CN220774222U - 快动机械开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快动机械开关，其中该快动机械开关包括：‑封闭的壳体；‑真空灭弧室；‑位于真空灭弧室下方的电磁斥力机构，其中所述电磁斥力机构具有：‑与第一电端头电连接的第一斥力单元；‑与独立于第一电端头的第二电端头电连接的第二斥力单元，其包括位于第二斥力盘下方且与其间隔开的第三斥力盘，其中所述第二电端头被构造为响应于第一斥力单元的操作地控制该第三斥力盘，以使得该第三斥力盘在第二斥力盘下行分闸时向其施加阻力且在第二斥力盘上行合闸时向其施加助力。本实用新型允许以更高效、产品使用周期更长、控制精度更高且控制难度更低的方式操作快动机械开关。

Description

快动机械开关

技术领域

本实用新型涉及配电网高压开关设备技术领域、尤其是涉及一种快动机械开关。

背景技术

在日益进步的电力电子技术的推动下，直流输电技术在欧洲、北美、中国等国家和地区得到越来越多的推广和应用，大量直流工程的投入运行，直流输电的控制、保护、故障、可靠性等越发显得重要。

直流输电系统发生故障时，会产生很大的短路电流，故障电流上升非常快，因此需要尽快开断直流断路器。然而，现有的断路器机械开关操动机构多为弹簧操动机构、液压操动机构，开断时间长，无法在短时间内实现开断断路器，不能满足开关分合闸的时间要求。

公开号为CN204332796U的实用新型专利申请公开了一种超高速机械开关，该机械开关的运动盘带动开关拉杆做分合闸运动时压缩运动方向一侧的密封腔体内的气体，由于密封腔体的分合闸位置或靠近分合闸处的周壁上设置的与密封腔体内外贯通的通孔，致使压缩的气体从通孔排出，这会大大减小压缩气体对运动盘的反作用力，使开关拉杆高速分合闸，而在运动盘即将运动到分合闸位置时，运动盘的外周会逐渐封堵密封腔体周壁上的通孔，从通孔中排出的压缩的气体量将逐渐减少，气体的压力空前增大，对运动盘的反作用力急剧增大，起到对运动盘的有效缓冲。

在实践中发现，上述超高速机械开关中的操作机构由于动作环节多、累计运动公差大使其响应时间分散性大、分合闸时间较长，并且容易受各自特性影响而发生故障。为此，随着电子控制技术的发展，电子操作机构应运而生，特别是新型永磁操作机构出现后，使电子操作理论在电气开关方面有了广泛实践和应用。永磁操作机构有诸多优点，如传动部件简单、运动速度较快、可控性较好等优点，在一定程度上适应了现代电力系统发展新要求。同时，另外一种电子操作机构——电磁斥力机构的研究也在国内外悄然兴起。由于其具有结构简单、机械延迟时间短，初始运动速度快，控制性好的优点，使得它在快速开关研究方面引起了人们极大关注。

已知提出可以使用铝合金的金属斥力盘，在金属斥力盘上通过连杆连接动触头，如申请公布号为CN107481889A的中国发明专利申请公开的一种真空灭弧室，其中导电杆与电磁斥力盘固定连接，电磁斥力盘的两侧分别布置有分闸驱动线圈和合闸驱动线圈，分别内置了分闸驱动线圈和合闸驱动线圈，通过两个线圈的工作，使线圈和电磁斥力盘之间产生斥力，进而使得电磁斥力盘在两个线圈之间沿着动导电杆往复运动，进而带动动触头进行分合闸运动。然而电磁斥力盘由于其运动速度快，相应的在运动结束时会对线圈所在的结构产生撞击，使得电磁斥力盘和线圈所在结构均会受到较大的冲击，从而造成电磁斥力盘及线圈均易发生开裂破损问题，从而导致产品的可靠性降低。进一步，由于铝合金制成的金属斥力盘是借助于驱动线圈在其中产生涡电流，进而驱动该金属斥力盘工作，因此这种类型的快速致动器中大量的电能转化为无用的热能散失了，驱动效率低下、合分闸速度有限且使用寿命受限等诸多不足。进一步这种类型的电池斥力机构还存在着控制精度低、控制难度大等诸多不足。

