[发明专利]一种双稳态永磁操动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种双稳态永磁操动机构。

背景技术

近十年来随着国家电力事业的迅猛发展，电力系统不断向高电压、远距离、大容量的方向发展。在提高经济性的同时，安全可靠性的问题也突出起来。在20世纪70年代，许多国家的大电网相继发生重大事故，引起长时间的停电，不但造成巨大的经济损失，而且危机社会次序。据ABB公司调查统计显示，操动机构的故障率最高占总数的43％。因此为了满足电力系统对高压断路器性能愈来愈高的要求，国内外公司都在对高压断路器操动机构进行改进，尽量减少零部件数量，降低操作功，提高可靠性。

目前，我国国内110kV级输电网应用较普遍，在此高压等级的断路器上，大多采用以SF6气体为灭弧介质的高压断路器。它的操动机构大多采用弹簧操动机构、液压操动机构、液压弹簧机构。其共同的缺点输出力的特性与断路器负载特性配合较差；零件数量多，加工要求高；随着操作功的增大，机械寿命大大降低。随着NdFeB永久磁体的大量应用，已研制出双稳态永磁操动机构，特别在中压等级配电网中应用较普遍。对于110kV输电网来说，其断路器的开距较大，对操动机构的要求较高。普通双稳态永磁操动机构由于行程短，对于开距较大的断路器很难满足其特性要求。

发明内容

本发明提供了一种双稳态永磁操动机构，用于高压断路器，与高压断路器的本体达到完美配合，进而提高高压断路器的性能。

所述双稳态永磁操动机构包括分闸线圈、合闸线圈、永磁体，永磁体位于分闸线圈和合闸线圈之间，分闸线圈包括分闸主、辅助线圈，合闸线圈包括合闸主、辅助线圈，分闸主线圈和合闸主线圈分别围绕在分闸辅助线圈和合闸辅助线圈的周围，分闸主、辅助线圈通电时产生同向的磁力线，合闸主、辅助线圈通电时产生同向的磁力线。

作为本发明的改进，所述双稳态永磁操动机构还包括位于永磁体内侧的导磁块，所述导磁块位于分闸线圈和合闸线圈之间。

作为优选方案，分闸主、辅助线圈并联连接，合闸主、辅助线圈并联连接。

本发明在普通双稳态永磁操动机构的基础上，将分、合闸线圈均由一个线圈改变为互相配合的主、辅助线圈，分、合闸主线圈的匝数是辅助线圈匝数的1.8～2.3倍，优选为2倍，目的是当永磁机构做分、合闸操作时，相应的分、合闸的主、辅助线圈同时通入电流，在总的匝数相同时，主、辅助线圈的形式相对于一个线圈，电路中的电感较小，电流上升速度快，从而使断路器触头获得更快的合闸速度，同时合闸时间也相应减小，从而满足110kV电压等级下大开距高压断路器分、合闸的各种特性参数要求。

本发明具有以下优点：1.零部件少，可靠性高，耗能少。2.分合闸激磁电流小，与永磁驱动器配合良好。3.与其它操动机构相比，出力特性与断路器的触头动特性匹配的更好，可以获得更大的分闸速度。4.安装维修调试方便。

附图说明

图1为本发明结构图

图中，1工作气隙，2分闸主线圈，3永磁体，4合闸主线圈，5磁轭，6动铁心，7合闸辅助线圈，8导磁块，9分闸辅助线圈，10驱动杆。

图2为配本发明的高压断路器结构图-合闸状态；

图3为配本发明的高压断路器结构图-分闸状态。

图中，11高压断路器灭弧室，12静触头，13动触头，14拐臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明加以说明。

本发明内部结构如图1所示，分闸线圈处在磁轭5上端内侧位置，围绕在动铁心6周围，包括分闸主线圈2和分闸辅助线圈9，分闸主线圈2围绕在分闸辅助线圈9周围，分闸主、辅助线圈并联连接，共同作用，完成高压断路器的分闸操作；合闸线圈处在磁轭5下端内侧位置，围绕在动铁心6周围，包括合闸主线圈4和合闸辅助线圈7，合闸主线圈4围绕在合闸辅助线圈7周围，它们并联连接、共同作用，完成高压断路器的合闸操作；永磁体3和导磁块8位于磁轭5中部内侧，围绕在动铁心6周围，导磁块8填充在永磁体3和动铁心6之间，为机构提供保持时所需要的动力，并使磁路均匀；动铁心6是整个机构中唯一的运动部件，一般采用低碳钢材料，驱动杆10与动铁心6连接在一起，它们使断路器在分闸与合闸之间转换。

为了便于分析，图2和图3给出了图1双稳态永磁操动机构与110kV级高压断路器本体连接的结构简图。如图2所示，动触头13和静触头12相接触，当双稳态永磁操动机构的分闸主、辅助线圈中没有电流通过，永磁体3利用动铁心6、磁轭5和导磁块8提供的低磁阻抗通道，将动铁心6、驱动杆10保持在下端部。此时驱动杆10通过拐臂14使高压断路器保持在合闸位置。