CN202067716U - 一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置 - Google Patents

Abstract

一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，属于电气及自动控制领域。该断路装置的连接形式有以下四种：该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置和温度调节装置；受控电路包括负载、电源和开关；本实用新型的优点：减少了对固态电极的磨损，有效避免了触头熔焊、侵蚀等问题。断路效果好，性能稳定，使用寿命长；不仅减少了接触电阻，还有助于熄弧。可重复使用。具有多点断路的功能，能远距离控制，操作简单，动作灵敏，更加安全可靠。

Description

一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置

技术领域

本实用新型属于电气及自动控制领域，特别涉及一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置。

背景技术

近年来，随着我国电力建设的不断发展，用电负荷不断增加，发电厂及发电机单机容量不断增大等问题，导致目前电力系统短路电流不断增大，这就对电力系统中各种电气保护设备，诸如断路器、熔断器等提出了更为苛刻的要求，并已成为我国各大区电网安全、稳定运行的严重隐患，在某些情况下，甚至已成为制约电力建设的瓶颈。

断路器是电力系统中最重要的电气保护设备之一，它既要能接通和断开正常空载或负载电路，又要能迅速切断故障电路，其性能的好坏将直接影响电力系统的安全和可靠运行。但随着断路器被应用到越来越复杂的环境之中，普通的断路器应用受到很大限制。

目前市场上广泛应用的断路器主要有热断路器、磁断路器、真空断路器和通地漏泄断路器。他们主要是通过机械运动件和触点来实现闭合和断开，因此体积大，功耗大，温升高，可靠性低，响应速度慢；在接触表面容易发生磨损、侵蚀和熔焊现象，导致触点烧蚀粘结或者脱扣机构卡死，致使电路发生故障时断路器无法起到应有的保护作用，造成难以避免的损失。这类断路器使用寿命不长，工作效率低，容易燃弧，准确度低等问题，严重阻碍了配电系统和电力系统的正常运行，同时增加了电路的维修成本。

机械式开关的“磨损、粘结”等问题，严重影响了供电质量，同时制约了电力系统的发展。相比于机械式开关，液态金属自恢复断路器采用固液接触的结构，很大程度降低了机械式开关存在的问题。其工作原理是：故障电流产生很大热量，液态金属吸收热量后气化，而金属蒸汽为高阻抗，电路断开。经过一段时间，金属蒸汽冷却凝结，电路正常导通。装置中液态金属起到润湿的效果，避免了机械式开关中固相接触的磨损，同时固液接触还能减小接触电阻。但这种液态金属断路器保护性能不够稳定，响应速度较慢，其陡的下降保护特性使其很难和其他装置配合使用，而且断路器多次动作之后，液态金属容易受到电介质衬圈的分解物污染，导致燃弧时间延长甚至不熄灭。

CN101651323公开了一种利用导电流体和磁性流体的自恢复断路器，该断路器由主体和副体两部分组成。主体部分包括由封装外壳与外部固态电极端子构成的密闭腔体，腔体内分层次地充有导电流体和磁性流体。副体部分包括磁场发生装置、温度调节装置。其原理是：将装置主体部分接入受控电路，当受控电路发生故障时，磁场发生装置会因相应的触发而产生磁场，磁性流体在磁场中发生形变或运动，进而驱动导电流体发生形变，从而使导电流体与固态电极端子分离，达到断路的目的。该断路器能有效地避免熔焊、侵蚀等问题；能多点分断电路，提高了断路的可靠性，同时利于灭弧；分断快速，造价低廉，可反复使用，使用寿命长。

然而上述CN101651323专利中提出的断路器与传统的断路器，大都是就地操作，而在许多情况下人类难以直接或者近距离接触断路器，比如一些高辐射、强腐蚀、远距离等的场合下，人只能进行远程控制。远程控制就是将控制器和被控制对象在空间上隔开，通过通信的方式，实现控制信息和反馈信息的传输。当操作者远离被控对象时，往往会用到远程控制技术，特别是在复杂、恶劣及危险的环境下，操作者可远距离进行监控。传统的远程控制主要包括：基于无线电的远程控制、基于有线的远程控制。其中无线电方式应用的比较广泛，其原因是结构简单、费用小、线路维护成本低。设计远程控制断路器不但解决了远距离操作的困难，而且易于控制，动作迅速，断电效率高，更加安全；在一些分散的区域远程控制可实现电路的集中控制，不但易于管理，有效地保护了用电设备，而且大大减少了人力、物力；同时有益于促进电力系统的高速发展。断路器的远程控制技术是电力系统控制领域的一项重要技术。所以设计一种可远程控制的断路器是一种必然趋势，且随着控制系统规模的不断扩大，网络的不断发展，远程控制不断地向“遥控”“遥测”“遥调”“遥信”的四遥发展。