因此在本领域内存在提出新的解决方案允许以更高效、产品使用周期更长、控制精度更高且控制难度更低的快动机械开关的技术需求。

发明内容

因此，本实用新型的任务是提供一种快动机械开关，借此克服上述现有技术的缺点。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种快动机械开关，其包括：-封闭的壳体；-真空灭弧室，其中该真空灭弧室内设置有固定不动的静触头和能相对其滑动接合的动触头，其中所述静触头连接有凸伸出壳体的第一母线排且所述动触头连接有凸伸出壳体的第二母线排；-位于真空灭弧室下方的电磁斥力机构，其与真空灭弧室通过传动杆固定连接，其中所述电磁斥力机构具有：-与第一电端头电连接的第一斥力单元，其包括固定不动的第一斥力盘和位于其下方且与其间隔开的第二斥力盘，其中所述第二斥力盘经由穿设经过第一斥力盘的驱动杆固定连接至所述传动杆以带动所述真空灭弧室分闸或合闸；-与独立于第一电端头的第二电端头电连接的第二斥力单元，其包括位于第二斥力盘下方且与其间隔开的第三斥力盘，其中所述第二电端头被构造为响应于第一斥力单元的操作地控制供至该第三斥力盘的电流，以使得该第三斥力盘在第二斥力盘下行分闸时向其施加阻力且在第二斥力盘上行合闸时向其施加助力。

由此，与现有技术不同的是，本实用新型通过采用带有线圈的斥力盘-斥力盘结构作为斥力机构的驱动结构，相对线圈-金属盘结构具有更高的驱动效率且控制精度较高且控制难度较低；并且减小快动斥力单元的驱动组件尺寸和运动惯量以保护斥力机构的部件，延长斥力机构寿命。采用由第一电端头和第二电端头分别独立通电的斥力盘来形成双向斥力结构，这有助于提升开关合闸和分闸的快速性。

作为优选的方面，所述第一斥力盘、第二斥力盘和第三斥力盘均包括呈盘状的骨架和固定在骨架轴向两侧的第一斥力线圈和第二斥力线圈，其中第一斥力线圈带有接入端且第二斥力线圈带有接出端。

作为优选的方面，所述第一斥力盘的接出端与第二斥力盘的接入端这两者串联连接至第一电端头以在两者间形成串联回路，从而使第一斥力盘中的斥力线圈的电流流向与第二斥力盘中的斥力线圈的电流流向是反向的并在第一斥力盘和第二斥力盘之间产生斥力。

作为优选的方面，所述第一斥力盘的接出端与第二斥力盘的接入端各自并行连接至第一电端头以在两者间形成电流方向相反的并行回路，从而在第一斥力盘和第二斥力盘之间产生斥力。

作为优选的方面，其中第一电端头和所述第二电端头均被构造成串联连接有蓄能电容、限流电阻并带有能控制斥力盘的电流导通的操作开关。

作为优选的方面，真空灭弧室内壁设置有套设于传动杆外侧的波纹管，其中所述波纹管的一端气密连接至真空灭弧室的端部以始终实现真空灭弧室的气密。

作为优选的方面，还包括在真空灭弧室和电磁斥力机构之间枢转连接至所述驱动杆的保持机构，其包括：-能在保持位置和缩回位置之间滑动的滑块；-枢转连接至所述驱动杆的连杆，其另一端枢转连接至滑块，其中处于保持位置的滑块将连杆压抵在其上止点或者下止点，且处于缩回位置的滑块则允许连杆相对于驱动杆枢转；-将滑块偏压向其保持位置的压簧。

作为优选的方面，还包括附接至第二斥力盘下部的缓冲盘，其被构造成避免第二斥力盘在下行过程中与第三斥力盘间的硬冲击。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是根据本实用新型的快动机械开关的立体图；

