單相磁操作機構(gòu)真空斷路器及智能真空斷路器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單相磁操作機構(gòu)真空斷路器及包括該斷路器和驅(qū)動控制器的智能真空斷路器系統(tǒng)，該斷路器的磁操作機構(gòu)包括筒形導(dǎo)磁環(huán)，連接在導(dǎo)磁環(huán)上、下兩端的上、下磁軛，磁回路組件，可動磁芯，激磁線圈，分閘彈簧和觸頭壓力彈簧，激磁線圈設(shè)置在導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)，可動磁芯的至少上部位于激磁線圈的內(nèi)孔所限定的柱狀空間內(nèi)，可動磁芯中上下貫穿有輸出桿，輸出桿上端與動觸頭連接，分閘彈簧和觸頭壓力彈簧同軸套在輸出桿上，下端均抵在可動磁芯上，分閘彈簧的上端抵在上磁軛上，觸頭壓力彈簧的上端與輸出桿相對固定。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、材料和制造成本低，無合閘彈跳，能長期保持磁性，可實現(xiàn)選相操作和在線自我監(jiān)測，能滿足智能電網(wǎng)的使用要求。
【專利說明】單相磁操作機構(gòu)真空斷路器及智能真空斷路器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用永磁操作機構(gòu)的單相真空斷路器以及包含該斷路器的智能系統(tǒng)，屬于高壓開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，可用于電力3.6KV-40.5KV線路，用來關(guān)合負荷電流、短路故障電流，同時也能在國家標(biāo)準(zhǔn)GB1984規(guī)定的時間內(nèi)承受短路及峰值電流。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有斷路器具有如下特點:(I)操作機構(gòu)為彈簧儲能操作機構(gòu)或者為釹鐵硼永磁操作機構(gòu)。彈簧儲能操作機構(gòu)的機械部件多，容易出現(xiàn)機械故障，從而給電力系統(tǒng)運行造成隱患，且合閘有彈跳。而釹鐵硼永磁操作機構(gòu)在運行中的退磁率非常高，可能會導(dǎo)致機構(gòu)失效；分合閘放電電容非常大，高達幾十萬微法，因此對操作電源容量的要求比較高，并且這樣大的電容容量，會存在安全隱患；另外，由于用到稀土材料，成本較高。(2)—個操作機構(gòu)同時拖動3相斷路器來操作，操作功非常大，且無法實現(xiàn)選相操作，無法滿足智能電網(wǎng)的選相操作要求。(3)操作機構(gòu)與真空滅弧單元為前后布置，前后方向占用空間較大，且二者間通過由拐臂、連桿等零件組成的傳動機構(gòu)聯(lián)動，對操作機構(gòu)與真空滅弧單元的同軸度要求較高。(4)不能在線監(jiān)測自身的運行狀態(tài)，無法滿足智能電網(wǎng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，結(jié)構(gòu)簡單、材料和制造成本低，可以實現(xiàn)選相操作和在線自我監(jiān)測，能滿足智能電網(wǎng)的使用要求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，包括真空滅弧室和磁操作機構(gòu)，所述磁操作機構(gòu)包括磁回路組件、可動磁芯、激磁線圈、分閘彈簧和觸頭壓力彈簧，所述磁回路組件設(shè)有筒形導(dǎo)磁環(huán)和分別連接在所述導(dǎo)磁環(huán)上、下兩端的上磁軛和下磁軛，所述激磁線圈設(shè)置在所述導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)，所述可動磁芯的至少上部位于所述激磁線圈的內(nèi)孔所限定的柱狀空間內(nèi)，并與所述激磁線圈間存在空隙，所述可動磁芯中上下貫穿有輸出桿，所述輸出桿向上延伸穿出所述上磁軛并與所述真空滅弧室的動觸頭連接，所述分閘彈簧和觸頭壓力彈簧同軸套設(shè)在所述輸出桿上，二者的下端均抵在所述可動磁芯上，所述分閘彈簧的上端抵在所述上磁軛上，所述觸頭壓力彈簧的上端與所述輸出桿相對固定。
