CN105609364A - 一种高速分闸真空开关 - Google Patents

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潘峰
黎小林
陈名
李欣
颜莉萍
刘景博
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China XD Electric Co Ltd
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Abstract

本发明提供一种高速分闸真空开关。其主要由真空开关灭弧室、绝缘操作杆、斥力操动机构(斥力操动机构包括斥力线圈和斥力盘)、合闸保持触头弹簧、永磁机构及上、下驱动连杆构成。该高速分闸真空开关由斥力操动机构实现快速分闸，由永磁机构进行常规分、合闸。相较通常结构的真空开关而言，将斥力操动机构置于真空开关灭弧室与合闸保持触头弹簧之间，以达到缩短动作反应时间，提高初期触头加速度，快速提升分闸速度，进一步缩减本高速分闸真空开关分闸时间的目的。

Description

一种高速分闸真空开关
【技术领域】
本发明涉及高压开关领域，特别涉及一种高速分闸真空开关。
【背景技术】
随着电力系统的发展，电力系统对电力开关的要求越来越高。而目前真空断路器的操动机构主要有电磁操动机构、弹簧操动机构和永磁操动机构等。
电磁操动机构是真空断路器最常用的一类操动机构，它的优点是结构简单、零件数少、工作可靠、制造成本低。同时螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求。其缺点是合闸线圈消耗的功率太大，因而要求配用昂贵的蓄电池，加上电磁机构的结构笨重，动作时间较长。电磁操动机构出现最早，但目前用量趋于减少。
弹簧操动机构的出力特性与真空断路器的负载特性不相匹配，要在轮廓曲线和连杆结构上进行合理设计。弹簧操动机构由弹簧贮存分、合闸所需的所有能量，并通过凸轮机构和四连杆机构推动真空灭弧室触头动作。其分合闸速度不受电源电压波动的影响，相当稳定，通过调整弹簧的压力能够获得满足要求的分合闸速度。其缺点是机械零件多(达160多个)，零件的材质、加工精度和装配精度都直接影响机构的可靠性。弹簧机构的出力特性，基本上就是储能弹簧的释能下降特性，为改善匹配，设计中采用四连杆机构和凸轮机构来进行特性改变。目前弹簧操动机构技术已经成熟，因此用量较大。
永磁机构是一种全新的操动机构，它利用永磁保持、电子控制、电容器储能。其优势是结构简单、零件数目少，工作时的主要运动部件只有一个，无需机械脱扣、锁扣装置。永磁机构分为两种类型：单稳态永磁机构和双稳态永磁机构。永磁机构尚需经受考验，需解决好电容器的寿命问题、永久磁铁的保持力问题及电子器件的可靠性等问题。且在目前条件下，永磁操动机构也无法达到非常高的动作速度。目前其用量还不大。
相较电磁操动机构、弹簧操动机构和永磁操动机构等的操动机构而言，真空断路器中依靠涡流斥力原理的电磁斥力操动机构由于在快速性和可靠性方面有突出的优点而成为研究的热点。斥力操动机构具有结构简单、动作速度极快、可靠性高的优点，因此得到了国内外学者的重视与研究。
CN200810150067.8中提出了一种结合电磁斥力装置和永磁机构的快速分闸操动机构的结构。然而，CN200810150067.8中所涉及结构在进行分闸操作时，分闸初期的分闸力由于经过了触头弹簧的缓冲而使得在分闸时刻相对滞后。
【发明内容】
本发明提出一种高速分闸真空开关，缩短动作反应时间，提前分闸时刻并提高触头刚分加速度。
一种高速分闸真空开关，包括真空开关灭弧室、绝缘操作杆、斥力操动机构、合闸保持触头弹簧、永磁机构及上、下驱动连杆，其中，斥力操动机构位于真空开关灭弧室和合闸保持触头弹簧之间，上驱动杆穿过斥力操动机构与合闸保持触头弹簧的一端连接，下驱动杆穿过永磁机构与合闸保持触头弹簧的另一端连接。
所述斥力操动机构包括斥力线圈和斥力盘，所述斥力线圈安装在真空开关的框架上，斥力盘安装在上驱动连杆上。
所述绝缘操作杆与真空开关灭弧室连接，且绝缘操作杆与上驱动杆的顶部连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明高速分闸真空开关由斥力操动机构实现快速分闸，由永磁机构进行常规分、合闸。将斥力操动机构置于真空开关灭弧室与合闸保持触头弹簧之间。其目的在于：对于触头动作过程来说，去除了通常结构真空开关的触头弹簧的释放时间，提高初期触头加速度，从而进一步缩减本高速分闸真空开关的分闸时间、提前分闸时刻。将分闸时刻提前了1ms以上，在开断时间要求3～5ms的真空开关中，可起到显著效果。
【附图说明】
图1为本发明高速分闸真空开关的结构示意图。
图2(a)为快速分闸前状态示意图，图2(b)为快速分闸后的状态示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参照图1，本发明高速分闸真空开关主要由真空开关灭弧室1、绝缘操作杆2、斥力操动机构3(斥力操动机构3包括斥力线圈3.1和斥力盘3.2两部分)、合闸保持触头弹簧5、永磁机构6以及上驱动连杆7和下驱动连杆8组成。在短路电流的情况下通过外回路给斥力线圈3通电，从而使得斥力操动机构3动作达到快速闸目的(线圈充电使得在斥力盘中产生涡流从而在斥力盘与线圈之间在短时间内产生一个很大的斥力，该斥力使斥力盘带动驱动连杆快速运动)。利用永磁机构6进行常规分、合闸，即在非短路电流下进行的分闸以及合闸动作。
所述的真空开关灭弧室1与绝缘操作杆2相连，斥力操动机构3置于真空开关灭弧室1与合闸保持触头弹簧5之间，斥力线圈3.1单独固定在真空开关的框架上，斥力盘3.2固定在上驱动连杆7上，由上驱动连杆7依次穿过斥力线圈3.1、斥力盘3.2并与合闸保持触头弹簧5的一端连接，下驱动连杆8贯穿永磁机构6与合闸保持触头弹簧5的另一端相连。通过这样的方式，在进行快速分闸操作时，斥力操动机构3的分闸力直接作用于真空开关灭弧室1中的触头上，与通常结构相比，避免了分闸时由于触头弹簧的缓冲造成的分闸时刻相对滞后及分闸初期触头加速度的损失，从而更进一步地缩减本高速分闸真空开关的分闸时间，并将分闸时刻提前了1ms以上，在开断时间要求3～5ms的真空开关中，可起到显著效果。

Claims (3)

1.一种高速分闸真空开关，包括真空开关灭弧室(1)、绝缘操作杆(2)、斥力操动机构(3)、合闸保持触头弹簧(5)、永磁机构(6)及上、下驱动连杆(7、8)，其特征在于：斥力操动机构(3)位于真空开关灭弧室(1)和合闸保持触头弹簧(5)之间，上驱动杆(7)穿过斥力操动机构(3)与合闸保持触头弹簧(5)的一端连接，下驱动杆穿过永磁机构(6)与合闸保持触头弹簧(5)的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速分闸真空开关，其特征在于：所述斥力操动机构(3)包括斥力线圈(3.1)和斥力盘(3.2)，所述斥力线圈(3.1)安装在真空开关的框架上，斥力盘(3.2)安装在上驱动连杆上。
3.根据权利要求1所述的一种高速分闸真空开关，其特征在于：所述绝缘操作杆(2)与真空开关灭弧室(1)连接，且绝缘操作杆与上驱动杆(7)的顶部连接。
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