图2是根据本实用新型的快动机械开关的又一立体图，其中移除了快动机械开关的外部壳体以更好地示出其内部构造；

图3是根据本实用新型的快动机械开关的爆炸图，其中更好地示出了其内部构造；

图4是根据本实用新型的快动机械开关的剖视图，其中该快动机械开关处于合闸状态；

图5是根据本实用新型的快动机械开关的剖视图，其中该快动机械开关处于分闸状态；

图6是根据本实用新型的供电装置的电路图；

图7是根据本实用新型的多个斥力盘在分闸操作期间的示意图；

图8是根据本实用新型的快动机械开关的控制方法的时序图。

附图标记说明：

100、快动机械开关；11、第一母线排；12、第二母线排；

121、动端头；122、静端头；13、外壳体；131、上盖；

132、底盖；14、真空灭弧室；14A、静触点；14B、动触点；

141、波纹管；142、传动杆；15、电导线；16、驱动杆；

20、电磁斥力机构；20A、第一斥力单元；20B、第二斥力单元；

21、第一斥力盘；21A、第一接入端；21B、第一接出端；

22、第二斥力盘；22A、第二接入端；22B、第二接出端；

23、第三斥力盘；23A、第三接入端；23B、第三接出端；

24、行程限制器；25、缓冲盘；26A、第一电端头；

26B、第二电端头；30、保持机构；31、连杆；32、滑块；

33、保持弹簧；

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的快动机械开关的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

为使对本实用新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，在下文中配合实施例详细说明如下。

如本实用新型的图1-5所示，根据本实用新型的快动机械开关100可以用在例如工业园区的配电网络中，在配电网络存在故障而需要尽快切断故障部分对园区内其他电气设备工作的影响时，此时利用本实用新型中的快动机械开关100的超快速分断能力来达到快速隔离故障的目的。

图1至3中以不同状态的立体图示出了根据本实用新型的快动机械开关100的三维立体视图，其中该快动机械开关100包括封闭的壳体13，在此在图3中清楚地示出，该壳体13包括构成壳体上部的上盖131、形成内部腔室的主体和构成壳体下部的底盖132，在此上盖131和底盖132借助于多个紧固件能固定连接至壳体的主体从而在其中限定有能容置下述电气装置的空腔。如图3所示，在该空腔中从上至下地依次设置有真空灭弧室14，其中该真空灭弧室14内设置有固定不动的静触头14A和能相对其滑动接合的动触头14B，其中该静触头14A连接有凸伸出壳体13的第一母线排11且动触头14B连接有凸伸出壳体13的第二母线排12，在此实施例中该第一母线排11例如可以是高压母线且第二母线排12可以是接地母线，从而允许借助于第一母线排11和第二母线排12将快动机械开关100接入诸如工业园区的配电网络中。

优选地，如图4-5中示出的，在真空灭弧室14内壁设置有套设于传动杆142外侧的波纹管141，其中波纹管141的上端借助于诸如卡箍等紧固件固定连接至传动杆142且其另一端则借助于诸如卡环等紧固件气密连接至真空灭弧室的端部。在本实用新型中，借助于这样的设计，尽管传动杆142需要相对于真空灭弧室14自由地沿竖向上下移动，由于在两者间设有具有气密作用的波纹管141，从而能确保在传动杆142带动动触头14B进行分闸和合闸的操作过程中始终使真空灭弧室14的内部与外部保持气密隔绝，因此不会使在动触头14B和静触头14A之间形成的电弧传播到真空灭弧室14的外部，从而大大提高了快动机械开关的适用范围和部件的使用寿命，且确保了使用期间的电气设备的安全性。

还可以想到的是，优选在真空灭弧室14的外侧设置有磁场发生装置，使真空灭弧室内产生沿着真空灭弧室14的轴向的、平行于动触头14B和静触头14A的轴线的纵向磁场。由此，可以降低动触头14B和静触头14A上的阳极斑点的能量，从而可以提高快动机械开关的分断能力。

为了实现对真空灭弧室14的快速分闸和合闸，在壳体13内设有位于真空灭弧室14下方的电磁斥力机构20，其与穿过真空灭弧室14凸伸出的传动杆142固定连接，其中该电磁斥力机构20具有：-与第一电端头26A电连接的第一斥力单元20A，在此该第一斥力单元20A包括固定不动的第一斥力盘21和位于其下方且与其间隔开的第二斥力盘22，其中该第二斥力盘22经由穿设经过第一斥力盘21的驱动杆16固定连接至传动杆142以带动该真空灭弧室14分闸或合闸，其中该驱动杆16的下方还设有将其朝上偏压的复位弹簧，从而允许在初始位置时将静触头14A和动触头14B两者保持为抵接的关系。进一步该电磁斥力机构20还包括与独立于第一电端头26A的第二电端头26B电连接的第二斥力单元20B，其包括位于第二斥力盘22下方且与其间隔开的第三斥力盘23。正如下文中将详细加以描述的那样，在本实用新型中由于第一电端头26A和第二电端头26B两者是独立的电气回路，由此能借助于电气设计或者逻辑编程将第一电端头26A和第二电端头26B在时序等关系上加以关联，从而允许第二电端头26B构造为响应于第一斥力单元20A的操作地控制该第三斥力盘23，以使得该第三斥力盘23在第二斥力盘22下行分闸时向其施加阻力且在第二斥力盘22上行合闸时向其施加助力。在本文中，术语“阻力”是指第三斥力盘23施加给第二斥力盘22的作用力的方向与其运动方向是相反的，术语“助力”是指第三斥力盘23施加给第二斥力盘22的作用力的方向与其运动方向是相同的。

