[发明专利]一种微机保护装置直接分闸的磁保持操动机构

说明书

本发明公布一种可以由微机保护装置直接驱动分闸的磁保持操动机构，由驱动轴、导向套、下绝磁板、圆柱形内磁轭、永磁体、励磁线圈、筒形外磁轭、垫圈、圆柱形动铁芯衔铁和上绝磁板组成，通过提高励磁线圈工作电压，减小励磁线圈体积，改善磁轭结构，减小导磁磁阻，按照特定工作参数绕制励磁线圈，可以满足微机保护装置保护输出驱动参数，实现微机保护装置直接驱动分闸，减少中高压断路器保护跳闸时间；还可以提高励磁线圈的线电阻，降低合闸驱动电流、饱和导通电流，降低励磁线圈发热损坏风险。

技术领域

本发明涉及高、低压真空电器开关配件，特别是操动机构，属电器技术领域。

背景技术

当前电力输配电系统中，弹簧机构的断路器开关使用比较普遍。通过微机保护装置输出控制信号，驱动弹簧机构上的分励脱扣器，分励脱扣器动作释放储能弹簧的动力，驱动断路器分闸动作。从微机保护装置输出到断路器实现分闸，弹簧机构断路器开关需要相对较长的时间，不能适应较高的配网分级保护安排。近年来，永磁保持操动机构以其高可靠、长寿命、易控制等优点引起业内普遍关注，但是，永磁保持操动机构与其控制系统的配合问题一直困绕永磁保持操动机构的推广应用，永磁保持操动机构的组件虽然很少，却可构成多种磁路结构形式，不同形式磁路结构的永磁操动机构，在控制系统提供的电力作用下，执行高、低压真空开关状态转换的过程中，与时间相关的机、电、磁相互耦合的静态力学特性、动态力学特性及运动特性都存在很大差异，它直接影响着控制系统、操动机构与真空开关的匹配特性。目前永磁保持操动机构应用过程中，励磁线圈驱动电压采用DC110V或DC220V，为了在规定时间内输出足够的动力，励磁线圈线阻往往较小，这样带来一个弊端是：励磁线圈短路电流非常大，以至于在连续工作的情况下，励磁线圈严重发热，直至烧毁，也会出现控制系统电路元件因过流而烧坏。这种控制系统、励磁线圈易损坏现象，也严重影响了永磁保持操动机构的应用前景。

发明内容

为了解决目前弹簧机构断路器和永磁保持操动机构断路器应用过程中存在的问题，本发明公布了一种微机保护装置直接分闸的磁保持操动机构。通过提高励磁线圈工作电压，精准控制励磁线圈导通时间，减小励磁线圈线径，提高励磁线圈线电阻，缩小励磁线圈的外圈直径，优化磁路系统设计，降低导磁回路磁阻；与传统永磁操动机构相比较，在输出相同驱动力的条件下，该新型磁保持操动机构可以减少三分之一的体积，降低二分之一的励磁线圈峰值电流，可以减少过流、过热损坏风险；同时，降低驱动电流后，该新型磁保持操动机构可以通过微机保护装置直接驱动分闸，相较于弹簧机构，由微机保护装置直接驱动磁保持操动机构分闸，可以减少弹簧机构分励脱扣器动作时间，最终减少保护分闸时间，有利于输电配网分级保护安排。

永磁保持操动机构的工作过程是：励磁线圈正向加载一定时间的电源时，由励磁线圈产生的正向电磁场叠加永磁体的永磁场，通过导磁磁轭、工作气隙，使动铁芯衔铁产生拍合运动，输出合闸操动力，完成合闸动作，合闸后，由永磁体的永磁场通过导磁磁轭、动铁芯衔铁使拍合面保持吸力，输出合闸保持力，进入合闸状态；励磁线圈反向加载一定时间的电源时，由励磁线圈产生的反向电磁场消减永磁体的永磁场，拍合面保持吸力下降，达到临界点后，在外力的作用下，动铁芯衔铁与磁轭分离，完成分闸动作，进入分闸状态。

励磁线圈匝数不变的情况下，减小导线直径可以减小励磁线圈外圈直径，可以提高励磁线圈的线电阻；提高励磁线圈的加载电压，可以使励磁线圈保持合适的安匝数，因此，励磁线圈具有最优参数。在保持导磁横截面面积不变的情况下，减小励磁线圈外圈直径可以减小外磁轭直径，减小导磁回路长度，即减小导磁回路磁阻，可以提高工作气隙的磁通，提高拍合面吸力。所以，合闸操动力和永磁场合闸保持力输出不变的情况下，不改变拍合面面积，适当减小外磁轭直径，减小导线直径，改善励磁线圈的工作参数，可以降低励磁线圈的过流损坏的风险。

本发明采取的技术方案为：