目前市场上已经有一些能远程控制的断路器，ABB公司研发的新型真空断路器，基于VB的OPC的客户端访问MCGS的设计，通过计算机来实现远程控制；西门子3WL智能断路器，内部有通信总线、协议模块等，通过数据传输实现远程控制；三菱公司的AE系列断路器，GE公司的S-ACB断路器，梅兰日兰的M系列断路器等。但上述远程控制断路器均基于计算机系统或模数转化系统，虽然更加智能化、模块化，但其结构复杂，成本较高，大都应用于重要领域，而在一般场合会是一种浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置。

本实用新型的连接形式有以下四种：

第一种连接形式：

该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置和温度调节装置；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的负载相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在腔体的下方或侧面，磁场发生装置直接和受控电路中的负载串联，依靠电路中的电流变化产生不同强度的磁场，失压保护装置的常开触点和磁场发生装置串联，保证故障发生后能持久断路，失压保护装置的线圈连入受控回路中，继电器常开触点和失压保护装置的常开触点并联，远程控制装置和继电器串联，通过远程控制装置控制继电器常开触点的合闭，来控制失压保护装置常开触点的合闭，达到远程控制的效果。

工作过程：电路正常情况下，失压保护装置的常开触点因失压保护装置中的线圈通电而闭合。电路发生故障断开后，失压保护装置中的线圈断电，其常开触点断开。当电路故障排除后，通过远程控制将继电器的常开触点吸合，失压保护装置常开触点因线圈通电而闭合，电路重新导通，实现了远程控制。

第二种连接形式：

该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置和整流桥；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端分别浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的电源相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在腔体的下方或侧面。失压保护装置的常开触点串联于受控电路的负载，保证故障发生后能持久断路，失压保护装置的线圈接入受控回路中，将变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源，变压器的副线圈接整流桥的交流输入端，其直流输出端和磁场发生装置串联，为磁场发生装置提供工作电流；继电器常开触点和失压保护装置常开触点并联。远程控制装置和继电器串联，通过远程控制装置控制继电器常开触点的合闭，来控制失压保护装置常开触点的合闭，达到远程控制的效果。

工作过程：电路正常情况下，失压保护装置的常开触点因失压保护装置中的线圈通电而闭合。电路发生故障断开后，失压保护装置中的线圈断电，其常开触点断开。当电路故障排除后，通过远程控制将继电器的常开触点吸合，失压保护装置常开触点因线圈通电而闭合，电路重新导通，实现了远程控制。

第三种连接形式：

该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置、整流桥、电容、外加电源和定值电阻；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与受控电路的负载和电源相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在密闭腔体的下方或侧面，变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源，变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，整流桥直流输出端接一电容，变压器经整流桥提供触发电流，定值电阻并联于电容，晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极。晶闸管的阳极、外加电源和磁场发生装置相连后接入整流桥阳极端。外加电源可为磁场发生装置提供持久电源。为了在晶闸管被触发后切断触发电流，在整流桥输出端串联失压保护装置常闭触点，其线圈接入磁场发生装置的回路中，继电器的常闭触点和外加电源串联。远程控制装置和继电器串联，通过远程控制装置控制继电器常闭触点的合闭，来控制失压保护装置常闭触点的合闭，达到远程控制的效果。

工作过程：电路正常情况下，失压保护装置的线圈未通电，其常闭触点闭合，继电器常闭。当受控电路的负载发生故障，晶闸管被导通，电流通过线圈，失压保护装置常闭触点断开，继电器常闭；当故障排除后，通过远程控制将继电器的常闭触点断开，通过失压保护装置线圈的电流消失，其常闭触点闭合，电路恢复正常，实现了远程控制。

