[发明专利]一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构及工作方法

权利要求书

1.一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，包括分闸涡流板组件(1)、线圈浇注体(2)、合闸涡流板组件(3)、线圈运动组件(4)和绝缘支撑套(5)；其中分闸涡流板组件(1)和合闸涡流板组件(3)上下分布在线圈运动组件(4)外周圈，线圈浇注体(2)分布在线圈运动组件(4)外周圈且位于分闸涡流板组件(1)和合闸涡流板组件(3)之间；绝缘支撑套(5)位于分闸涡流板组件(1)和合闸涡流板组件(3)之间且位于线圈浇注体(2)外侧；

所述分闸涡流板组件(1)包括分闸涡流板(101)、分闸导向环(102)，且分闸涡流板(101)与分闸导向环(102)固定连接，限制线圈运动组件(4)的运动自由度为轴向运动；

所述线圈浇注体(2)包括依次连接的线圈(201)、绝缘浇注材料(202)和金属嵌件(203)；

所述合闸涡流板组件(3)包括合闸涡流板(301)、合闸导向环(302)，且合闸涡流板(301)与合闸导向环(302)固定连接，限制线圈运动组件(4)的运动自由度为轴向运动；

所述线圈运动组件(4)包括传动杆(401)、紧固螺母(402)、第一紧固导向套(403)、第一垫片(404)、第二垫片(405)和第二紧固导向套(406)；

所述线圈浇注体(2)的金属嵌件(203)通过第一紧固导向套(403)和第二紧固导向套(406)，采用紧固螺母(402)固定压紧，并与传动杆(401)固定连接；所述第一紧固导向套(403)和线圈浇注体(2)之间设置有第一垫片(404)，在第二紧固导向套(406)和线圈浇注体(2)之间设置有第二垫片(405)，用以降低快速真空开关合分闸操动对线圈浇注体(2)的冲击应力。

2.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述线圈浇注体(2)在快速真空开关处于合闸位置时，线圈浇注体(2)与分闸涡流板(101)之间，预留一定长度的空气间隙，以防止线圈浇注体(2)与分闸涡流板(101)在快速开关合闸操动过程产生直接碰撞；该间隙通过分闸涡流板(101)的中间凹槽与第一紧固导向套(403)的外侧凸台限位配合来实现；快速真空开关处于分闸位置时，线圈浇注体(2)与合闸涡流板(301)之间，同样预留一定长度的空气间隙，以防止线圈浇注体(2)与合闸涡流板(301)在快速开关分闸操动过程产生直接碰撞，该间隙通过合闸涡流板(302)的中间凹槽与第二紧固导向套(406)的外侧凸台限位配合来实现。

3.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述分闸涡流板(101)和合闸涡流板(301)采用高导电率的非铁磁性金属材料制造；

所述分闸导向环(102)和合闸导向环(302)采用黄铜材料制备。

4.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述线圈(201)采用扁铜线或铝线绕制成单层、双层或多层线圈结构；

对于单层线圈结构，将线圈(201)绕制的内侧进出线折叠至外侧，再浇注成型，确保线圈浇注体(2)的进出线置于线圈外侧圆柱面；

对于双层或多层线圈结构，需确保各层绕制方向相同，以提升电磁斥力机构的驱动效率，且线圈浇注体(2)的进出线需置于线圈外侧圆柱面。

5.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述绝缘浇注材料(202)采用SMC高温模压成型工艺制成，或采用环氧树脂真空浇注工艺制成，或采用玻璃纤维增强环氧浇注工艺制成。

6.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述金属嵌件(203)采用开槽结构，以防止线圈(201)通电时在金属嵌件(203)内部产生感应涡流，提升单线圈式电磁斥力机构的驱动效率。

7.根据权利要求1所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构，其特征在于，所述绝缘支撑套(5)设置观察窗，用以观测线圈浇注体(2)的合闸或分闸状态。

8.权利要求1至7任一项所述的一种快速真空开关用单线圈式电磁斥力机构的工作方法，其特征在于，在快速真空开关进行合闸操动时，线圈(201)流过合闸放电电流，产生轴向磁场，并在合闸涡流板(301)中感应产生与线圈磁场方向相反的涡流电磁场，同时线圈(201)将与合闸涡流板(301)之间产生电磁斥力；线圈浇注体(2)在该电磁斥力的作用下，带动线圈运动组件(4)、合分闸保持装置、绝缘拉杆、触头弹簧、真空灭弧室动导电杆执行合闸操作；在快速真空开关进行合闸操动接近合闸位置时，线圈(201)中延续的放电电流，将在分闸涡流板(101)中感应产生涡流反向磁场，并对线圈浇注体(2)和线圈运动组件(4)的合闸运动产生阻尼缓冲作用；

在快速真空开关进行分闸操动时，线圈(201)中流过分闸放电电流，产生轴向磁场，并在分闸涡流板(101)中感应产生与线圈(201)方向相反的涡流电磁场，同时线圈(201)将与分闸涡流板(101)之间产生电磁斥力；线圈浇注体(2)在该电磁斥力的作用下，带动线圈运动组件(4)、合分闸保持装置、绝缘拉杆、触头弹簧、真空灭弧室动导电杆执行分闸操作；在分闸操动接近分闸位置时，线圈(201)将在合闸涡流板(301)中同样感应产生涡流反向磁场，并为线圈浇注体(2)和线圈运动组件(4)的分闸运动产生阻尼缓冲作用；上述阻尼缓冲特性能显著提高单线圈式电磁斥力机构合分闸操动的机械可靠性。