在图4-5中更好地示出了本实用新型中的第一斥力盘21、第二斥力盘22和第三斥力盘23，其中这些斥力盘均包括呈盘状的骨架和固定在骨架轴向两侧的第一斥力线圈和第二斥力线圈，其中第一斥力线圈带有接入端21A-23A且第二斥力线圈带有接出端21B-23B。具体来说，以第一斥力盘21为例，第一斥力盘21上设有用于供穿设的驱动杆16沿上下方向自由活动的中心孔，其包括盘状的骨架以及固定在骨架上下两侧的第一斥力线圈和第二斥力线圈。在此，该骨架例如可以为采用45#钢锻造而成的圆盘状结构，第一斥力线圈和第二斥力线圈可以是结构相同，两线圈的轴线与中心孔的轴线是大体重合的。骨架中设有用于形成为安装第一斥力线圈和第二斥力线圈的安装环槽的环形部，两个环形部沿第一斥力盘21的轴向间隔开且彼此相对。由此安装环槽包括靠近中心孔的内槽壁、由上部和下部环形部分别限定出的上槽壁和下槽壁以及由斥力盘的外壳体形成的外周壁。骨架上设有用于引出斥力线圈的线头的第一接入端21A和第一接出端21B，这两者分别位于骨架直径的两端处。在此，该第一斥力线圈和第二斥力线圈均采用铜扁线密绕成盘，分别与间隔开的方式置入安装环槽中进行预固定后，使用浇注工装将第一斥力线圈和第二斥力线圈与骨架封装成一体。使用时，通过控制动第一、第二斥力线圈中的电流方向，与各自配对的其它斥力盘的斥力线圈产生斥力，从而实现对第二斥力盘22施加使其沿轴向做往复运动时的助力或者助力。在此，第二斥力盘22和第三斥力盘23可以采用与第一斥力盘21相同的结构，本文在此不再赘述。需要指出的是，第二斥力盘22在其上部带有穿设经过第一斥力盘21的驱动杆16并固定连接至传动杆142以带动该真空灭弧室14分闸或合闸，并且带有附接至其下部的缓冲盘25以避免第二斥力盘22在下行过程中与第三斥力盘23间的硬冲击，以防止在第二斥力盘22和第三斥力盘23两者间过于接近或者保持机构动作失效时发生碰撞，从而引起电磁斥力机构20的故障或者寿命影响。

优选地，第一斥力单元中的第一斥力盘21和第二斥力盘22中的斥力线圈选用驱动效率较高的线圈。在此可以定义两个线圈外形比例参量来表征斥力线圈的驱动效率，α为线圈高度与线圈平均直径的比；β为线圈径向厚度与线圈平均直径的比。本领域技术人员诸如可借助仿真和实验验证，线圈的外形比例系数α越小、β越大，斥力机构的驱动效率越高。因此第一斥力单元的斥力线圈选取在满足技术条件下外形比例参数α尽可能小，β尽可能大的线圈规格。为了驱动效率的最大化，第一斥力盘21中的斥力线圈的外形尺寸与第二斥力盘22中的斥力线圈保持为一致的。

