[发明专利]强电流相控合闸装置

说明书

技术领域

本发明涉及电器试验领域，用于专业电器试验站、大电流相控合 闸试验，尤其指涉及变压器、熔断器等电气设备短路试验时用作高精 度相控合闸开关的强电流相控合闸装置。

背景技术

随着现代科学技术的不断更新，随着国内电力事业突飞猛进的发 展和日益竞争激烈的国际市场，世界各国的高、低压电气设备也层出 不穷，国际电工委员会对电气设备进行一系列标准规范，特别对电气 设备中开关电器的试验不仅要求控制试验电压和电流，而且要求控制 合闸相位角和导通周波数或波形，而实验电压、电流、合闸相位角又 是电气设备“短路开断、关合能力试验”要求的。目前的高、低压系 统中，开关的合、分闸相位是随机的，因而过电压和涌流现象就很严 重，对电力系统运行和电气设备的性能带来负面影响，具体表现为： 电气设备寿命的减少，电气设备的绝缘击穿、故障和损坏，继电保护 的误动作，二次边的电子控制元件功能失常，电能质量的降低等。

鉴于以上原因，我们对开关设备分合闸相位控制的研究与发展也 给予了足够的重视，认为分合闸相位控制的研发是未来开关设备研发 的重中之重。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于克服以往电器实验室中相 控合闸装置关合电流小，合闸精度低的问题，研发一种新型的强电流 相控合闸的试验装置。该装置可以在系统电压波形的指定相位处关 合，保证了电器实验的可靠性，大大提高了试验的准确性和工作效率。

为达上述目的，本发明强电流相控合闸装置通过下述技术方案予 以实现。

强电流相控合闸装置，包括框架、至少一个真空灭弧室、至少一 个永磁操纵机构和至少一个智能选相控制模块，真空灭弧室、永磁操 纵机构固定在框架上，真空灭弧室包括至少一动触头和与动触头连接 的绝缘拉杆，永磁操纵机构包括电磁线圈、动铁芯和与动铁芯连接的 输出轴，设一传动系统连接绝缘拉杆和输出轴，智能选相模块则与永 磁操纵机构的电磁线圈电连接。

本发明中智能选相控制模块接受分、合闸控制信号后发出指令， 将分、合闸电压电流由引线施加于永磁操纵机构的电磁线圈产生电磁 力，启动永磁操纵机构的动铁芯，通过永磁操纵机构的输出轴带动真 空灭弧室的绝缘拉杆，从而带动灭弧室动触头实现相控合闸装置分合 闸的目的。

上述技术方案中，采用高性能长寿命的真空灭弧室。该真空灭弧 室使合闸装置具有优异的绝缘性能和灭弧性能。灭弧室安装在环氧树 脂绝缘筒内，不仅可以防止真空灭弧室受到外部因素的破坏，而且可 以提高灭弧室的外绝缘水平。灭弧室的触头采用铜铬合金材料，杯状 纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水 平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。

作为上述技术方案的改进，永磁操动机构由动铁芯、静铁芯内圈、 静铁芯外圈、电磁线圈、机构输出轴、永久磁体等构成，静铁芯内圈 设于静铁芯外圈内，永久磁体卡设于静铁芯内圈和静铁芯外圈之间， 电磁线圈套在静铁芯内圈的下部，动铁芯设于静铁芯内圈的底面，机 构输出轴则穿过静铁芯内圈与动铁芯相连。上述技术方案中所采用的 永磁机构结构合理、传动简单，在合闸状态靠永磁体吸力保持，运动 平稳在合分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流，能耗低；并且为 全电子控制，可实现对运动部分的精确控制，联接线路简单，体积小， 成本低。

上述技术方案中所述的智能选相控制模块根据外部输入的电压 信号作为基准信号，控制合闸装置在预先设定电压相位(电角度)及 时、精确地完成装置的相控合闸。所述的智能选相控制模块包括合闸 开关、储能电容、位置开关和控制模块，合闸开关、储能电容、位置 开关分别与控制模块电连接，其中储能电容与磁操动机构的电磁线圈 并联，所述的控制模块内设有合闸状态互锁开关，合闸状态互锁开关 与所述的永磁操动机构的电磁线圈电连接，所述的控制模块还设有电 源输入端和电压相位同步信号输入端，所述的合闸开关与合闸状态互 锁开关均为两位开关。

作为上述技术方案的改进，所述的合闸状态互锁开关为两位开 关，其开关位各通过一线圈与位置开关电连接。