CN115910680A - 一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 - Google Patents
一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115910680A CN115910680A CN202211487262.6A CN202211487262A CN115910680A CN 115910680 A CN115910680 A CN 115910680A CN 202211487262 A CN202211487262 A CN 202211487262A CN 115910680 A CN115910680 A CN 115910680A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- repulsion
- electromagnetic
- coil
- circuit breaker
- bounce
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
本发明涉及电气工程技术领域，为一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，该装置包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。本发明可以控制电磁斥力出力效果，具有出力大的特点，解决了高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳的问题，可以有效抑制高压真空断路器的合闸弹跳。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法。
背景技术
高压真空断路器由于其特殊的动静触头平面对接方式，在合闸过程中动静触头会发生刚性接触碰撞，产生明显的触头弹开再闭合的现象，此现象称为断路器的合闸弹跳，合闸弹跳持续时间过长会严重影响断路器的性能。一方面，由于合闸弹跳过程中触头弹开产生电弧，导致触头电磨损量加重而大大降低灭弧室的使用寿命；另一方面，合闸弹跳产生的电弧会引起触头熔焊。真空断路器合闸过程中触头的多次弹开还会导致断口产生重燃、截流等现象，尤其在投入感性设备时回路会产生高频电磁振荡及过电压，造成断路器本体以及相连其他设备的损坏。
因此，如何有效降低甚至杜绝断路器合闸弹跳显得尤为重要，尤其是在真空断路器向着高电压等级发展的背景下，由于灭弧室散热等需要而加粗的动导杆等结构会显著增大合闸运动部件的质量，另外，为了减小合闸过程动静触头接触前预击穿引起的预击穿电弧时间，高电压等级真空断路器合闸速度更大，因此不能简单通过减小整体合闸速度来降低合闸弹跳，这都会严重加剧合闸弹跳现象的发生。
现有的缓冲方法多为触头弹簧、油缓冲及电磁斥力等缓冲方式，触头弹簧及油缓冲方式对于中低电压等级下小合闸运动质量的断路器尚具有不错的缓冲效果，但在高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳，而现有的电磁缓冲又不方便调节其电磁斥力的出力效果。
发明内容
为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供了一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，可以通过控制外电路的具体运行方式来控制电磁式缓冲机构的出力效果，可以有效抑制高压真空断路器的合闸弹跳，并、具有方便调节的优点。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；
所述外电路系统包括续流二极管、多个储能电容、多个限流电阻、多个晶闸管、一个可编程控制单元、放电电阻和多个放电开关，其中每个储能电容分别串联一个限流电阻及一个晶闸管，最后都并联在斥力线圈上，斥力线圈反并联一个续流二极管，续流二极管用于给斥力线圈续流，每个储能电容的电源正极分别与一个放电开关一端连接，放电电阻一端分别与各个储能电容的电源负极连接，放电电阻另一端分别与各个放电开关的另一端连接，多个晶闸管均与可编程控制单元电连接。
一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，基于上述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置实现，包括步骤：
将斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；
当斥力结构随操动杆向合闸运动方向运动至距离斥力线圈预定距离时，通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。
优选地，所述通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，包括：通过可编程控制单元根据预设延时分别对三个晶闸管发送触发信号，储能电容经过限流电阻与斥力线圈放电，控制斥力线圈流过预设的电流波形，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，阻碍操动杆向合闸方向的运动。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明提供一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，通过设置电磁斥力系统和外电路系统，通过可编程控制单元控制三个晶闸管以一定顺序及延时导通，从而控制储能电容通入斥力线圈的电流波形，达到控制电磁斥力出力效果，进一步提高电磁斥力系统的缓冲效果及可靠性，使其具有传统电磁斥力缓冲方法所不具备的斥力可控且调节方便的特点；同时还其具有出力大的特点，这解决了油缓冲及弹簧缓冲在高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例中的含斥力铝盘的电磁斥力系统示意图；
图2是本发明实施例中的含闭合式线圈结构的电磁斥力系统示意图；
图3是本发明实施例中的斥力线圈外电路系统原理图；
图4是本发明实施例中的晶闸管触发时序图；
图中标号为：1-斥力金属铝盘，2-结构底板，3-斥力线圈，4-操动杆，5-合闸限位块，6-橡胶垫，7-灭弧室，8-动触头，9-静触头，10-闭合式线圈结构，201-续流二极管，301～303-储能电容，401～403-限流电阻，501～503-晶闸管，601-可编程控制单元，701-放电电阻，801～803-放电开关。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明技术方案做进一步详细描述，显然所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本发明的实施方式并不限于此。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明是采用电磁斥力系统，在合闸过程中通过控制流过斥力线圈的电流波形与投入时间来控制电磁斥力的出力效果，从而有效降低高电压等级大合闸运动质量断路器的合闸弹跳。本发明能够有效降低合闸弹跳时间，缓冲特性调节方便灵活。