[0005]所述可動磁芯與所述磁回路組件之間的設(shè)置方式可以是下列任意一種:(I)所述可動磁芯完全位于所述磁回路組件內(nèi)；(2)所述下磁軛設(shè)有中央通孔，所述可動磁芯貫穿所述中央通孔，所述可動磁芯的上部位于所述磁回路組件內(nèi)，下部位于所述磁回路組件外。
[0006]所述可動磁芯與所述磁回路組件之間采用設(shè)置方式(2)的情況下，所述可動磁芯可設(shè)有其徑向最大線性尺寸大于所述中央通孔當(dāng)量直徑的凸緣，或者，所述磁回路組件內(nèi)的中下部可以設(shè)有避免可動磁芯向下脫出所述磁回路組件的磁芯下行限位件。
[0007]所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器還包括直動操作絕緣桿，所述動觸頭、直動操作絕緣桿和輸出桿優(yōu)選由上至下依次同軸連接。
[0008]所述可動磁芯可以為一體式結(jié)構(gòu)或者分體式結(jié)構(gòu)，當(dāng)為分體式結(jié)構(gòu)時，所述可動磁芯可以包括上下固定連接的磁芯主體和磁芯底座。
[0009]對于前述任意一種所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其超程對應(yīng)所述可動磁芯向上運動全行程最末的20%-40%行程。
[0010]對于前述任意一種所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，所述導(dǎo)磁環(huán)、上磁軛、下磁軛及所述可動磁芯的部分或全部優(yōu)選采用磁硬化的FeGa磁致伸縮合金制成。
[0011]一種智能真空斷路器系統(tǒng)，包括前述任意一種所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，還設(shè)有驅(qū)動控制器，所述驅(qū)動控制器可以包括中央處理單元、輸入單元、狀態(tài)檢測單元、放電單元和為所述中央處理單元供電的電源，所述輸入單元和狀態(tài)檢測單元的輸出分別接入所述中央處理單元，所述中央處理單元則輸出送至所述放電單元，所述放電單元的放電輸出端與所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器的激磁線圈的電氣回路電連接。
[0012]所述驅(qū)動控制器還可以包括與所述中央處理單元連接的通信單元，所述通信單元設(shè)有通信接口，所述狀態(tài)檢測單元包括檢測所述激磁線圈所在電氣回路電壓、電流的檢測元器件，檢測所述電源輸出線路電壓、電流的檢測元器件，以及檢測分合閘位置的檢測元器件和/或檢測合閘回路電流的檢測元器件。
[0013]所述智能真空斷路器系統(tǒng)可以包括三個所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，相應(yīng)的三個所述激磁線圈的電氣連接關(guān)系可以為下列任意一種:(I)三個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)；(2)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路串聯(lián)，并與另外一個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)；(3)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)，并與另外一個所述激磁線圈的電氣回路串聯(lián)。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
(O以單相操作為基礎(chǔ)，可實現(xiàn)選相操作，這也是今后智能電網(wǎng)的發(fā)展方向。用戶可以根據(jù)需要來實現(xiàn)三相同步操作，只需使用該發(fā)明的3個單相斷路器，把激磁線圈并聯(lián)即可。
[0015](2)傳統(tǒng)釹鐵硼的機構(gòu)分合閘電流一般都在幾十安培甚至上百安培，而本發(fā)明的單相合閘操作電流峰值最大6A，分閘的驅(qū)動電流只有0.3A，而驅(qū)動器的待機功率只有幾瓦。
[0016](3)對于磁驅(qū)動操作機構(gòu)，它的退磁率只有傳統(tǒng)釹鐵硼機構(gòu)退磁率的1%。傳統(tǒng)釹鐵硼的磁保持力在3到5年后會下降到70%左右，因此需要人工對機構(gòu)做調(diào)整。而本機構(gòu)的退磁率只有萬分之五，即使100年后，它的磁力仍然可以達到99.5%，因此該斷路器在使用壽命內(nèi)不需要人為做任何調(diào)整。并且驅(qū)動控制器獨有的充磁技術(shù)，會使整個機構(gòu)的磁力永遠保持在100%的狀態(tài)下。
