CN108807045A - 一种电磁斥力开关的触头磁吹方法及开关系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种电磁斥力开关的触头磁吹方法及开关系统,触头磁吹方法包括如下步骤:固定安装静触头(1)和分闸线圈(3),分闸线圈(4)靠近动触头(2)布置,动触头(2)和斥力盘(4)通过触头拉杆(5)连接在一起且共同在触头拉杆(5)轴向方向运动,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈(3)通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈(3)相邻的斥力盘(4)感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈(3)磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘(4),并通过触头拉杆(5)带动动触头(2)向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈(3)中的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过动触头(2)形成吹弧磁场以调控电弧运动。
Description
技术领域
本发明涉及开关领域,特别涉及一种电磁斥力开关的触头磁吹方法及开关系统。
背景技术
电磁斥力开关是一种利用感应涡流原理制作的快速操动开关,其结构简单、分合闸速度快、响应时间短,在交流快速断路器和各类直流断路器中已有广泛的应用,在电力系统故障限流、电能质量控制和系统保护等领域也具有广阔的应用前景。
按照不同的结构,电磁斥力开关的触头系统可以分为平板触头和磁吹式触头两种。其中平板触头结构简单、造价低、质量轻,利于操动机构的快速运动,但由于其不产生吹弧磁场,熄弧能力弱。磁吹式触头利用自身结构产生吹弧磁场,影响电弧运动,从而能实现对电弧特性的调控,但是由于其结构复杂,生产成本较高,而且触头质量的增加限制了分合闸速度,大大提高了机械冲击水平,不利于其工程应用。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种电磁斥力开关的触头磁吹方法及开关系统,一方面通过降低触头质量增加分合闸速度,提高机械部件寿命,另一方面利用了驱动磁场影响电弧的燃弧形态,从而实现对电弧特性的调控。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
一种电磁斥力开关的触头磁吹方法,其包括如下步骤:
第一步骤:固定安装静触头和分闸线圈,分闸线圈靠近动触头布置,动触头和斥力盘通过触头拉杆连接在一起且共同在触头拉杆轴向方向运动,
第二步骤:电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈相邻的斥力盘感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘,并通过触头拉杆带动动触头向下运动,实现动、静触头分离,
第三步骤:在动、静触头分离后,断口燃弧,分闸线圈中的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过动触头形成吹弧磁场以调控电弧运动。
在所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法中,所述静触头和/或动触头为平板触头。
在所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法中,所述静触头和/或动触头为产生磁场的磁吹式触头。
在所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法中,所述触头拉杆为绝缘拉杆或金属拉杆。
在所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法中,触头拉杆与动触头一体成型。
根据本发明的另一方面,一种实施所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的斥力开关,斥力开关包括触头系统和操动系统,触头系统包括静触头和动触头;操动系统包括分闸线圈、斥力盘和触头拉杆,分闸线圈靠近触头系统布置以便分闸线圈磁场吹弧,静触头和分闸线圈分别固定连接,动触头和斥力盘通过触头拉杆连接在一起且共同在触头拉杆轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈相邻的斥力盘感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘,并通过触头拉杆带动动触头向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
在所述的斥力开关中,静触头和动触头为平板触头。
根据本发明的另一方面,一种实施所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的真空灭弧系统,真空灭弧系统包括触头系统和操动系统,触头系统包括容纳在真空灭弧室的静触头和动触头;操动系统包括分闸线圈、斥力盘和触头拉杆,分闸线圈靠近触头系统布置以便分闸线圈磁场吹弧,静触头和分闸线圈分别固定连接,动触头和斥力盘通过触头拉杆连接在一起且共同在触头拉杆轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈通入脉冲电流,分闸线圈建立脉冲磁场,与分闸线圈相邻的斥力盘感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘,并通过触头拉杆带动动触头向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
在所述的真空灭弧系统中,触头系统与操动系统纵向排列或横向排列。
根据本发明的另一方面,一种实施所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的空气栅片灭弧系统,空气栅片灭弧系统包括触头系统和操动系统,触头系统包括的静触头和动触头,操动系统包括分闸线圈、斥力盘和触头拉杆,操动系统经由连杆机构驱动触头系统,分闸线圈靠近触头系统以便分闸线圈磁场吹弧,静触头和分闸线圈分别固定连接,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈相邻的斥力盘感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘,并通过触头拉杆带动连杆机构传动动触头向下运动,实现动、静触头分离,断燃弧,分闸线圈的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
本发明利用斥力开关的驱动磁场实现吹弧,因而触头系统可以采用质量更轻的平板触头,解决了电磁斥力开关中触头运动质量和电弧调控的矛盾。本发明结构简单,易于工程实现,具有很大的应用潜力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白,达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度,并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述,本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中:
图1是根据本发明一个实施例的电磁斥力开关的触头磁吹方法的步骤示意图;
图2是根据本发明一个实施例的电磁斥力开关的触头磁吹方法的结构示意图;
图3是根据本发明一个实施例的电磁斥力开关的触头磁吹方法在分闸过程中的吹弧磁场示意图;
图4是根据本发明一个实施例的真空灭弧系统的结构示意图;
图5是根据本发明一个实施例的空气栅片灭弧系统的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1至附图5更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
图1是根据本发明一个实施例的电磁斥力开关的触头磁吹方法的步骤示意图,本发明实施例将结合图1进行具体说明。
如图1所示,一种电磁斥力开关的触头磁吹方法包括如下步骤:
第一步骤S1:固定安装静触头1和分闸线圈3,分闸线圈4靠近动触头2布置,动触头2和斥力盘4通过触头拉杆5连接在一起且共同在触头拉杆5轴向方向运动,
第二步骤S2:电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈3通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈3相邻的斥力盘4感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈3磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘4,并通过触头拉杆5带动动触头2向下运动,实现动、静触头分离,
第三步骤S3:在动、静触头分离后,断口燃弧,分闸线圈3中的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过动触头2形成吹弧磁场以调控电弧运动。
本发明所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的优选实施方式中,所述静触头1和/或动触头2为平板触头。
本发明所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的优选实施方式中,所述静触头1和/或动触头2为产生磁场的磁吹式触头。
本发明所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的优选实施方式中,所述触头拉杆5为绝缘拉杆或金属拉杆。
本发明所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的优选实施方式中,触头拉杆5与动触头2一体成型。
为了重点说明本发明的工作过程,实施例图2只示出了电磁斥力开关中涉及分闸操作的部件,主要包含触头系统和操动系统。触头系统包含静触头1和动触头2;操动系统由分闸线圈3、斥力盘4和触头拉杆5构成。在本实施例中,分闸线圈3靠近触头系统,以便分闸线圈磁场吹弧。各部件中,静触头1和分闸线圈3固定安装,动触头2和斥力盘4通过触头拉杆5连接在一起,并可共同在触头拉杆5轴向方向运动。
正常通流时,动、静触头闭合,形成导电通路。当斥力开关需要进行分闸操作时,首先由外部电路向分闸线圈3通入脉冲电流,分闸线圈迅速建立脉冲磁场。在脉冲磁场的作用下,与分闸线圈3相邻的斥力盘4中感应出涡流。由于涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘4,并通过触头拉杆5带动动触头2向下运动,实现动、静触头分离。在动、静触头分离后,断口开始燃弧。此时各部件的位置关系和分闸线圈磁力线示意图如图3所示。由于分闸线圈的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头,成为吹弧磁场,实现电弧运动的调控。相对于常规的触头磁吹方法,本发明利用分闸线圈产生吹弧磁场,提高了磁场利用率;同时,在不影响触头设计的前提下,通过调节分闸线圈和分闸脉冲电流即可完成吹弧磁场的调节,磁场调控方便;此外,触头可以采用普通的平板结构,降低了触头工艺难度,减小了运动部件质量,有利于电磁斥力开关的低成本化和快速化,具有很高的工程应用价值。本发明所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法,可以应用于交、直流断路器,交、直流限流器等领域,具有结构简单,磁场利用率高,可靠性好,成本低廉等优点。
实施所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的斥力开关包括触头系统和操动系统,触头系统包括静触头1和动触头2;操动系统包括分闸线圈3、斥力盘4和触头拉杆5,分闸线圈3靠近触头系统布置以便分闸线圈3磁场吹弧,静触头1和分闸线圈3分别固定连接,动触头2和斥力盘4通过触头拉杆5连接在一起且共同在触头拉杆5轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈3通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈3相邻的斥力盘4感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈3磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘4,并通过触头拉杆5带动动触头2向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈3的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
本发明所述的斥力开关的优选实施例中,静触头1和动触头2为平板触头。
图4是根据本发明一个实施例的真空灭弧系统的结构示意图,一种实施权所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的真空灭弧系统包括触头系统和操动系统,触头系统包括容纳在真空灭弧室6的静触头1和动触头2;操动系统包括分闸线圈3、斥力盘4和触头拉杆5,分闸线圈3靠近触头系统布置以便分闸线圈磁场吹弧,静触头1和分闸线圈3分别固定连接,动触头2和斥力盘4通过触头拉杆5连接在一起且共同在触头拉杆5轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈3通入脉冲电流,分闸线圈建立脉冲磁场,与分闸线圈3相邻的斥力盘4感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘4,并通过触头拉杆5带动动触头2向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈3的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
所述的真空灭弧系统的优选实施例中,触头系统与操动系统纵向排列或横向排列。
根据本发明的电磁斥力开关触头磁吹方法,本发明可以应用于各种灭弧系统,以提高电流分断能力。所述的灭弧系统包含但不限于图4所示出的灭弧系统,本发明还可以应用于空气灭弧系统和高压气体灭弧系统中。