为了使第一斥力盘21能对第二斥力盘22施加使其沿轴向做往复运动时的助力或者助力，在此例如可以使第一斥力盘21的接出端21B与第二斥力盘22的接入端22A这两者串联连接至第一电端头26A以在两者间形成串联回路。由于电流会从第一斥力盘21的接出端21B折返回流入第二斥力盘22，这从而使第一斥力盘21中的斥力线圈的电流流向与第二斥力盘22中的斥力线圈的电流流向是反向的并在第一斥力盘21和第二斥力盘22之间一直产生斥力。由于第一斥力盘21始终位于第二斥力盘22的上方，该斥力在第二斥力盘22下行运动用于分闸时的助力且在第二斥力盘22上行运动用于合闸时的助力。在这种电路接法时，可以将第一电端头26A中的接线柱均位于壳体13的一侧，例如在图3中的靠近第一接入端21A和第二接出端22B的一侧以形成闭合的电流回路。当然，还可以想到的是，在此使第一斥力盘21的接出端21B与第二斥力盘的接入端22A各自并行连接至第一电端头26A以在两者间形成电流方向相反的并行回路，从而在第一斥力盘21和第二斥力盘22之间产生斥力，此时将第一电端头26A的接线柱分别位于壳体的两侧，从而在第一斥力盘21和第二斥力盘22两者是并行连接时，其就第一电端头26A的电流流向而言彼此间是反接的。

如图3所示，与第一电端头26A相邻但间隔设置有第二电端头26B，从而使两者间是电气独立的。该第二电端头26B给位于第二斥力盘22下方且与其间隔开的第三斥力盘23供电，以在第二电端头26B启用时，使得第三斥力盘23也能向第二斥力盘22施加作用力并在两者间形成第二斥力单元20B。在此，例如在图6中示出的，第一电端头26A和第二电端头26B均被构造成串联连接有蓄能电容C、限流电阻R并带有能控制斥力盘的电流导通的操作开关S。由此，实现了分别经由第一电端头26A和第二电端头26B向第一斥力单元20A和第二斥力单元20B选择性地且依时序地向其供给定向电流的功能。在此，蓄能电容C1和操作开关S1被设计为用于给第一斥力单元20A的至少一个斥力线圈供给定向电流，且蓄能电容C3和操作开关S3被设计为用于给第二斥力单元20B的至少一个斥力线圈供给定向电流。

为了满足不同分闸和合闸操作要求，优选地在第三斥力盘23的下方设有行程限位器24，在此该行程限位器24是例如可以以不同深度旋入底盖132的圆盘，由此能将第三斥力盘23相对于底盖132分别旋紧至不同的高度，从而能调节第三斥力盘23相对于第一斥力盘21的间距(对应于第二斥力盘22的最大竖向运动的行程)。

优选地，在壳体13内还包括在真空灭弧室14和电磁斥力机构20之间枢转连接至驱动杆16的保持机构30，其中该保持机构30固定连接至壳体13的主体并且包括：能在保持位置和缩回位置之间滑动的滑块32，枢转连接至驱动杆16的连杆31，其另一端枢转连接至滑块32，其中处于保持位置的滑块将连杆压抵在其上止点(参见图4)或者下止点(参见图5)，且处于缩回位置的滑块则允许连杆相对于驱动杆枢转，以及将滑块32偏压向其保持位置的压簧33。由此，在本实用新型的快动机械开关中，保持机构30用于保持动触头14B在合闸和分闸时分别使连杆31及其相连的驱动杆16分别稳定在上止点或下止点位置，斥力机构20则作为驱动部分可以克服保持机构30的作用力推动驱动杆16的上下移动。第一斥力单元中的多个斥力线圈通上方向相反的电流后产生斥力使驱动杆16向下运动，推动开关分闸使得高压母线和接地母线达到关断的效果。

为了更进一步的说明本实用新型的实施例提供的快动机械开关来实现分闸或合闸操作的原理及控制方法，现结合附图6-8详述其工作过程以及控制方法，具体如下：

在附图6-8中描述了进行分闸操作时的电路图和操作时序图，其中包括：

在图6中示出了第一电端头26A的电路图(上图)和第二电端头26B的电路图(下图)，其中第一电端头26A串联连接至能给第一斥力盘21和第二斥力盘22供电的蓄能电容C1、限流电阻R1和控制向第一斥力盘21和第二斥力盘22的电流导通的操作开关S1，而第二电端头26B串联连接至能给第三斥力盘23供电的蓄能电容C3、限流电阻R3和控制向第三斥力盘23的电流导通的操作开关S3。在需要进行分闸操作时，