[0017](4)由于本斷路器為上下布置，操作機構(gòu)與滅弧單元垂直同軸，在進行分合閘操作時不存在同軸度的影響，因此對開斷、關(guān)合短路電流具有很好的改善作用。而傳統(tǒng)的斷路器都為操作機構(gòu)與滅弧單元前后布置，通過拐臂、連桿等機械部件傳遞操作功到滅弧單元，這樣的出力機構(gòu)具有同軸的要求，這個因素對斷路器的開斷瑞特性有一定影響。
[0018](5)本斷路器本體由于可動的部件非常少，只有I個，和傳統(tǒng)彈簧操作機構(gòu)以及釹鐵硼操作機構(gòu)幾十個甚至上百了活動部件相比，機械可靠性得到了極大提高。同時由于操作機構(gòu)與滅弧單元的上下布置，使整個斷路器系統(tǒng)體積和重量只有傳統(tǒng)的1/3。[0019](6)驅(qū)動控制器具有自我監(jiān)測功能，諸如:輔助電源失電、操作命令與斷路器狀態(tài)不一致、激磁回路開路、短路、手動分閘報警，該驅(qū)動控制器都可以實現(xiàn)，并給后臺提供故障信號接口。
[0020](7)在整個壽命周期內(nèi)，無合閘彈跳。
[0021](8)可以實現(xiàn)手動合閘功能，方便用戶現(xiàn)場安裝調(diào)試。通過手搖發(fā)電機，對手動合閘模塊充電，然后自動執(zhí)行合閘操作。
[0022](9)斷路器具有防跳閉鎖功能，本發(fā)明的獨特之處在于，該功能不與繼電保護的防跳閉鎖相沖突，而傳統(tǒng)斷路器的防跳閉鎖與機電保護配合使用時，需要去掉一方的防跳閉鎖功能。
[0023](10)由于結(jié)構(gòu)簡單，控制精確，因此分合閘時間的分散性非常小，在±0.5毫秒內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的智能真空斷路器系統(tǒng)的驅(qū)動控制器原理框圖；
圖3是本發(fā)明的智能真空斷路器系統(tǒng)的一個實施例的驅(qū)動控制框圖；
圖4是本發(fā)明的智能真空斷路器系統(tǒng)的三相同期操作實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，包括高壓一次導(dǎo)電部分1、直動操作絕緣桿2和非稀土材料制成的磁驅(qū)動操作機構(gòu)(以下簡稱為磁操作機構(gòu))3和絕緣外殼。其中高壓一次導(dǎo)電部分包括上出線端11、真空滅弧室12、軟連接13和下接線端14，所述真空滅弧室、直動操作絕緣桿和磁操作機構(gòu)由上至下依次布置，所述真空滅弧室的動觸頭、直動操作絕緣桿和輸出桿由上至下依次同軸連接。磁操作機構(gòu)3包括磁回路組件、可動磁芯、激磁線圈5、分閘彈簧9和觸頭壓力彈簧10，所述磁回路組件設(shè)有筒形導(dǎo)磁環(huán)6和分別連接在所述導(dǎo)磁環(huán)上、下兩端的上磁軛4和下磁軛7，所述激磁線圈環(huán)形布置在所述磁回路組件內(nèi)，例如可以位于所述導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)靠近上端的內(nèi)壁處，所述可動磁芯的至少上部位于所述激磁線圈的內(nèi)孔所限定的柱狀空間內(nèi)，并與所述激磁線圈間存在空隙，以不妨礙所述可動磁芯的上下往復(fù)運動，所述可動磁芯中上下貫穿有輸出桿，且所述輸出桿可相對所述可動磁芯上下運動。所述輸出桿的上端穿出所述上磁軛，并與所述直動操作絕緣桿固定連接，所述直動操作絕緣桿的上端與所述真空滅弧室的動觸頭連接，所述輸出桿上下運動可以帶動所述直動操作絕緣桿上下運動，從而帶動所述真空滅弧室的觸頭閉合或打開，實現(xiàn)對電力線路的故障電流、負荷電流的開斷或關(guān)合功能。當(dāng)然，所述輸出桿與所述直動操作絕緣桿也可以是呈一體的同一個零件。
[0026]所述分閘彈簧和觸頭壓力彈簧同軸套設(shè)在所述輸出桿上，所述分閘彈簧的上端抵在所述上磁軛的下表面，下端抵在所述可動磁芯上。所述觸頭壓力彈簧的上端與所述輸出桿相對固定，下端抵在所述可動磁芯上。進一步地，所述上磁軛的下表面可設(shè)有淺槽，所述分閘彈簧的上端可抵在所述淺槽的底面上。