如图1-2所示，一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，所述装置包括：电磁斥力系统和外电路系统，电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板2和斥力线圈3，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆4上，斥力线圈3固定在结构底板2下方，斥力线圈3与外电路系统电连接，斥力线圈3的位置和斥力结构的位置相对应，用于承接产生的电磁斥力。在高压真空断路器合闸过程中通过外电路系统控制流过斥力线圈3的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构1上感应产生涡流。
所述斥力结构可以是斥力金属铝盘1铝盘或闭合式线圈结构10，闭合式线圈结构包括闭合式线圈和固定支架，闭合式线圈设置在固定支架上，固定支架固定在操动杆上，在斥力线圈3通电后，会产生时变磁场，这会使闭合式线圈中产生感应电流，感应电流在磁场中依然受到斥力，因此闭合式线圈结构10的功能与图1中的斥力金属铝盘的的功能是相同的，同样是采用电磁斥力进行缓冲。
电磁斥力系统还包括合闸限位块5、橡胶垫6，合闸限位块分别固定设置在结构底板1的下方和操动杆上，结构底板下方的合闸限位块的位置与操动杆上的合闸限位块的位置对应，操动杆合闸方向运动方上运动时，操动杆上的合闸限位块上部与结构底板下方的合闸限位块的底部抵接，用于限制斥力结构在合闸方向的运动位移而避免破坏斥力结构。橡胶垫6设置在斥力线圈3下方，用于防止斥力结构6对斥力线圈碰撞造成损坏。
所述外电路系统包括续流二极管、多个储能电容、多个限流电阻、多个晶闸管、一个可编程控制单元、放电电阻和多个放电开关，其中每个储能电容分别串联一个限流电阻及一个晶闸管，最后都并联在斥力线圈上，斥力线圈反并联一个续流二极管，续流二极管用于给斥力线圈续流，每个储能电容的电源正极分别与一个放电开关一端连接，放电电阻一端分别与各个储能电容的电源腹负极连接，放电电阻另一端分别与各个放电开关的另一端连接，多个晶闸管均与可编程控制单元电连接。
具体地，如图3所示，斥力线圈外电路系统原理图，外电路系统包括一个续流二极管201、三个储能电容301～303、三个限流电阻401～403、三个晶闸管501～503、一个可编程控制单元601、一个放电电阻701和三个放电开关801～803。其中每个储能电容分别串联一个限流电阻及晶闸管，最后都并联在斥力线圈上；此外斥力线圈3反并联一个续流二极管，用于给斥力线圈3续流；三个储能电容的电源正极分别引出三路放电开关并串连一只放电电阻，在完成缓冲后方便及时对三个储能电容进行放电；最后从可编程控制单元中引出三路触发信号分别给三个晶闸管，用来控制每个晶闸管在给定时间导通。
本发明的工作原理为：在操动杆4向合闸运动方向运动时，通过控制外电路系统中三个储能电容放电可以为斥力线圈注入电流，线圈中通过电流时会在斥力结构上感应出涡流从而产生电磁斥力。而通过控制一定的电容容值、限流电阻阻值及每个晶闸管的导通时刻这些参数可以控制通入斥力线圈的电流波形，从而控制电磁缓冲装置的出力效果，实现高效可靠的合闸缓冲，达到抑制合闸弹跳的目的。
高压真空断路器抑制合闸弹跳的电磁缓冲装置的工作原理为：当接到合闸运动时，操动机构驱动操动杆4向合闸方向运动，待斥力结构随操动杆运动至距离斥力线圈3一定距离后，开始投入电磁缓冲。首先可编程控制单元601收到缓冲操作信号，然后根据预设延时分别对三个晶闸管发送触发信号，三个晶闸管相应道通使与其对应串联的电容经过斥力线圈放电，控制斥力线圈流过特殊的电流波形。当斥力线圈流过一定电流后，会产生时变磁场，此时斥力金属铝盘1或闭合式线圈结构10会感应出涡流，涡流在斥力线圈产生的时变磁场中会产生电磁力，此电磁力的方向与合闸运动方向相反，表现为电磁斥力。因此斥力结构在电磁斥力的作用下阻碍操动杆向合闸方向的运动，直到合闸限位块即将碰撞时操动杆的运动速度已经大幅下降，从而有效降低合闸弹跳的可能，使得灭弧室7中的动触头8与静触头9有效连接闭合。
实施例2：
基于实施例1中的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，本实施例还提供了一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，包括步骤：
将斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；
当斥力结构随操动杆向合闸运动方向运动至距离斥力线圈预定距离时，通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。
具体地，所述通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，包括：可编程控制单元接到缓冲信号后，经过预设延时后分别向三个晶闸管发送触发信号，当晶闸管接收到触发信号后相应导通，因此对应的储能电容、限流电阻与斥力线圈串联构成放电回路，此时储能电容的电荷经过限流电阻与斥力线圈，因此在斥力线圈上产生电流。通过预先调节各组电容容值、限流电阻阻值及预设延时即可控制通入斥力线圈的电流波形，从而达到控制缓冲电磁力出力的效果。斥力线圈通入电流后会使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，阻碍操动杆向合闸方向的运动，当合闸限位块即将碰撞时操动杆的运动速度已经大幅下降，从而有效降低合闸弹跳的可能。晶闸管触发时序图，如图4所示。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；
所述外电路系统包括续流二极管、多个储能电容、多个限流电阻、多个晶闸管、一个可编程控制单元、放电电阻和多个放电开关，其中每个储能电容分别串联一个限流电阻及一个晶闸管，最后都并联在斥力线圈上，斥力线圈反并联一个续流二极管，续流二极管用于给斥力线圈续流，每个储能电容的电源正极分别与一个放电开关一端连接，放电电阻一端分别与各个储能电容的电源腹负极连接，放电电阻另一端分别与各个放电开关的另一端连接，多个晶闸管均与可编程控制单元电连接。
2.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述外电路系统包括一个续流二极管、3个储能电容、3个限流电阻、3个晶闸管、一个可编程控制单元、一个放电电阻和3个放电开关。
3.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述电磁斥力系统还包括橡胶垫，橡胶垫设置在斥力线圈下方。
4.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述所述电磁斥力系统还包括合闸限位块，用于限制斥力结构在合闸方向的运动位移。
