。同步开关的突出优点是，由于选择在电路电流接近于零的时刻执行分闸和合闸操作，所以电弧最小，触头烧蚀可能性最小，可以大大延长开关设备的使用寿命。
[0010]因此，如何设计一种同步开关，保证在普通较低动作频率或较小电流场合，能显著降低开关设备故障率、大大延长其使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0011]本专利技术提供一种电容储能的稀土永磁同步开关，用以解决现有技术中在普通较低动作频率或较小电流场合时，开关设备故障率较高、使用寿命低的技术问题。
[0012]所述同步开关包括：
[0013]测量控制电路，用于向抑弧室提供脉冲电流；
[0014]抑弧室，包括动触头组件、静触头组件、抑弧室外壳，用于通过所述测量控制电路的脉冲电流调节所述动触头组件及静触头组件的连接关系，并调节所述同步开关的开启状态；
[0015]其中，所述动触头组件包括第一动触头、第二动触头及动触头总成；
[0016]所述静触头组件包括第一静触头、第二静触头、第三静触头及第四静触头；
[0017]所述开启状态包括合闸状态或分闸状态。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述第一动触头及所述第二动触头上带有永磁体。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述第一静触头、第二静触头、第三静触头及第四静触头上安装有电磁铁，所述电磁铁包括电磁铁线圈及铁芯。
[0020]在本申请的一些实施例中，所述测量控制电路包括直流恒流电源、储能电容及单刀双掷开关。
[0021]在本申请的一些实施例中，所述直流恒流电源的阳极与所述储能电容的第一端的共接点与所述单刀双掷开关的第一端相连，所述直流恒流电源的阴极与所述储能电容的第二端的共接点与所述单刀双掷开关的第二端相连，所述单刀双掷开关的第三端及第四端均分别与所述第一静触头的电磁铁线圈、第二静触头的电磁铁线圈、第三静触头的电磁铁线圈、第四静触头的电磁铁线圈相连。
[0022]在本申请的一些实施例中，
[0023]当所述单刀双掷开关的闸刀处于中间时，所述直流恒流电源与所述第一静触头的电磁铁线圈、第二静触头的电磁铁线圈、第三静触头的电磁铁线圈、第四静触头的电磁铁线圈的电器连接关系为断开的，所述直流恒流电源向所述储能电容充能；
[0024]当所述单刀双掷开关向左合闸时，所述储能电容向所述第一静触头的电磁铁线圈、第二静触头的电磁铁线圈、第三静触头的电磁铁线圈、第四静触头的电磁铁线圈提供脉冲电流，通过所述电磁铁与所述永磁体之间的电磁力作用控制所述第一静触头、第一动触头、动触头总成、第二动触头、第二静触头连通，并控制所述同步开关的开启状态为合闸状态；
[0025]当所述单刀双掷开关向右合闸时，所述储能电容向所述第一静触头的电磁铁线圈、第二静触头的电磁铁线圈、第三静触头的电磁铁线圈、第四静触头的电磁铁线圈提供脉冲电流，通过所述电磁铁与所述永磁体之间的电磁力作用控制所述第三静触头、第一动触头、动触头总成、第二动触头、第四静触头连通，并控制所述同步开关的开启状态为分闸状态。
[0026]在本申请的一些实施例中，所述第一静触头、第二静触头、第三静触头、第四静触头的底部均设置有缓冲垫。
[0027]在本申请的一些实施例中，所述动触头组件、所述静触头组件及所述电磁铁通过绝缘材料密封于所述抑弧室中。
[0028]通过应用以上技术方案，所述同步开关包括：测量控制电路，用于向抑弧室提供脉冲电流；抑弧室，包括动触头组件、静触头组件、抑弧室外壳，用于通过所述测量控制电路的脉冲电流调节所述动触头组件及静触头组件的连接关系，并调节所述同步开关的开启状态。与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0029]1、大大简化了开关机械结构，提高了可靠性，同时可减小开关整体外形尺寸，节省安装空间。
[0030]2、分闸、合闸过程完全相同，使用的线圈结构型号尺寸等亦完全相同，简化了备件。
[0031]3、合闸分闸时间完全相等，大大降低了同步开关的控制难度。
[0032]4、由于采用电容储能方式，与电机+弹簧机构的储能方式相比，所需储能时间大大缩短，生产、维护更形方便。
[0033]5、开关做分闸、合闸动作过程中，需要驱动的移动部件体积大大减小、惯性质量大大减轻，故而开关分闸、合闸操作耗能很少，磨损很小，使用寿命更长。
[0034]6、开本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电容储能的稀土永磁同步开关，其特征在于，所述同步开关包括：测量控制电路，用于向抑弧室提供脉冲电流；抑弧室，包括动触头组件、静触头组件、抑弧室外壳，用于通过所述测量控制电路的脉冲电流调节所述动触头组件及静触头组件的连接关系，并调节所述同步开关的开启状态；其中，所述动触头组件包括第一动触头、第二动触头及动触头总成；所述静触头组件包括第一静触头、第二静触头、第三静触头及第四静触头；所述开启状态包括合闸状态或分闸状态。2.如权利要求1所述的一种电容储能的稀土永磁同步开关，其特征在于，所述第一动触头及所述第二动触头上带有永磁体。3.如权利要求1所述的一种电容储能的稀土永磁同步开关，其特征在于，所述第一静触头、第二静触头、第三静触头及第四静触头上安装有电磁铁，所述电磁铁包括电磁铁线圈及铁芯。4.如权利要求1所述的一种电容储能的稀土永磁同步开关，其特征在于，所述测量控制电路包括直流恒流电源、储能电容及单刀双掷开关。5.如权利要求4所述的一种电容储能的稀土永磁同步开关，其特征在于，所述直流恒流电源的阳极与所述储能电容的第一端的共接点与所述单刀双掷开关的第一端相连，所述直流恒流电源的阴极与所述储能电容的第二端的共接点与所述单刀双掷开关的第二端相连，所述单刀双掷开关的第三端及第四端均分别与所述第一静触头的电磁铁线圈、第二静触头的电磁铁线圈、第三静触头的电磁铁线圈、第四静触头的电磁铁线圈相...
【专利技术属性】
技术研发人员：程少敏，
申请(专利权)人：华能武汉发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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