首先进行步骤a.此时从图8中的t0时刻起，启用第一电端头26A向第一斥力盘21和第二斥力盘22供电(例如使操作开关S 1闭合)且停用第三斥力盘23(例如使操作开关S3开断)，其中第一斥力盘21和第二斥力盘22中的电流流向是相反的(如图7所示，其中电流以沿着纸面向内的方向分别流过第一斥力盘21内的两个斥力线圈，而此时以相反的、沿着纸面向外的方向流过第二斥力盘22内的两个斥力线圈)，这例如可以借助于串联连接第一斥力盘21和第二斥力盘22或者并行连接第一斥力盘21和第二斥力盘22来实现，尽管此时第一斥力盘21和第二斥力盘22具有一定的斥力，但由于保持机构30具有相当的保持力，此时第二斥力盘22仍是保持不动的，其中步骤a清楚地示出在图8中的t0至t1时刻，其中第二斥力盘22与第三斥力盘23之间的间距(对应于动触头14B和静触头14A之间的开距)是最大的，此时第一斥力单元20A中已经通有电流，但第二斥力单元20B中并未通电流；

b.在放电第一时间段至t1时刻后，此时第一斥力盘21施加至第二斥力盘22的电磁斥力已足以克服保持机构30的保持力从而基于电磁斥力推动第二斥力盘22带动传动杆142加速下行，其中步骤b清楚地示出在图8中的t1至t2时刻，其中第二斥力盘22与第三斥力盘23之间的间距开始减小，此时第一斥力单元20A中已经通有电流，但第二斥力单元20B中仍未通电流；

c.在第一电端头放电第二时间段至t2时刻后，此时启用第二电端头26B向第三斥力盘23供电，其中第三斥力盘23和第二斥力盘22中的电流流向是相反的(如图7所示，其中电流以沿着纸面向外的方向分别流过第二斥力盘22内的两个斥力线圈，而此时以相反的、沿着纸面向内的方向流过第三斥力盘23内的两个斥力线圈)，第二斥力盘22在第一斥力盘21和第三斥力盘23的合力作用下减速下行直至在t3时刻以最大速度经过预定位置，随后由于第二电端头26B持续放电，电磁力使第二斥力盘22开始减速，继续向下移动，其中步骤c清楚地示出在图8中的t2至t3时刻，其中第二斥力盘22与第三斥力盘23之间的间距持续减小，此时第一斥力单元20A中已经通有电流，但第二斥力单元20B中也通有电流；

d.使第一电端头和第二电端头放电至第三时间段至t4时刻后，然后操作开关S1和S3开断，以使第二斥力盘22在第三斥力盘23上方停止下行动作，其中步骤d清楚地示出在图8中的t3至t4时刻，其中第二斥力盘22与第三斥力盘23之间的间距持续减小，此时第一斥力单元20A和第二斥力单元20B中均通有电流；

e.由于第二斥力盘22尚未完全处于驱动杆16的下止点，为避免其发生上下窜动，由保持机构30中的压簧33促使第二斥力盘22进一步下行直至枢转连接至驱动杆16的连杆31在时刻t5时被保持在其下止点位置，从而完成整个分闸操作，此时动触头14B被稳定地保持在其分闸位置，其中步骤e清楚地示出在图8中的t4至t5时刻，其中第二斥力盘22与第三斥力盘23之间的间距缓慢减小至最小间距，此时第一斥力单元20A和第二斥力单元20B中均不带有电流。

对于合闸操作来说，其操作方式大体上与图8中示出的时序是相同的，具体操作如下：

A1.启用第一电端头26A和第二电端头26B分别向第二斥力盘22和第三斥力盘23供电且停用第一斥力盘21，其中第二斥力盘22和第三斥力盘23中的电流流向是相反的；

B 1.在放电第一时间段后，第三斥力盘23基于电磁斥力推动第二斥力盘22带动传动杆142加速上行；

C1.在第一电端头26A和第二电端头26B放电第二时间段后，启用第一电端头26A向第一斥力盘21供电，其中第一斥力盘21和第二斥力盘22中的电流流向是相反的，第二斥力盘22在第一斥力盘21和第三斥力盘23的合力作用下减速上行直至以最大速度经过预定位置；