[0027]所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器的工作過程為:斷路器處于分閘位置等待合閘命令；收到合閘命令后，給激磁線圈施加正方向的激磁電流,所產(chǎn)生磁場帶動可動磁芯向上運動，同時所述分閘彈簧和觸頭壓力彈簧被進一步壓縮儲能，其中觸頭壓力彈簧的彈力釋放推動輸出桿向上移動，當(dāng)可動磁芯上行大部分行程后，動觸頭運動到剛合位置，由于激磁電流仍然存在，可動磁芯繼續(xù)上移，當(dāng)可動磁芯向上走完剩余行程時，可動磁芯完全與上磁軛接觸，同時動觸頭上達到與靜觸頭可靠接觸、嚴(yán)密貼合，完成整個合閘過程。停止施加激磁電流，斷路器依靠永磁力保持在合閘位置。當(dāng)激磁線圈被注入非常小的反向退磁電流時，磁操作機構(gòu)的磁平衡被打破，分閘彈簧釋放，分閘彈簧的反力驅(qū)動可動磁芯帶動動觸頭向下運動，實現(xiàn)斷路器分閘，在此過程中，動觸頭先達到剛分位置，之后伴隨其繼續(xù)下行，動觸頭開始滅弧，行程結(jié)束后保持在分閘位置。合閘過程中，觸頭壓力彈簧對動觸頭始終存在壓力，不僅起到推動動觸頭移動的作用，還起到減緩或消除觸頭合閘彈跳的作用。
[0028]可動磁芯的行程、觸頭壓力彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸和彈性系數(shù)等參數(shù)的選取最好滿足如下要求:所述可動磁芯向上運動全行程的60%-80%時所述觸頭壓力彈簧所積蓄的彈力可推動動觸頭運動到剛合位置，即以可動磁芯上行末端的20%-40%行程來滿足斷路器的超程需要。
[0029]所述觸頭壓力彈簧的上端與所述輸出桿相對固定可以采用如下幾種方式:(I)采用其上設(shè)置了一段凸緣的輸出桿，使觸頭壓力彈簧的上端抵在該凸緣的下表面上；(2)在輸出桿上某處加工出一個上大下小的臺肩，或者將輸出桿加工成上大下小的階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯處形成臺肩，將觸頭壓力彈簧的上端抵在臺肩的環(huán)形平面上；(3)在輸出桿上某處加工出一環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)安裝環(huán)形擋片，使所述觸頭壓力彈簧的上端抵在所述擋片的下環(huán)面上。
[0030]本實施例中，所述下磁軛設(shè)有中央通孔，所述可動磁芯貫穿所述中央通孔，所述可動磁芯的上部位于所述磁回路組件內(nèi)，下部位于所述磁回路組件外。當(dāng)然，也可以使所述可動磁芯以及位于其下部隨其動作的全部零件完全位于所述磁回路組件內(nèi)，相比前一種情況，缺點是所述磁回路組件需要做得較高，占用空間較大。
[0031]為了避免可動磁芯從下方脫出所述磁回路組件，可以在可動磁芯上設(shè)置其徑向最大線性尺寸大于所述中央通孔當(dāng)量直徑的凸緣，用該凸緣作為限位結(jié)構(gòu)；也可以在所述磁回路組件內(nèi)(如中下部)設(shè)置磁芯下行限位件，例如帶有中心通孔的環(huán)形圓臺或錐臺，利用所述圓臺或錐臺與所述凸緣的接觸限制所述可動磁芯繼續(xù)下行，所述磁芯下行限位件的上表面與所述上磁軛的下表面之間的距離決定了可動磁芯的行程，此時，僅要求所述凸緣的徑向最大線性尺寸大于所述中心通孔的當(dāng)量直徑即可。當(dāng)然，所述磁芯下行限位件也可以是非旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，且所述磁芯下行限位件既可以是單獨的一個零件，也可以是與下磁軛一體的同一零件。
[0032]所述可動磁芯可以為一體式結(jié)構(gòu)，也可以為分體式結(jié)構(gòu)。本實施例采用的分體式結(jié)構(gòu)，所述可動磁芯包括上下固定連接的磁芯主體8和磁芯底座，所述輸出桿的下端穿過所述磁芯底座。這種結(jié)構(gòu)下，所述分閘彈簧和觸頭壓力彈簧的下端抵在所述磁芯底座上。
[0033]本發(fā)明中，所述可動磁芯的部分或全部采用磁硬化的FeGa磁致伸縮合金制成，對于前述分體結(jié)構(gòu)的可動磁芯來說，優(yōu)選為磁芯主體采用磁硬化的FeGa磁致伸縮合金制成。
[0034]本發(fā)明采用的磁操作機構(gòu)使用非稀有金屬，擺脫了傳統(tǒng)永磁機構(gòu)的使用稀土材料的局限性，制造成本得到顯著的降低；退磁率只有傳統(tǒng)釹鐵硼操作機構(gòu)的1%，極大的提高了供電系統(tǒng)的可靠性；另外，可通過自動控制給磁操作機構(gòu)自動充磁，避免由于斷路器長期帶電不操作而退磁。
