CN118197830A - 一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，具体涉及断路器技术领域，包括固定箱，固定箱顶部固定连接有防护壳，固定箱与防护壳之间设置有双向电磁斥力组件；双向电磁斥力组件包括第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈，第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈均安装在固定箱顶部，第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈一侧均安装有接线端子插头。本发明通过设置双向电磁斥力组件和移动组件，采用电磁力驱动，响应速度非常快，可以在毫秒级别内完成断路操作，它无需依赖机械部件的移动，因此动作速度更快，有效确保系统在故障时能够迅速切断电路，该机构结构简单，没有机械接触部件，减少了故障发生的可能性。

Description

一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构。

背景技术

高压直流断路器是电力系统中的重要组成部分，它可以在发生故障时迅速切断电路，保护电网运行安全，高压直流断路器专门用于中高压直流系统，而普通断路器主要用于交流系统，高压直流断路器使用特殊的设计和技术，可以在直流电路中实现可靠的断开和闭合操作，高压直流断路器的控制系统通常比普通断路器更为复杂，由于直流电路的特殊性，对断路器的控制和保护要求更高，因此需要更先进的控制系统来确保其正常运行。

传统的高压直流断路器采用机械式断路器，在切断电路时需要依靠机械部件的移动，因此存在动作速度慢、寿命短、易发生故障等问题，高压直流系统中的故障电流可达到数千安培甚至更高，同时传统的机械式断路器往往无法满足快速断开这样高电流的需求，通常通过机械移动实现断开能力，但是高压直流断路器需要具备更高的断开能力，以应对高压直流系统中的大电流和高电压，系统在故障时切断电路的速度还是较慢，导致其在故障时安全性也较低。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，包括固定箱，所述固定箱顶部固定连接有防护壳，所述固定箱与防护壳之间设置有双向电磁斥力组件；

所述双向电磁斥力组件包括第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈，所述第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈均安装在固定箱顶部，所述第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈一侧均安装有接线端子插头，所述接线端子插头一侧安装有变压器，所述固定箱内壁底部安装有电源，所述防护壳一侧安装有单片机和数字模拟转换器，所述第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈之间设置有移动组件。

优选地，所述接线端子插头与变压器之间通过第一连接电线连接，所述变压器与电源之间通过第二连接电线连接，所述第二连接电线底部贯穿固定箱并延伸至固定箱内部。

优选地，所述移动组件包括移动板，所述移动板设置在第一盘式电磁线圈与第二盘式电磁线圈之间，所述移动板顶部固定连接有连接板，所述连接板一侧表面开设有固定滑孔。

优选地，所述固定滑孔内部滑动连接有限位滑杆，所述限位滑杆两端均固定连接有固定立板，所述固定立板安装在固定箱顶部。

优选地，所述防护壳内壁顶部固定连接有断路器连接线，所述断路器连接线底部电连接有断路器导电板，所述断路器连接线顶部贯穿防护壳并延伸至防护壳顶部。

优选地，所述连接板顶部固定连接有移动导电块，所述移动导电块一侧电连接有连接线。

优选地，所述防护壳内壁顶部表面开设有限位滑槽，所述限位滑槽内部滑动连接有移动滑块，所述移动滑块底部与移动导电块顶部之间固定连接。

优选地，所述数字模拟转换器安装在防护壳一侧靠近单片机底部，所述单片机与数字模拟转换器之间电性连接，所述数字模拟转换器与变压器之间电性连接。

优选地，所述防护壳前侧铰接有转动门，所述转动门内部安装有透明观察窗，所述透明观察窗为透明塑料材质，所述固定箱前侧铰接有转动柜门。

优选地，所述接线端子插头、变压器和电源的数量均设置为两个。

本发明的技术效果和优点：

1、通过设置双向电磁斥力组件和移动组件，通过由第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈中电流通过时，会产生一定的磁场，第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈之间的电磁力会相互作用，产生推力或拉力，从而控制移动板的运动，从而可以控制移动导电块与断路器导电板之间连接或者断开，同时通过数字模拟转换器将单片机的数字信号转换为模拟电压信号，从而控制第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈的电流大小，达到控制第一盘式电磁线圈和第二盘式电磁线圈的磁力的效果，与传统的机械式断路器相比，双向线盘式电磁斥力机构采用电磁力驱动，响应速度非常快，可以在毫秒级别内完成断路操作，它无需依赖机械部件的移动，因此动作速度更快，有效确保系统在故障时能够迅速切断电路，该机构结构简单，没有机械接触部件，减少了故障发生的可能性；