5.根据权利要求4所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述合闸限位块分别设置在结构底板的下方和操动杆上，结构底板下方的合闸限位块的位置与操动杆上的合闸限位块的位置对应。
6.一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，基于权利要求1-5中任意一项所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置实现，其特征在于，包括：
将斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；
当斥力结构随操动杆向合闸运动方向运动至距离斥力线圈预定距离时，通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。
7.根据权利要求6所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，其特征在于，所述通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，包括：可编程控制单元接到缓冲信号后，经过预设延时分别向三个晶闸管发送触发信号，晶闸管接收到触发信号后导通，储能电容、限流电阻与斥力线圈串联构成放电回路，控制斥力线圈流过预设的电流波形，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，阻碍操动杆向合闸方向的运动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211487262.6A CN115910680A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211487262.6A CN115910680A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115910680A true CN115910680A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=85731704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211487262.6A Pending CN115910680A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115910680A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117438241A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-01-23 | 霍立克电气有限公司 | 一种真空断路器合闸控制方法 |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211487262.6A patent/CN115910680A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117438241A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-01-23 | 霍立克电气有限公司 | 一种真空断路器合闸控制方法 |
| CN117438241B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-15 | 霍立克电气有限公司 | 一种真空断路器合闸控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103021739B (zh) | 混合式直流断路器 | |
| CN103560023B (zh) | 一种三断口双动式高速永磁斥力开关及方法 | |
| CN100370565C (zh) | 真空环境下可控三电极高能脉冲放电开关 | |
| CN108933060B (zh) | 一种级联型长行程电磁斥力机构及分合闸锁扣系统 | |
| CN115910680A (zh) | 一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法 | |
| CN105977094A (zh) | 一种无弹跳插接式真空灭弧室 | |
| KR20110101076A (ko) | 릴레이, 아크 제어 장치 및 아크 제어 방법 | |
| KR20210102910A (ko) | 부하전류의 인도 및 스위칭을 위한 스위칭 장치 | |
| CN116798804A (zh) | 一种中压快速机械开关及分合闸方法 | |
| CN103441033A (zh) | 一种真空接触器 | |
| CN203690135U (zh) | 一种三断口双动式高速永磁斥力开关 | |
| CN116053094B (zh) | 一种分闸速度可调的快速机械开关操动机构及其控制方法 | |
| US4221942A (en) | Apparatus and method for quenching an arc in a gas flow circuit | |
| CN112951651A (zh) | 一种短路电流自驱动的快速开关 | |
| CN101980347B (zh) | 一种抑制电磁斥力快速真空断路器合闸与分闸弹跳电路 | |
| CN209056763U (zh) | 触发开关和小型电磁驱动的两级高功率重频同步触发开关 | |
| CN110112029B (zh) | 一种快速电磁斥力机构的陡脉冲电路 | |
| Yao et al. | Technology of AC short-circuit current controlled fast vacuum breaking in a short arcing time | |
| Shi et al. | Influence of opening velocity on arcing time windows of fast vacuum circuit breaker in duties of terminal fault test T100s | |
| CN108400073B (zh) | 一种基于窄缝拉弧的限流型空气式直流断路器 | |
| CN220731405U (zh) | 一种中压快速机械开关 | |
| CN109449761A (zh) | 触发开关和小型电磁驱动的两级高功率重频同步触发开关 | |
| CN219159670U (zh) | 一种快速涡流驱动换向阀 | |
| CN214505376U (zh) | 一种断路器分合闸防反弹电路 | |
| CN112038163B (zh) | 一种高速同歩断路器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |