本发明专利技术涉及一种带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点集成电器，它包括三台独立的单相双断点触头交流接触器，快速电磁斥力机构，智能控制与保护系统，能实现短路故障早期检测判断，在快速电磁斥力机构作用下动作机构快速释放，在短路预期电流峰值到来前开断电路，具有很强的限流作用、极高的短路分断能力与工作可靠稳定等特点，它能实现正常负载时频繁操作，在正常通断电路时具有零电压接通、零电流分断的特点，在发生过载，断相，堵转，过电压，欠电压、相序反等故障时，能分断电路实现保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点集成电器，属于智 能电器领域。
技术介绍
短路保护是电力系统与自动控制系统正常可靠运行的最重要保证，强的限流作用 与高分断能力是断路器的关键技术，对于低压控制与保护集成电器实现强的限流作用与高 分断能力是很困难的，陈德桂发表在《低压电器》2008年第9期的“控制与保护开关电器的 进展”一文介绍了智能CPS (控制与保护开关电器)的最新进展，在上世纪90年代，法国施 耐德公司推出htegral系列CPS，国内也开发了 KBO系列，主触头采用桥式结构，依靠冲击 电磁铁获得强烈的限流作用。进入新世纪，施耐德公司推出TeSys U系列CPS，它具有断路 器、接触器和电动机保护功能，断路器和接触器共用一个触头系统，断路器的操作机构和接 触器的电磁铁可通过挡板操作动触头的开闭，断路器依靠触头电动斥力进行限流，无论是 采用冲击电磁铁或触头电动斥力都已经比传统断路器的分断速度提高了，但是采用冲击电 磁铁或触头电动斥力仍然存在动作机构分断速度不够快的问题，无法满足坚强智能电网的 要求，张培铭等所获专利技术专利“组合式智能交流控制与保护器”(专利号200510125294. 1)采 用三台独立的交流控制与保护器电磁机构、三台独立的交流控制与保护器触头灭弧装置， 实现三相电压零点附近接通；在要求正常分断或发生过载，断相，堵转，过电压，欠电压、相 序反等故障时，能准确地在三相电流接近过零时打开，使分断电弧能量更少，能实现少弧或 无弧分断；在短路故障发生时，触头能快速打开，切断短路电流，但是这种结构由于电磁机 构释放时磁通缓慢衰减造成动作机构分断速度很慢，触头很迟打开，分断能力很弱，对于断 路器而言，短路故障发生后，触头打开后立即产生电弧，电弧的形成对短路故障电路起限流 作用，因此，触头打开的时刻对于提高分断能力是至关重要的，触头打开越早，其分断能力 越大，对于具有接触器、电动机保护器与断路器功能的低压控制与保护集成电器，必须保证 短路故障发生后触头打开时刻大幅提前，并且以极快速度增大触头间隙。
技术实现思路
本专利技术专利的目的就是提供一种带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点 集成电器，本电器在短路故障发生时，触头在快速电磁斥力机构打击下快速打开，双断点触 头结构增加了触头开距，拉长的电弧更有利于限制短路电流，U型静触桥增加了触头系统回 路电动力，使电弧迅速进入灭弧系统，实现在短路预期电流峰值到来前开断电路，通过快速 电磁斥力机构与接触器本体电磁机构、触头系统双断点、U型静触桥电动力的共同配合，实 现触头在智能控制与保护系统的控制下快速打开触头，产生强烈的限流作用，具有很强的 限流作用、极高分断能力与工作可靠稳定等特点，它能实现正常负载时频繁操作，在正常通 断电路时具有零电压接通、零电流分断的特点，在发生过载，断相，堵转，过电压，欠电压、相 序反等故障时，能分断电路实现保护。本专利技术专利的目的是这样实现的，它包括三台独立的单相双断点触头交流接触 器，快速电磁斥力机构，智能控制与保护系统，其特征在于，所述的带快速电磁斥力机构的 分相式智能低压双断点集成电器每台单相双断点触头交流接触器电磁机构对应一相双断 点触头灭弧装置，三个电流传感器分别套在三台单相双断点触头交流接触器双断点触头灭 弧装置的U型静触桥上，快速电磁斥力机构的电容经第一电子开关接到电源，电容的一端 经第二电子开关接快速电磁斥力机构平板线圈的一端，电容的另一端与快速电磁斥力机构 平板线圈另一端相接，平板线圈的上方平行放置一金属盘，金属盘通过一打击杆同时分别 顶住三台单相双断点触头交流接触器处于闭合状态下的动触桥，智能控制与保护系统的输 出端分别接三台独立的单相双断点触头交流接触器的电磁机构线圈与快速电磁斥力机构 的第一电子开关、第二电子开关的控制端，三个电流互感器的输出端分别接到智能控制与 保护系统的三个电流信号输入端。