CN201638743U - 一种永磁真空断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种永磁真空断路器，包括真空泡1、连接杆4、基座5、永磁操动机构6和控制器7；相应的真空泡1内设有静触头及动触头，静触头及动触头分别与所述高压线路的输入端与输出端连接；连接杆4的一端与相应真空泡1的动触头连接，另一端与永磁操动机构6连接，永磁操动机构6与控制器7固定于基座5上；相应的控制器7通过导线与永磁操动机构6相接并通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动。本实用新型实施例的实现使真空泡内的动触头与永磁操动机构的电磁铁构成直动式结构，不仅结构简单、零部件少，而且可靠性强、易于安装、使用方便。

Description

一种永磁真空断路器

技术领域

本实用新型涉及开关设备领域，尤其涉及一种永磁真空断路器。

背景技术

随着电气化铁路的发展，对断路器性能的要求也越来越高。目前，机车所使用的真空断路器一般采用气动机构或电磁机构来控制断路器合闸与分闸。气动机构断路器的结构复杂、零部件多、不易安装使用；电磁机构断路器在断路器合闸时始终有电流流过线圈，使得可靠性很差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、零部件少、可靠性强、易于安装，并且使用方便的永磁真空断路器.

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种永磁真空断路器，串联于高压线路中，用于对高压线路进行控制和保护，包括真空泡1、连接杆4、基座5、永磁操动机构6和控制器7；所述真空泡1内设有静触头及动触头，静触头及动触头分别与所述高压线路的输入端与输出端连接；连接杆4的一端与所述真空泡1的动触头连接，另一端与永磁操动机构6连接，永磁操动机构6与控制器7固定于基座5上；所述控制器7与永磁操动机构6相接并通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动。

该装置还包括：储能电容8；所述的储能电容8与永磁操动机构6的线圈绕组相并联，并为永磁操动机构6的线圈绕组提供励磁电流。

该装置还包括：缓冲器9；所述的缓冲器9设于永磁操动机构6的端部，用于限定永磁操动机构6的运动位置，且所述的缓冲器9固定于基座5上。

该装置还包括：上绝缘子2和下绝缘子3；所述真空泡1固定在所述的上绝缘子2内；所述的上绝缘子2固定于下绝缘子3上；所述的下绝缘子3固定在基座5上。

所述的永磁操动机构6包括：永磁体和电磁体，所述的永磁体是静止的，固定于基座5上，与下绝缘子3保持静止状态；所述的电磁体是运动的，通过连接杆4与真空泡1的动触头连接。

所述的控制器7包括：输入模块、控制模块、输出模块和电源模块；所述的控制模块接收输入模块获取的当前断路器状态信号和命令信息，进行处理后，发送给输出模块，以通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动；所述的电源模块为输入模块、控制模块和输出模块提供稳定的电源。

所述的控制器7还包括：显示模块；所述的显示模块与控制模块相连，以显示断路器的各项信息；由所述电源模块提供稳定电源。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的永磁真空断路器通过连接杆将真空泡内的动触头与永磁操动机构的电磁铁连接，使动触头与电磁铁的运动方向相一致，构成了直动式结构；不仅结构简单、零部件少，而且易于安装、使用方便。控制器输出模块的状态信息由其输入模块采集并反馈给控制器，这大大提高了该装置的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的永磁真空断路器的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的永磁真空断路器的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的永磁真空断路器的原理示意图一；

图4为本实用新型实施例提供的永磁真空断路器的原理示意图二。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

为便于理解，下面将结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的永磁真空断路器，串联于高压线路中，用于对高压线路进行控制和保护，其具体实现结构如下：

该永磁真空断路器包括真空泡1、连接杆4、基座5、永磁操动机构6和控制器7；相应的真空泡1内设有静触头及动触头，静触头及动触头分别与所述高压线路的输入端与输出端连接；连接杆4的一端与相应真空泡1的动触头连接，另一端与永磁操动机构6连接，永磁操动机构6与控制器7固定于基座5上；相应的控制器7通过导线与永磁操动机构6相接并通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动。

可选地，如图1所示，本实用新型实施例具体可以包括：

储能电容8；相应的储能电容8通过导线与永磁操动机构6的线圈绕组相并联，用于为永磁操动机构6的线圈绕组提供励磁电流；通过调节储能电容8的储能电压，可以控制断路器的合闸及分闸速度，以提高断路器的机械寿命和电气寿命。