图5是根据本发明一个实施例的空气栅片灭弧系统的结构示意图,实施所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的空气栅片灭弧系统包括触头系统和操动系统,触头系统包括的静触头1和动触头2,操动系统包括分闸线圈3、斥力盘4和触头拉杆5,操动系统经由连杆机构8驱动触头系统,分闸线圈3靠近触头系统以便分闸线圈磁场吹弧,静触头1和分闸线圈3分别固定连接,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈3通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈3相邻的斥力盘4感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘4,并通过触头拉杆5带动连杆机构8传动动触头2向下运动,实现动、静触头分离,断燃弧,分闸线圈3的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
所述触头系统与操动系统不仅可以如图2-5纵向排列,也可以横向排列。如图5所示,示出了一种横向排列的可能实施例,操动系统与触头系统通过连杆机构8实现传动。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述,但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种电磁斥力开关的触头磁吹方法,其包括如下步骤:
第一步骤(S1):固定安装静触头(1)和分闸线圈(3),分闸线圈(4)靠近动触头(2)布置,动触头(2)和斥力盘(4)通过触头拉杆(5)连接在一起且共同在触头拉杆(5)轴向方向运动,
第二步骤(S2):电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈(3)通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈(3)相邻的斥力盘(4)感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈(3)磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘(4),并通过触头拉杆(5)带动动触头(2)向下运动,实现动、静触头分离,
第三步骤(S3):在动、静触头分离后,断口燃弧,分闸线圈(3)中的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过动触头(2)形成吹弧磁场以调控电弧运动。
2.根据权利要求1所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法,其特征在于:优选的,所述静触头(1)和/或动触头(2)为平板触头。
3.根据权利要求1所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法,其特征在于:所述静触头(1)和/或动触头(2)为产生磁场的磁吹式触头。
4.根据权利要求1所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法,其特征在于:所述触头拉杆(5)为绝缘拉杆或金属拉杆。
5.根据权利要求1所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法,其特征在于:触头拉杆(5)与动触头(2)一体成型。
6.一种实施权利要求1-5中任一项所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的斥力开关,斥力开关包括触头系统和操动系统,其特征在于,触头系统包括静触头(1)和动触头(2);操动系统包括分闸线圈(3)、斥力盘(4)和触头拉杆(5),分闸线圈(3)靠近触头系统布置以便分闸线圈(3)磁场吹弧,静触头(1)和分闸线圈(3)分别固定连接,动触头(2)和斥力盘(4)通过触头拉杆(5)连接在一起且共同在触头拉杆(5)轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,分闸线圈(3)通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈(3)相邻的斥力盘(4)感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈(3)磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘(4),并通过触头拉杆(5)带动动触头(2)向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈(3)的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
7.根据权利要求6所述的斥力开关,其特征在于:静触头(1)和动触头(2)为平板触头。
8.一种实施权利要求1-5中任一项所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的真空灭弧系统,真空灭弧系统包括触头系统和操动系统,其特征在于,触头系统包括容纳在真空灭弧室(6)的静触头(1)和动触头(2);操动系统包括分闸线圈(3)、斥力盘(4)和触头拉杆(5),分闸线圈(3)靠近触头系统布置以便分闸线圈磁场吹弧,静触头(1)和分闸线圈(3)分别固定连接,动触头(2)和斥力盘(4)通过触头拉杆(5)连接在一起且共同在触头拉杆(5)轴向方向运动,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈(3)通入脉冲电流,分闸线圈建立脉冲磁场,与分闸线圈(3)相邻的斥力盘(4)感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘(4),并通过触头拉杆(5)带动动触头(2)向下运动,实现动、静触头分离,断口燃弧,分闸线圈(3)的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
9.根据权利要求8所述的真空灭弧系统,其特征在于:触头系统与操动系统纵向排列或横向排列。
10.一种实施权利要求1-5中任一项所述的电磁斥力开关的触头磁吹方法的空气栅片灭弧系统,空气栅片灭弧系统包括触头系统和操动系统,其特征在于,触头系统包括的静触头(1)和动触头(2),操动系统包括分闸线圈(3)、斥力盘(4)和触头拉杆(5),操动系统经由连杆机构(8)驱动触头系统,分闸线圈(3)靠近触头系统以便分闸线圈磁场吹弧,静触头(1)和分闸线圈(3)分别固定连接,电磁斥力开关通流时,动、静触头闭合形成导电通路,当电磁斥力开关分闸操作时,向分闸线圈(3)通入脉冲电流以建立脉冲磁场,与分闸线圈(3)相邻的斥力盘(4)感应出涡流,所述涡流的磁场与分闸线圈磁场相互排斥,电磁力推动斥力盘(4),并通过触头拉杆(5)带动连杆机构(8)传动动触头(2)向下运动,实现动、静触头分离,断燃弧,分闸线圈(3)的电流此时还未消失,部分脉冲磁场穿过触头系统形成吹弧磁场。
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