第四种连接形式：

该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置、整流桥、电容和定值电阻；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，两个密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下。两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的电源相连；内部固态电极端子的两端和两个腔体的导电流体相连。温度调节装置可根据情况位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置可根据情况安装在腔体的下方或侧面。将变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源。变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，其直流输出端接一电容。变压器经整流桥提供触发电流。定值电阻和电位器相连并联于电容。晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极。磁场发生装置的两端与整流桥的阳极和晶闸管的阳极相连。失压保护装置的常开触点和受控回路的负载串联，保证故障发生后能持久断路。继电器常开触点和失压保护装置的常开触点并联。远程控制装置和继电器串联，通过远程控制装置控制继电器常开触点的合闭，来控制失压保护装置常开触点的合闭，达到远程控制的效果。

工作过程：电路正常情况下，失压保护装置的常开触点因失压保护装置中的线圈通电而闭合。电路发生故障断开后，失压保护装置中的线圈断电，其常开触点断开。当电路故障排除后，通过远程控制将继电器的常开触点吸合，失压保护装置常开触点因线圈通电而闭合，电路重新导通，实现了远程控制。

所述的封装外壳与固态电极端子组成至少一个密闭腔体；其中密闭腔体数目为一个时，由封装外壳与外部固态电极端子组成；密闭腔体数目为至少两个时，由封装外壳与外部固态电极端子和内部固态电极端子组成；

所述的封装外壳采用绝缘性材料，其性能需达到实际的机械性能和传热效果的要求；

所述的负载为断路器需要保护的电气设备；

所述的故障检测装置采用变压器；

所述的磁场发生装置采用的是电磁铁；

所述的触发装置采用晶闸管；

所述的远程控制装置选用红外遥控以及无线电遥控，可直接控制磁场发生装置或失压保护装置；

所述的失压保护装置采用的是接触器；

所述的温度调节装置选用任何可以加热导电流体的装置。

上述四种控制的连接形式可根据断路情况的实际需要进行择优选择。

依据密闭腔体的数量，本断路装置的断路形式可分为两种。

当密闭腔体的数量为一个时，电路正常情况下，磁场发生装置并未触发或者其产生的磁场不足以使磁性流体驱动导电流体与固态电极分离，电路正常导通；当电路发生故障时，磁场发生装置被触发，产生足够大的磁场，使磁性流体变形或运动，从而驱动导电流体与固态电极端子分离，实现断路。

当密闭腔体数量为一个以上时，本断路装置的至少两个密闭腔体通过内部固态电极端子连接。电路正常情况下，磁场发生装置并未触发或者其产生的磁场不足以使磁性流体驱动导电流体与固态电极分离，电路正常导通；当电路发生故障时，磁场发生装置被触发，产生足够大的磁场吸引磁性流体，驱动导电流体与内部固态电极端子分离，实现断路。由于是在内部固态电极端子两端同时切断电路，实现多点切断，将可能出现的电弧分隔为多段。同时磁性流体具有绝缘性，因此能有效熄灭电弧。本断路装置可根据实际需要增加密闭腔体的数目，形成更多切断点，装置的断路效果会更明显。

本断路装置的空腔内可以充入保护气体，如二氧化碳、氮气、氦气、氩气等气体，或者抽成真空。

本断路装置中使用的导电流体可以是镓、镓铟锡、汞等液态金属或者是导电盐溶液、导电等离子体。其中导电盐溶液可以选用硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、氯化盐溶液等，要求其在通电过程中物理、化学性质稳定；导电等离子体可以是离子型液体或一些负离子型液体。磁性流体可以是水基、有机基等绝缘性能好的磁性流体，且要求导电流体与磁性流体不互溶或如互溶则需加隔膜。

本断路装置中充入密闭腔体的磁性流体与导电流体的体积可视所需的断路效果、以及固态电极端子的实际位置来决定。磁性流体与导电流体的总体积占密闭腔体体积比例可在10％至100％的范围选择，磁性流体与导电流体的体积比可在1/10至10的范围内选择。

本实用新型的优点：采用导电流体与固态电极端子接触的形式，减少了对固态电极的磨损，有效避免了触头熔焊、侵蚀等问题。断路效果好，性能稳定，使用寿命长；磁性流体能润湿固态电极，不仅减少了接触电阻，还有助于熄弧。本断路装置可重复使用。本断路装置具有多点断路的功能，断路效果更明显，还能有效地灭弧。本断路装置能远距离控制，操作简单，动作灵敏，更加安全可靠，特别适用于一些恶劣的环境中，而且有利于集中控制，方便，经济。