D1.使第一电端头和第二电端头放电至第三时间段，以使第二斥力盘在第一斥力盘下方停止上行运动。

最后，由保持机构促使所述第二斥力盘进一步上行直至枢转连接至所述驱动杆的连杆被保持在其上止点位置。

替代地，也可以一直停用第一斥力盘21，从而确保在合闸操作期间第二斥力盘22仅受到第三斥力盘23的电磁力作用。这是有益的，因为可以确保第二斥力盘22可以以最短的时间上行运动到位，从而提高快动机械开关的响应速度。

由上可知，在本实用新型中通过采用线圈-线圈结构作为斥力机构的驱动结构，相对线圈-金属盘结构具有更高的驱动效率且控制精度较高且控制难度较低；并且减小快动斥力单元的驱动组件尺寸和运动惯量以保护斥力机构的部件，延长斥力机构寿命。采用由第一电端头和第二电端头分别独立通电的斥力盘来形成双向斥力结构，这有助于提升开关合闸和分闸的快速性；同时，真空灭弧室中采用横向绝缘栅和添加磁场分布，通过拉长电弧增强冷却效果来加强灭弧效果。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种快动机械开关，其特征在于，包括：

-封闭的壳体；

-真空灭弧室，其中该真空灭弧室内设置有固定不动的静触头和能相对其滑动接合的动触头，其中所述静触头连接有凸伸出壳体的第一母线排且所述动触头连接有凸伸出壳体的第二母线排；

-位于真空灭弧室下方的电磁斥力机构，其与真空灭弧室通过传动杆固定连接，其中所述电磁斥力机构具有：

-与第一电端头电连接的第一斥力单元，其包括固定不动的第一斥力盘和位于其下方且与其间隔开的第二斥力盘，其中所述第二斥力盘经由穿设经过第一斥力盘的驱动杆固定连接至所述传动杆以带动所述真空灭弧室分闸或合闸；

-与独立于第一电端头的第二电端头电连接的第二斥力单元，其包括位于第二斥力盘下方且与其间隔开的第三斥力盘，其中所述第二电端头被构造为响应于第一斥力单元的操作地控制供至该第三斥力盘的电流，以使得该第三斥力盘在第二斥力盘下行分闸时向其施加阻力且在第二斥力盘上行合闸时向其施加助力。

2.如权利要求1所述的快动机械开关，其特征在于，所述第一斥力盘、第二斥力盘和第三斥力盘均包括呈盘状的骨架和固定在骨架轴向两侧的第一斥力线圈和第二斥力线圈，其中第一斥力线圈带有接入端且第二斥力线圈带有接出端。

3.如权利要求2所述的快动机械开关，其特征在于，所述第一斥力盘的接出端与第二斥力盘的接入端这两者串联连接至第一电端头以在两者间形成串联回路，从而使第一斥力盘中的斥力线圈的电流流向与第二斥力盘中的斥力线圈的电流流向是反向的并在第一斥力盘和第二斥力盘之间产生斥力。

4.如权利要求2所述的快动机械开关，其特征在于，所述第一斥力盘的接出端与第二斥力盘的接入端各自并行连接至第一电端头以在两者间形成电流方向相反的并行回路，从而在第一斥力盘和第二斥力盘之间产生斥力。

5.如权利要求2所述的快动机械开关，其特征在于，所述第一电端头和所述第二电端头均被构造成串联连接有蓄能电容、限流电阻并带有能控制斥力盘的电流导通的操作开关。

6.如权利要求1所述快动机械开关，其特征在于，所述真空灭弧室内壁设置有套设于传动杆外侧的波纹管，其中所述波纹管的一端气密连接至真空灭弧室的端部以始终实现真空灭弧室的气密。

7.如权利要求1所述的快动机械开关，其特征在于，还包括在真空灭弧室和电磁斥力机构之间枢转连接至所述驱动杆的保持机构，其包括：

-能在保持位置和缩回位置之间滑动的滑块；

-枢转连接至所述驱动杆的连杆，其另一端枢转连接至滑块，其中处于保持位置的滑块将连杆压抵在其上止点或者下止点，且处于缩回位置的滑块则允许连杆相对于驱动杆枢转；

-将滑块偏压向其保持位置的压簧。

8.如权利要求1所述的快动机械开关，其特征在于，还包括附接至第二斥力盘下部的缓冲盘，其被构造成避免第二斥力盘在下行过程中与第三斥力盘间的硬冲击。