[实用新型]单稳态永磁机构控制器及具有其的真空断路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及断路器控制领域，特别地，涉及一种单稳态永磁机构控制器及具有其的真空断路器。

背景技术

断路器作为电力系统中重要的电气设备之一，其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响。真空断路器作为技术性能先进的一种断路器，具有可靠性高、稳定性好、少维护、寿命长等特点，得到了广泛的应用。操动机构作为断路器的核心部件之一，其可靠性是断路器性能优劣的关键。因此操动机构的工作性能和质量的优劣，对高压真空断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。

断路器的操动机构的发展经历了几个重要的阶段：电磁机构、弹簧机构、永磁机构。最早的电磁机构，由于对电源的要求较苛刻，需要专用的大容量直流屏提供分合闸电源，并且操作时冲击大，分合闸动作时间长，而逐渐被市场所淘汰，取而代之的是弹簧操动机构。其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，因此在近几年得到广泛应用。但弹簧机构也有其自身不可克服的缺点：结构比较复杂，零件数量多，加工精度要求高，动作分散性较大。永磁机构是一种电磁操动、永磁保持、电子控制的操动机构，性能先进，受到了广泛关注。永磁操动机构由于取消了脱扣、锁扣装置，而采用永久磁铁进行终端位置的保持，动作元件和零部件数目明显减少，永磁机构具有简单可控等优点，因而可靠性大大提高。

单稳态永磁机构是永磁机构的一种，它的特点是：采用永久磁铁使真空断路器保持在合闸极限位置，使用激磁线圈将机构的铁心从分闸位置推动到合闸位置，同时，给分闸弹簧储能。分闸时，给线圈通以反向电流，使铁心工作气隙处永磁材料与激磁线圈产生的合成磁场接近于零，靠触头弹簧和分闸弹簧所储存的能量进行分闸。

永磁机构控制器是永磁操动机构的核心部分，它的性能直接影响故障的排除效果和断路器的可靠工作。一般来说，永磁机构控制器主要包括线路监测与保护单元和永磁机构驱动单元两部分。线路监测与保护单元负责供电线路运行状态的监测、故障判断与处理等。永磁机构驱动单元提供永磁机构的驱动功能，保证断路器的可靠动作。

现有的永磁操动机构真空断路器控制电路仍采用两个直流接触器切换储能电容对分、合闸线圈供电，由此带来了如下问题：1、控制时间不准确、分散性大；2、难以与高压综合保护器联动；3、接触器的寿命和可靠性不理想；4、功耗多、成本高、重量和体积大。很多工矿企业要求采用电力电子器件设计功能全、成本低、可靠性高的永磁操动机构电子控制器。

实用新型内容

本实用新型提供了一种单稳态永磁机构控制器及具有其的真空断路器，以解决现有的永磁机构操动控制可靠性低及智能化水平低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种单稳态永磁机构控制器，用于对断路器的操动机构进行控制以实现分合闸动作，单稳态永磁机构控制器包括：

信号处理采集装置，用于对供电线路中的电流、电压信号进行采集和调理；

微处理器，与信号处理采集装置电连接，用于接收信号处理采集装置采集的电流、电压信号，并检测分合闸驱动指令以输出触发指令；

分合闸驱动装置，与微处理器电连接，用于接收触发指令并执行断路器的分合闸操作；

分合闸驱动装置包括储能电容、放电线圈及用于控制储能电容给放电线圈放电的开关元件，

开关元件与微处理器电连接，根据触发指令动作。

进一步地，单稳态永磁机构控制器还包括：

储能电容检测装置，与微处理器电连接，用于检测储能电容的电压值并传递给微处理器。

进一步地，单稳态永磁机构控制器还包括：

电源装置，用于供电给微处理器；

电源装置经充电模块连接储能电容，充电模块电连接微处理器以在微处理器的控制下对储能电容进行充电。

进一步地，电源装置采用大功率开关电源。

进一步地，微处理器电连接用于故障报警的报警单元。

进一步地，微处理器电连接用于远程通信的通信模块。

进一步地，开关元件采用绝缘栅双极晶体管。

进一步地，微处理器采用DSP芯片。

进一步地，信号处理采集装置包括用于检测供电线路中的电流、电压信号的互感器，互感器经线性光耦连接DSP芯片的A/D转换端口。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种真空断路器，包括上述的单稳态永磁机构控制器。

本实用新型具有以下有益效果：