附图说明

图1为本实用新型密闭腔体数目为一个时电路正常状态；

图2为本实用新型密闭腔体数目为一个时电路断开状态；

图3为本实用新型密闭腔体数目为两个时电路正常导通状态；

图4为本实用新型的第一种控制连接形式；

图5为本实用新型的第二种控制连接形式；

图6为本实用新型的第三种控制连接形式；

图7为本实用新型的第四种控制连接形式；

图中1封装外壳  2磁性流体  3导电流体  4负载  5磁场发生装置  6温度调节装置  7电源  8外部固态电极端子  9隔板  10内部固态电极端子  11失压保护装置  12常开触点13线圈  14远程控制装置  15继电器  16变压器  17整流桥  18电容  19定值电阻  20晶闸管  21继电器常开触点  22外加电源  23继电器常闭触点  24开关。

具体实施方式

本发明结合具体实施例和说明书附图加以详细说明。

实施例1

本实施例采用第一种连接形式；

如图1和图4所示，本装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳1、磁性流体2、导电流体3、外部固态电极端子8和电源7；副体部分包括温度调节装置6、磁场发生装置5、远程控制装置14、继电器15、失压保护装置11。受控电路包括负载4、电源7和开关24。

本实施例中封装外壳采用的是有机玻璃，其厚度为3mm，其与外部固态电极端形成一个密闭腔体，尺寸为15mm×10mm×10mm。导电流体采用液态金属汞，熔点-38.8℃沸点356.7℃密度13600kg/m³。磁性流体采用北京神然技术有限公司生产的MF03型磁性流体，其密度为1320kg/m³，饱和磁化强度为450GS。将汞与磁性流体以体积比为2∶3装入密闭空腔，将其充满。外部固态电极端子选用的是铜棒，长度为3cm，直径为3mm；负载选用额定电压为220v、额定功率为25W的白炽灯；温度调节装置选用500W的电加热器一个；磁场发生装置为电磁铁，型号为HCNE1-P20；远程控制装置选为红外线控制装置，型号为TAD-868。本试验在室温下进行。

本装置两个铜棒的其中两端进入液态金属汞内，另外两端连接失压保护装置常开触点和受控电路的电源；白炽灯与失压保护装置的常开触点串联；继电器常开触点和失压保护装置常开触点并联；红外线远程控制装置和继电器串联；电加热器位于密闭腔体的下方；电磁铁安装在密闭腔体的侧面，直接和失压保护装置常开触点串联，依靠受控电路中的电流变化时产生足够强度的磁场作用于MF03型磁性流体，驱使汞与铜棒分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点断开，维持持久断路。

如图1、图2和图4所示，当受控电路正常时，白炽灯正常工作，汞与铜棒接触良好，电路正常导通。当受控电路发生过载或短路时，受控电路电流迅速增大，电磁铁瞬时产生足够大的梯度磁场，作用于MF03型磁性流体，磁性流体驱使汞与铜电极分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点断开，维持持久断路；当故障排除后，通过点动远程控制装置，将继电器的常开触点闭合，失压保护装置线圈通电，其常开触点闭合，电路恢复正常。

实施例2

本实施例采用第二种连接形式；

如图1和图5所示，本装置包括主体部分、副体部分和受控电路。主体部分包括封装外壳1、磁性流体2、导电流体3、外部固态电极端子8和电源7；副体部分包括温度调节装置6、磁场发生装置5、远程控制装置14、继电器15、失压保护装置11、变压器16、整流桥17。受控电路包括负载4、电源7和开关24。

本实施例中封装外壳采用的是玻璃，其厚度为2mm，其与外部固态电极端子形成一个密闭腔体，尺寸为10mm×9mm×9mm。导电流体采用液态金属镓，熔点29.78℃，沸点2403℃，密度为5904kg/m³。磁性流体采用北京神然技术有限公司生产的MF03型磁性流体，其密度为1320kg/m³，饱和磁化强度为450GS。将液态金属镓与磁性流体以体积比为1∶1装入密闭空腔，总体积为整个腔体的2/3，其余抽成真空。外部固态电极端子选用的是铜棒，长度为3cm，直径为3mm；负载选用800W的电热炉；温度调节装置选用功率为300W电加热器；磁场发生装置为电磁铁，型号为HCNE1-P30；远程控制装置选为红外线控制装置，型号为TAD-868；整流桥选用KBPC-5A桥式。本试验在室温下进行。

本装置中两个铜棒的其中两端进入液态金属镓内，另外两端连接失压保护装置常开触点和受控电路的电源；电热炉和失压保护装置常开触点串联；继电器常开触点和失压保护装置常开触点并联；红外线远程控制装置和继电器串联；电加热器位于密闭腔体的下方。电磁铁安装在密闭腔体的下方；电磁铁接于变压器的副线圈中，依靠受控电路中的电流变化，引起副线圈中电流变化，从而产生足够强度的磁场作用于磁性流体，驱使金属镓与铜电极分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点断开，维持持久断路。

如图1、图2和图5所示，当受控电路正常工作时，磁场发生装置中流过微弱电流，但产生的磁场不足以将金属镓和铜电极分离，电路仍正常工作；当受控电路发生过载或短路时，受控电路电流迅速增大，副线圈中的电流亦随之增大，电磁铁瞬时产生足够大的梯度磁场，作用于磁性流体，磁性流体驱使金属镓与铜电极分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点12断开，维持持久断路；当故障排除后，通过控制红外遥控器，将继电器常开触点闭合，失压保护装置常开触点12闭合，电路恢复正常。

实施例3

本实施例采用第三种连接形式；

如图3和图6所示，本装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳1、磁性流体2、导电流体3、外部固态电极端子8、内部固态电极端子10和电源7；副体部分包括温度调节装置6、磁场发生装置5、远程控制装置14、继电器15、失压保护装置11、变压器16、整流桥17、电容18、定值电阻19、晶闸管20和外加电源22。受控电路包括负载4、电源7和开关24。

本实施例中封装外壳采用的是环氧树脂，其厚度为3mm，其与外部固态电极端子和内部固态电极端子形成两个等体积的密闭腔体，尺寸为5mm×8mm×8mm。导电流体采用液态金属汞，熔点-38.8℃沸点356.7℃密度13600kg/m³。磁性流体采用北京神然技术有限公司生产的MF04型磁性流体，其密度为1340kg/m³，饱和磁化强度为450GS。将液态金属汞与磁性流体以体积比为3∶2装入密闭空腔，总体积为整个腔体的3/5，其余体积用氮气填充。外部固态电极端子选用的是铜棒，长度为3cm，直径为3mm，；内部固态电极端子选用长度为2cm，直径为3mm的铜棒；负载选用额定电压为220v、额定功率为25W的白炽灯；温度调节装置选用250W空冷换热器；磁场发生装置为电磁铁，型号为HCNE1-P40；远程控制装置选用红外线控制装置，型号为TAD-868；整流桥选用KBPC-5A桥式；电容选用1000微法的电解电容。本试验在室温下进行。

本装置两个外部铜电极的其中两端进入液态金属汞内，另外两端连接受控电路的白炽灯和电源，内部铜电极的两端分别浸入两个密闭腔体中与液态汞相连；电加热器位于密闭腔体的下方；电磁铁安装在密闭腔体的下方；变压器的原线圈接入受控电路的电源，变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，其直流输出端接电容；晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极；晶闸管的阳极、外加电源和磁场发生装置相连后接入整流桥阳极；在整流桥输出端串联失压保护装置常闭触点，其线圈接入磁场发生装置所在的回路中；继电器的常闭触点和外加电源串联；红外线远程控制装置和继电器串联。依靠变压器检测受控电路中的电流变化，引起触发电流的变化，当超过晶闸管预设值时，晶闸管导通，外加电源作用，为电磁铁提供持续电流，电磁铁产生足够强磁场，驱使汞与铜电极分离，实现持久断路。

如图3、图6所示，当受控电路正常工作时，副线圈中有微弱电流，但不足以触发晶闸管，磁场发生装置不作用，汞与铜电极接触良好。当受控电路发生过载或短路时，受控电路电流迅速增大，副线圈中电流亦随之增大，达到晶闸管预设值，晶闸管触发，外加电源22导通，同时失压保护装置常闭触点12断开，电磁铁作用，瞬时产生足够大的梯度磁场，作用于磁性流体，磁性流体驱使汞与铜电极分离，实现持久断路。当故障排除后，操作红外线控制装置，将继电器常闭触点23断开，失压保护装置常闭触点12闭合，电路恢复正常。

实施例4

本实施例采用第四种连接形式；

如图3和图7所示，本装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳1、磁性流体2、导电流体3、外部固态电极端子8、内部固态电极端子10和电源7。副体部分包括温度调节装置6、磁场发生装置5、远程控制装置14、继电器15、失压保护装置11、变压器16、整流桥17、电容18、定值电阻19，晶闸管20、开关24。受控电路包括负载4、电源7和开关24。

本实施例中封装外壳采用的是有机玻璃，其厚度为2mm，其与外部固态电极端子、内部隔板和内部固态电极端子形成等体积的两个密闭腔体，尺寸均为6mm×10mm×10mm。导电流体采用镓铟锡，熔点大约10℃左右，密度为6428kg/m³。磁性流体采用北京神然技术有限公司生产的MF03型磁性流体，其密度为1320kg/m³，饱和磁化强度为450GS。将镓铟锡与磁性流体以体积比为3∶2装入密闭空腔，总体积为整个腔体的3/5，其余体积抽成真空。外部固态电极端子选用的是铜棒，长度为3cm，直径为3mm；内部固态电极端子选用长度为2cm，直径为3mm的铜棒；负载选用800W的电热炉；温度调节装置选用500W的电加热器；磁场发生装置为电磁铁，型号为HCNE1-P30；远程控制装置选用无线电控制装置，型号为TWH9236；整流桥选用KBPC-5A桥式；电容选用1200微法的电解电容。本试验在室温下进行。

本装置外部铜电极的其中两端进入液态金属镓铟锡内，另外两端连接失压保护装置常开触点和受控电路的电源，内部铜电极的两端分别浸入两个密闭腔体中与镓铟锡相连；电热炉和失压保护装置常开触点串联；继电器的常开触点和失压保护装置常开触点并联；无线电远程控制装置和继电器串联；电加热器位于密闭腔体的下方；变压器的原线圈接入受控电路的电源，使之和电热炉并联；变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，其直流输出端接电容；定值电阻和电位器相连并联于电容；晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极；电磁铁安装在密闭腔体的下方，与整流桥的阳极和晶闸管的阳极相连。依靠变压器检测受控电路中的电流变化，引起触发电流的变化，当电流超过晶闸管的预设值时，晶闸管被触发，电磁铁作用，产生足够强度的磁场作用于磁性流体，驱使镓铟锡与铜电极分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点断开维持持久断路。

如图3、图7所示，当受控电路正常工作时，线路中电流流过导电流体，晶闸管两端电压较小，不足以触发晶闸管，电磁铁断开，镓铟锡与铜电极接触良好；当受控电路发生过载或短路时，受控电路电流迅速增大，晶闸管两端电压超过预设值，晶闸管触发，电磁铁导通，瞬时产生足够大的梯度磁场，作用于磁性流体，磁性流体驱使导电流体与固态电极分离，实现断路，同时失压保护装置常开触点断开，维持持久断路；当故障排除后，通过无线遥控器操作远程控制装置，将继电器常开触点闭合，回路导通，失压保护装置常开触点闭合，电路恢复正常。

Claims (8)

1.一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置和温度调节装置；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的负载相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在腔体的下方或侧面，磁场发生装置直接和受控电路中的负载串联，失压保护装置的常开触点和磁场发生装置串联，失压保护装置的线圈连入受控回路中，继电器常开触点和失压保护装置的常开触点并联，远程控制装置和继电器串联。

2.根据权利要求1所述的利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：所述的封装外壳与固态电极端子组成至少一个密闭腔体；其中密闭腔体数目为一个时，由封装外壳与外部固态电极端子组成；密闭腔体数目为至少两个时，由封装外壳与外部固态电极端子和内部固态电极端子组成；

所述的封装外壳采用绝缘性材料；

所述的负载为断路器需要保护的电气设备；

所述的磁场发生装置采用电磁铁；

所述的触发装置采用晶闸管；

所述的远程控制装置选用红外遥控或无线电遥控；

所述的失压保护装置采用接触器；

所述的温度调节装置选用任何可以加热导电流体的装置。

3.一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置和整流桥；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端分别浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的电源相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在腔体的下方或侧面，失压保护装置的常开触点串联于受控电路的负载，失压保护装置的线圈接入受控回路中，将变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源，使变压器的原线圈和负载并联，变压器的副线圈接整流桥的交流输入端，整流桥的直流输出端和磁场发生装置串联；继电器常开触点和失压保护装置常开触点并联，远程控制装置和继电器串联。

4.根据权利要求3所述的利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：所述的封装外壳与固态电极端子组成至少一个密闭腔体；其中密闭腔体数目为一个时，由封装外壳与外部固态电极端子组成；密闭腔体数目为至少两个时，由封装外壳与外部固态电极端子和内部固态电极端子组成；

所述的封装外壳采用绝缘性材料；

所述的负载为断路器需要保护的电气设备；

所述的故障检测装置采用变压器；

所述的磁场发生装置采用电磁铁；

所述的触发装置采用晶闸管；

所述的远程控制装置选用红外遥控或无线电遥控；

所述的失压保护装置采用接触器；

所述的温度调节装置选用任何可以加热导电流体的装置。

5.一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置、整流桥、电容、外加电源和定值电阻；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与受控电路的负载和电源相连；温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在密闭腔体的下方或侧面，变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源，使变压器的原线圈和负载并联，变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，整流桥直流输出端接电容，定值电阻并联于电容，晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极，晶闸管的阳极、外加电源和磁场发生装置相连后接入整流桥阳极端，在整流桥输出端串联失压保护装置常闭触点，失压保护装置的线圈接入磁场发生装置的回路中，继电器的常闭触点和外加电源串联。

6.根据权利要求5所述的利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：所述的封装外壳与固态电极端子组成至少一个密闭腔体；其中密闭腔体数目为一个时，由封装外壳与外部固态电极端子组成；密闭腔体数目为至少两个时，由封装外壳与外部固态电极端子和内部固态电极端子组成；

所述的封装外壳采用绝缘性材料；

所述的负载为断路器需要保护的电气设备；

所述的故障检测装置采用变压器；

所述的磁场发生装置采用电磁铁；

所述的触发装置采用晶闸管；

所述的远程控制装置选用红外遥控或无线电遥控；

所述的失压保护装置采用接触器；

所述的温度调节装置选用任何可以加热导电流体的装置。

7.一种利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：该断路装置包括主体部分、副体部分和受控电路：主体部分包括封装外壳、磁性流体、导电流体和固态电极端子；固态电极端子包括外部固态电极端子和内部固态电极端子；副体部分包括磁场发生装置、故障检测装置、远程控制装置、继电器、失压保护装置、温度调节装置、整流桥、电容和定值电阻；受控电路包括负载、电源和开关；

封装外壳与外部固态电极端子构成密闭腔体，两个密闭腔体内分层次的充有磁性流体和导电流体，其中磁性流体在上，导电流体在下，两个外部固态电极端子的其中两端浸入导电流体，另外两端与失压保护装置和受控电路的电源相连；内部固态电极端子的两端和两个腔体的导电流体相连，温度调节装置位于密闭腔体的下方或者侧面；磁场发生装置安装在腔体的下方或侧面，将变压器作为故障检测装置，变压器的原线圈接入受控电路的电源，使变压器的原线圈和负载并联，变压器的副线圈接入整流桥的交流输入端，整流桥的直流输出端接电容，变压器经整流桥提供触发电流，定值电阻并联于电容，晶闸管的门极与阴极连接在定值电阻的两端，其中晶闸管阴极连入整流桥阴极，磁场发生装置的两端与整流桥的阳极和晶闸管的阳极相连，失压保护装置的常开触点和受控回路的负载串联，继电器常开触点和失压保护装置的常开触点并联，远程控制装置和继电器串联。

8.根据权利要求7所述的利用电磁铁的可远程控制的双流体断路装置，其特征在于：所述的封装外壳与固态电极端子组成至少一个密闭腔体；其中密闭腔体数目为一个时，由封装外壳与外部固态电极端子组成；密闭腔体数目为至少两个时，由封装外壳与外部固态电极端子和内部固态电极端子组成；

所述的封装外壳采用绝缘性材料；

所述的负载为断路器需要保护的电气设备；

所述的故障检测装置采用变压器；

所述的磁场发生装置采用电磁铁；

所述的触发装置采用晶闸管；

所述的远程控制装置选用红外遥控或无线电遥控；

所述的失压保护装置采用接触器；

所述的温度调节装置选用任何可以加热导电流体的装置。

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