2、通过控制电流的大小和方向，可以实现对机构运动的精确控制。这使得该机构能够在不同的操作情况下，如正常工作、故障保护等，灵活地应对各种工作要求，双向线盘式电磁斥力机构在工作时只需要消耗较小的电流来产生足够的电磁力，相较于传统的机械式断路器，具有较低的能耗，同时，由于电磁力的斥力或吸力作用，机构的运动是基于电磁原理而非机械装置，因此寿命长，不易受到磨损和疲劳的影响；

综上，通过上述多个作用的相互影响，双向线盘式电磁斥力机构在应用于高压直流断路器时具有快速响应、高可靠性、较低能耗和精确控制等优点，确保系统在故障时能够迅速切断电路，采用电磁力驱动，响应速度非常快，可以在毫秒级别内完成断路操作，可有效提升电力系统的安全性和稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的双向电磁斥力组件立体结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的图2的正面剖视结构示意图。

图5为本发明的防护壳内部结构示意图。

图6为本发明的横面剖视结构示意图。

附图标记为：1、固定箱；2、防护壳；3、第一盘式电磁线圈；4、第二盘式电磁线圈；5、接线端子插头；6、变压器；7、第一连接电线；8、电源；9、第二连接电线；10、移动板；11、连接板；12、固定滑孔；13、限位滑杆；14、固定立板；15、移动导电块；16、断路器导电板；17、断路器连接线；18、连接线；19、限位滑槽；20、移动滑块；21、单片机；22、数字模拟转换器；23、转动门；24、透明观察窗；25、转动柜门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如附图1-6所示的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，包括固定箱1，固定箱1顶部固定连接有防护壳2，固定箱1与防护壳2之间设置有双向电磁斥力组件；

双向电磁斥力组件包括第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4，第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4均安装在固定箱1顶部，第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4一侧均安装有接线端子插头5，接线端子插头5一侧安装有变压器6，固定箱1内壁底部安装有电源8，防护壳2一侧安装有单片机21和数字模拟转换器22，第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4之间设置有移动组件。

如附图3、4所示，接线端子插头5与变压器6之间通过第一连接电线7连接，变压器6与电源8之间通过第二连接电线9连接，第二连接电线9底部贯穿固定箱1并延伸至固定箱1内部，便于电源8为第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4进行供电。

如附图1-6所示，移动组件包括移动板10，移动板10设置在第一盘式电磁线圈3与第二盘式电磁线圈4之间，移动板10顶部固定连接有连接板11，连接板11一侧表面开设有固定滑孔12，固定滑孔12内部滑动连接有限位滑杆13，限位滑杆13两端均固定连接有固定立板14，固定立板14安装在固定箱1顶部，防护壳2内壁顶部固定连接有断路器连接线17，断路器连接线17底部电连接有断路器导电板16，断路器连接线17顶部贯穿防护壳2并延伸至防护壳2顶部，连接板11顶部固定连接有移动导电块15，移动导电块15一侧电连接有连接线18，方便通过第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4的电磁力驱动移动板10移动，从而便于移动导电块15与断路器导电板16的连接或者断开。

如附图5所示，防护壳2内壁顶部表面开设有限位滑槽19，限位滑槽19内部滑动连接有移动滑块20，移动滑块20底部与移动导电块15顶部之间固定连接，起到限位作用，防止电磁力不均匀导致移动板10和连接板11转动。

如附图1所示，数字模拟转换器22安装在防护壳2一侧靠近单片机21底部，单片机21与数字模拟转换器22之间电性连接，数字模拟转换器22与变压器6之间电性连接，方便通过单片机21和数字模拟转换器22控制第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4电路中的电压，从而控制其电磁大小。