可选地，仍如图1所示，本实用新型实施例具体可以包括：

缓冲器9；相应的缓冲器9设于永磁操动机构6的端部，用于限定永磁操动机构6断开运动的位置，且相应的缓冲器9固定于基座5上。在分闸过程中，永磁操动机构6的电磁铁由缓冲器9限定位置和速度，其分闸末速度由缓冲器9的阻尼系数来确定，从而保证了断路器的运动行程。

可选地，仍如图1所示，本实用新型实施例具体还可以包括：

上绝缘子2和下绝缘子3；上述真空泡1浇注固定在相应的上绝缘子2内；相应的上绝缘子2通过法兰固定于下绝缘子3上；相应的下绝缘子3又通过法兰固定在基座5上，与基座5保持静止状态。

其中，上述的永磁操动机构6包括永磁体和电磁体，相应的永磁体是静止的，通过法兰固定于基座5上，与下绝缘子3保持静止状态；相应的电磁体是运动的，通过连接杆4与真空泡1的动触头连接；永磁操动机构6的电磁体与永磁体吸合时的速度和断开时的初速度由控制器7控制，从而消除了断路器的弹跳，其断开时的末速度由缓冲器来控制。

其中，上述的控制器7可以包括输入模块、控制模块、输出模块和电源模块；相应的控制模块接收输入模块获取的当前断路器状态信号和命令信息，进行处理后，发送给输出模块，以通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动；相应的电源模块为输入模块、控制模块和输出模块提供稳定的电源；

可选地，相应的控制器7具体可以包括：

显示模块；相应的显示模块与控制模块相连，以显示断路器的各项信息；由上述的电源模块提供稳定电源。

具体地，如图3所示，上述的控制模块可以为单片机，用于对输入模块接收的断路器合分闸状态信号和断路器合分闸命令信号进行处理，然后，将处理后的命令信息发送至输出模块以执行合分闸操作，同时将断路器状态及合分闸次数等信息发送至显示模块以供显示；其中的输出模块可以为IGBT元件，相应的控制模块控制相应IGBT元件的导通与关断，并控制相应的导通时间与关断时间，以改变为永磁操动机构6的绕组线圈提供励磁电流的储能电容8的电流大小，使得永磁操动机构6的电磁体的磁力大小和极性方向随之改变，致使永磁操动机构6的电磁体与永磁操动机构6的永磁体分开或闭合，从而带动连接杆4及真空泡1内的动触头运动，以达到该断路器分闸或合闸的目的；相应的电源为单片机、显示模块和IGBT元件提供稳定的电源。

进一步地，如图4所示，首先由电源模块给储能电容8充电；然后控制器7根据接收到的命令信号判断是合闸命令还是分闸命令：如果是合闸命令，则导通IGBT元件的K1、K4，闭合IGBT元件的K2、K3；如果是分闸命令，则导通IGBT元件的K2、K3，闭合IGBT元件的K1、K4；这使储能电容8给线圈绕组快速放电，致使永磁操动机构6的永磁体与永磁操动机构6的电磁体分开或闭合，以达到该断路器分闸或合闸的目的。在永磁操动机构6的永磁体与永磁操动机构6的电磁体分开后，断路器靠分闸弹簧来维持分闸状态，线圈绕组电流断开；在永磁操动机构6的永磁体与永磁操动机构6的电磁体闭合后，永磁铁吸力克服分闸弹簧弹力，保持断路器合闸状态，线圈绕组电流断开。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过实例，结合相应附图，对本实用新型实施例作进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例的永磁真空断路器包括真空泡1、连接杆4、基座5、永磁操动机构6、控制器7、储能电容8、缓冲器9、上绝缘子2和下绝缘子3。

其中，相应的真空泡1内设有静触头及动触头，静触头及动触头分别与所述高压线路的输入端与输出端连接；连接杆4的一端与相应真空泡1的动触头连接，另一端与永磁操动机构6连接，永磁操动机构6与控制器7固定于基座5上；相应的控制器7通过导线与永磁操动机构6相接并通过控制永磁操动机构6动作来控制连接杆4带动真空泡1的动触头运动。