正常运行通断电路时快速电磁机构不工作，只依靠智能控制与保护系统接通或断 开三台独立的单相双断点触头交流接触器电磁机构，此时本带快速电磁斥力机构的分相式 智能低压双断点集成电器的智能控制与保护系统在适当时刻接通三台独立的单相双断点 触头交流接触器电磁机构线圈电流，能保证三台独立的单相双断点触头交流接触器触头灭 弧装置的触头分别准确地在三相电压零点附近接通，在要求正常分断或发生过载，断相，堵 转，过电压，欠电压、相序反等故障时，智能控制与保护系统在适当时刻切断三台独立的单 相双断点触头交流接触器电磁机构线圈电流，能保证三台交流控制与保护器触头灭弧装置 的触头分别准确地在三相电流接近过零时打开，本电器在开始运行后，智能控制与保护系 统立即触发快速电磁斥力机构的第一电子开关使快速电磁斥力机构的电容在经整流后的 电源作用下迅速充电，电容充满电荷后自行停止充电，如果发生短路故障，智能控制与保护 系统判断短路故障发生后立即触发快速电磁斥力机构的第二电子开关，同时关断三台独立 的单相双断点触头交流接触器电磁机构线圈电流，快速电磁斥力机构的电容快速向匝数少 线径粗电感很小的平板线圈放电，极大上升率且巨大的放电电流在平板线圈的上方平行放 置的金属盘里产生涡流，平板线圈的放电电流与铜盘里产生的涡流方向相反，使铜盘在强 大的电动斥力作用下快速运动，并通过打击杆快速打击三台单相双断点触头交流接触器处 于闭合状态下的动触桥，在释放的三台独立的单相双断点触头交流接触器电磁机构与触头 系统回路电动力及触头电动斥力合理配合下，将触头以极高的速度打开并快速加大触头间 隙，实现强烈的短路故障限流作用，快速切断电路，双断点触头结构增加了触头开距，拉长 的电弧更有利于限制短路电流，U型静触桥增加了触头系统回路电动力，使电弧迅速进入灭 弧系统，增加了限流作用，提高了分断能力。附图说明图1为本专利技术专利的结构示意图。图2为本专利技术专利的智能控制与保护系统电路部分连接示意框图。图3为本专利技术专利的每相一套快速电磁斥力机构的结构示意图。图4为铜盘涡流斥力随时间变化关系曲线图。图5为平板线圈电流随时间变化关系曲线图。图6为6kA短路电流下触头运动规律图。具体实施例方式图 1 中标号说明A为三台独立的单相双断点触头交流接触器，B为快速电磁斥力机构，C为智 能控制与保护系统，E为三台独立的单相交流接触器电磁机构，D为双断点触头灭弧装置，F 为三个电流传感器，Dl为动触桥，D2为动触头，D3为静触头，D4为U型静触桥，Bl为打击 杆，B2为铜盘，B3为快速电磁斥力机构平板线圈，B4为第二电子开关，B5为第一电子开关， B6为电源，B7为快速电磁斥力机构的电容，El为三台独立的单相双断点触头交流接触器的 电磁机构动铁心，E2为三台独立的单相双断点触头交流接触器的电磁机构线圈，E3为三台 独立的单相双断点触头交流接触器的电磁机构静铁心。从图1可知，所述的带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点集成电器每台 单相双断点触头交流接触器电磁机构对应一相双断点触头灭弧装置，三个电流传感器分别 套在三台单相双断点触头交流接触器双断点触头灭弧装置的U型静触桥上，快速电磁斥力 机构的电容经第一电子开关接到电源，电容的一端经第二电子开关接快速电磁斥力机构平 板线圈的一端，电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点集成电器，其包括三台独立的单相双断点触头交流接触器（Ａ），快速电磁斥力机构（Ｂ），智能控制与保护系统（Ｃ），其特征在于：所述的带快速电磁斥力机构的分相式智能低压双断点集成电器每台单相双断点触头交流接触器电磁机构（Ｅ）对应一相双断点触头灭弧装置（Ｄ）；三个电流传感器（Ｆ）分别套在三台单相双断点触头交流接触器双断点触头灭弧装置（Ｄ）的Ｕ型静触桥（Ｄ４）上，快速电磁斥力机构（Ｂ）的电容（Ｂ７）经第一电子开关（Ｂ５）接到电源（Ｂ６），电容（Ｂ７）的一端经第二电子开关（Ｂ４）接快速电磁斥力机构平板线圈（Ｂ３）的一端，电容（Ｂ７）的另一端与快速电磁斥力机构平板线圈（Ｂ３）另一端相接，平板线圈的上方平行放置一金属盘（Ｂ２），金属盘通过一打击杆（Ｂ１）同时分别顶住三台单相双断点触头交流接触器处于闭合状态下的动触桥（Ｄ１），智能控制与保护系统（Ｃ）的输出端分别接三台独立的单相双断点触头交流接触器的电磁机构线圈（Ｅ２）与快速电磁斥力机构的第一电子开关（Ｂ５）、第二电子开关（Ｂ４）的控制端，三个电流互感器（Ｆ）的输出端分别接到智能控制与保护系统（Ｃ）的三个电流信号输入端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：缪希仁，鲍光海，刘向军，杨明发，江和，张培铭，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35
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