数字模拟转换器22可以通过控制变压器6的驱动电路来间接地控制变压器的输出电压或电流，数字模拟转换器22可以将单片机21的数字信号转换为模拟电压信号

如附图1-6所示，防护壳2前侧铰接有转动门23，转动门23内部安装有透明观察窗24，透明观察窗24为透明塑料材质，便于起到防护作用，同时可以观察内部移动导电块15是否断开成功，固定箱1前侧铰接有转动柜门25，接线端子插头5、变压器6和电源8的数量均设置为两个，便于通过两个变压器6分别控制第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4的电流，从而控制第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4的电磁力。

本发明工作原理：本发明提供的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构在使用过程中，在需要快速切断电路时，通过单片机21控制数字模拟转换器22，将单片机21的数字输出信号通过数字模拟转换器22转换为模拟电压信号，随后通过这个模拟电压信号通过控制变压器6的驱动电路来间接地控制变压器的输出电压或电流，从而对第二盘式电磁线圈4和第一盘式电磁线圈3的电压进行调节，从而通过两个变压器6分别控制第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4电流大小，由于第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4流入的电流大小不同，从而使第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4产生的电磁力大小产生差异，使第二盘式电磁线圈4的电磁斥力大于第一盘式电磁线圈3的电磁斥力，从而使第一盘式电磁线圈3和第二盘式电磁线圈4之间的移动板10向第一盘式电磁线圈3一侧移动，同时限位滑杆13与固定滑孔12之间滑动连接，使连接板11移动，从而带动移动导电块15移动，进而使移动导电块15与断路器导电板16之间断开连接，从而使整体电路切断，起到快速切断电路的效果。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，包括固定箱(1)，其特征在于：所述固定箱(1)顶部固定连接有防护壳(2)，所述固定箱(1)与防护壳(2)之间设置有双向电磁斥力组件；

所述双向电磁斥力组件包括第一盘式电磁线圈(3)和第二盘式电磁线圈(4)，所述第一盘式电磁线圈(3)和第二盘式电磁线圈(4)均安装在固定箱(1)顶部，所述第一盘式电磁线圈(3)和第二盘式电磁线圈(4)一侧均安装有接线端子插头(5)，所述接线端子插头(5)一侧安装有变压器(6)，所述固定箱(1)内壁底部安装有电源(8)，所述防护壳(2)一侧安装有单片机(21)和数字模拟转换器(22)，所述第一盘式电磁线圈(3)和第二盘式电磁线圈(4)之间设置有移动组件。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述接线端子插头(5)与变压器(6)之间通过第一连接电线(7)连接，所述变压器(6)与电源(8)之间通过第二连接电线(9)连接，所述第二连接电线(9)底部贯穿固定箱(1)并延伸至固定箱(1)内部。

3.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述移动组件包括移动板(10)，所述移动板(10)设置在第一盘式电磁线圈(3)与第二盘式电磁线圈(4)之间，所述移动板(10)顶部固定连接有连接板(11)，所述连接板(11)一侧表面开设有固定滑孔(12)。

4.根据权利要求3所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述固定滑孔(12)内部滑动连接有限位滑杆(13)，所述限位滑杆(13)两端均固定连接有固定立板(14)，所述固定立板(14)安装在固定箱(1)顶部。

5.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述防护壳(2)内壁顶部固定连接有断路器连接线(17)，所述断路器连接线(17)底部电连接有断路器导电板(16)，所述断路器连接线(17)顶部贯穿防护壳(2)并延伸至防护壳(2)顶部。

6.根据权利要求3所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述连接板(11)顶部固定连接有移动导电块(15)，所述移动导电块(15)一侧电连接有连接线(18)。

7.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述防护壳(2)内壁顶部表面开设有限位滑槽(19)，所述限位滑槽(19)内部滑动连接有移动滑块(20)，所述移动滑块(20)底部与移动导电块(15)顶部之间固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述数字模拟转换器(22)安装在防护壳(2)一侧靠近单片机(21)底部，所述单片机(21)与数字模拟转换器(22)之间电性连接，所述数字模拟转换器(22)与变压器(6)之间电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述防护壳(2)前侧铰接有转动门(23)，所述转动门(23)内部安装有透明观察窗(24)，所述透明观察窗(24)为透明塑料材质，所述固定箱(1)前侧铰接有转动柜门(25)。

10.根据权利要求1所述的一种应用于高压直流断路器的双向线盘式电磁斥力机构，其特征在于：所述接线端子插头(5)、变压器(6)和电源(8)的数量均设置为两个。