其中，相应的储能电容8与永磁操动机构6的线圈绕组相并联，并为永磁操动机构6的线圈绕组提供励磁电流；

其中，相应的缓冲器9设于永磁操动机构6的端部，用于限定永磁操动机构6的运动位置，且所述的缓冲器9固定于基座5上；

其中，上述真空泡1浇注固定在相应的上绝缘子2内；相应的上绝缘子2通过法兰固定于下绝缘子3上；相应的下绝缘子3又通过法兰固定在基座5上，与基座5保持静止状态。

如图2所示，本实用新型实施例的永磁真空断路器合闸时，可通过设置控制器7导通IGBT时间的长短，来控制流过线圈绕组的大小，进而控制电磁力大小，以控制永磁操动机构6的电磁铁的运动速度，由于永磁操动机构6的电磁铁与真空泡1内的动触头是通过连接杆4的直动式连接，因而最终控制了真空泡1中动触头的离合速度；控制器7导通相应IGBT元件的K1、K4，且闭合相应IGBT元件的K2、K3，致使线圈绕组通电后的励磁方向和永磁体的磁场方向一致，从而电磁力与永磁力相叠加，共同克服了分闸弹簧弹力，使得断路器保持合闸状态，绕组线圈电流断开，断路器状态信号反馈到控制器7，进而提高了高装置的可靠性。

如图1所示，本实用新型实施例的永磁真空断路器分闸时，可通过设置控制器7导通IGBT时间的长短，来控制流过线圈绕组的大小，进而控制电磁力大小，以控制永磁操动机构6的电磁铁的运动速度，由于永磁操动机构6的电磁铁与真空泡1内的动触头是通过连接杆4的直动式连接，因而最终控制了真空泡1中动触头的刚分速度；控制器7导通相应IGBT元件的K2、K3，且闭合相应IGBT元件的K1、K4，致使线圈绕组通电后的励磁方向和永磁体的磁场方向相反，从而电磁力与永磁力相抵消，分闸弹簧弹力破使断路器分开，使得断路器保持分闸状态，绕组线圈电流断开，断路器状态信号反馈到控制器7，进而提高了高装置的可靠性。

该实用新型实施例的实现克服了现有技术中结构复杂、零部件多、可靠性差、不易安装使用等问题，实现了不仅结构简单、零部件少、可靠性强，而且易于安装、使用方便的永磁真空断路器.

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种永磁真空断路器，串联于高压线路中，用于对高压线路进行控制和保护，其特征在于，包括真空泡(1)、连接杆(4)、基座(5)、永磁操动机构(6)和控制器(7)；所述真空泡(1)内设有静触头及动触头，静触头及动触头分别与所述高压线路的输入端与输出端连接；连接杆(4)的一端与所述真空泡(1)的动触头连接，另一端与永磁操动机构(6)连接，永磁操动机构(6)与控制器(7)固定于基座(5)上；所述控制器(7)与永磁操动机构(6)相接并通过控制永磁操动机构(6)动作来控制连接杆(4)带动真空泡(1)的动触头运动。

2.根据权利要求1所述的永磁真空断路器，其特征在于，该装置还包括：储能电容(8)；所述的储能电容(8)与永磁操动机构(6)的线圈绕组相并联，并为永磁操动机构(6)的线圈绕组提供励磁电流。

3.根据权利要求1或2所述的永磁真空断路器，其特征在于，该装置还包括：缓冲器(9)；所述的缓冲器(9)设于永磁操动机构(6)的端部，用于限定永磁操动机构(6)的运动位置，且所述的缓冲器(9)固定于基座(5)上。

4.根据权利要求1或2所述的永磁真空断路器，其特征在于，该装置还包括：上绝缘子(2)和下绝缘子(3)；所述真空泡(1)固定在所述的上绝缘子(2)内；所述的上绝缘子(2)固定于下绝缘子(3)上；所述的下绝缘子(3)固定在基座(5)上。

5.根据权利要求4所述的永磁真空断路器，其特征在于，所述的永磁操动机构(6)包括：永磁体和电磁体，所述的永磁体是静止的，固定于基座(5)上，与下绝缘子(3)保持静止状态；所述的电磁体是运动的，通过连接杆(4)与真空泡(1)的动触头连接。

6.根据权利要求1或2所述的永磁真空断路器，其特征在于，所述的控制器(7)包括：输入模块、控制模块、输出模块和电源模块；所述的控制模块接收输入模块获取的当前断路器状态信号和命令信息，进行处理后，发送给输出模块，以通过控制永磁操动机构(6)动作来控制连接杆(4)带动真空泡(1)的动触头运动；所述的电源模块为输入模块、控制模块和输出模块提供稳定的电源。

7.根据权利要求6所述的永磁真空断路器，其特征在于，所述的控制器(7)还包括：显示模块；所述的显示模块与控制模块相连，以显示断路器的各项信息；由所述电源模块提供稳定电源。

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