[0035]所述磁硬化的FeGa磁致伸縮合金的制備方法優(yōu)選為采用如下步驟:
(I)冶煉和澆鑄:先將Ga、C、Mn和Fe等原料稱量后放入真空感應(yīng)爐內(nèi)的水冷銅坩堝中，調(diào)節(jié)真空室的真空度為2X 10_3Pa~4X 10_3Pa，通入惰性氣體作保護氣體，調(diào)節(jié)加熱功率，使原料完全熔化，再在水冷銅坩堝內(nèi)迅速凝固成合金錠，翻轉(zhuǎn)合金錠再進行熔煉，待原料完全熔化后再通過迅速冷卻使其凝固成合金錠，再翻轉(zhuǎn)合金錠，熔煉，如此反復(fù)2~4次使合金內(nèi)的成分均勻，然后定向鑄造成FeGa合金還料。
[0036](2)均勻化退火:將FeGa合金坯料放入真空熱處理爐中，調(diào)節(jié)真空室的真空度為2X KT3Pa~4X10_3Pa，通入惰性氣體作保護氣體，以80~90°C /小時的速度升溫至1050~1100°C保溫8~10小時，隨爐冷卻至300°C出爐。
[0037](3)超導(dǎo)充磁:將退火后的所述FeGa合金坯料在超導(dǎo)永磁體中反復(fù)充磁3_5次，超導(dǎo)永磁體的磁場強度為4-8T。優(yōu)選為充磁4次,超導(dǎo)永磁體的磁場強度6T。
[0038]其中，Ga、C、Mn和Fe原料的質(zhì)量百分比可以為:Ga:0.1~22.65wt%, C:0.40~
0.50wt%, Mn:0.50 ~1.0wt%, Fe:余量。
[0039]采用上述制備工藝制得的所述磁硬化的FeGa磁致伸縮合金的矯頑力He可達5~30kA/m，方形比Br/Bs在0.7~0.9之間，室溫磁致伸縮系數(shù)在20~300X 10-6范圍內(nèi)，開創(chuàng)了 FeGa磁致伸縮合金磁硬化的一種全新途徑。
[0040]如圖2、3所示，本發(fā)明還提供了一種智能真空斷路器系統(tǒng)，包括前述的任意一種所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器以及驅(qū)動控制器，所述驅(qū)動控制器包括中央處理單元、輸入單元、狀態(tài)檢測單元、放電 單元和為所述中央處理單元供電的電源，所述輸入單元和狀態(tài)檢測單元的輸出分別接入所述中央處理單元，所述中央處理單元則輸出送至所述放電單元，所述放電單元的放電輸出端與所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器的激磁線圈的電氣回路電連接。所述驅(qū)動控制器實現(xiàn)了整個斷路器系統(tǒng)的控制、驅(qū)動、自我監(jiān)測功能。其中，放電單元用來對所述激磁線圈放電，施加正向激磁電流或反向退磁電流。所述電源可以是開關(guān)電源，其輸入電源可以是交直流兩用，電壓范圍為AC:80V到265V，DC:80V到300V。中央處理單元是整個系統(tǒng)的大腦，它可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、命令執(zhí)行。
[0041]所述驅(qū)動控制器還可以包括與所述中央處理單元連接的通信單元，所述通信單元設(shè)有通信接口，如串口、網(wǎng)絡(luò)接口等。所述狀態(tài)檢測單元包括檢測所述激磁線圈所在電氣回路電壓、電流的檢測元器件，檢測所述電源輸出線路電壓、電流的檢測元器件，以及檢測分合閘位置的檢測元器件和/或檢測合閘回路電流的檢測元器件，以實現(xiàn)斷路器運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，檢測激磁線圈開路、短路、電源失電以及不正常的操作狀態(tài)。根據(jù)用戶需要，使用不同的功能插件板即可。選相功能插件可以實現(xiàn)對線路電壓過零的檢測，進而實現(xiàn)相控操作。通信功能插件可以實現(xiàn)斷路器狀態(tài)的信息上傳，它支持主流的通信協(xié)議。
[0042]當(dāng)執(zhí)行完合閘操作后，驅(qū)動控制器進入系統(tǒng)自檢狀態(tài)，可以檢測包括:輔助電源掉電、操作命令與斷路器狀態(tài)不一致、激磁回路開路、短路、手動分閘等外部故障。同時驅(qū)動控制器上電后會向所述磁操作機構(gòu)在線充磁，來保證磁力處于100%的狀態(tài)。
[0043]所述智能真空斷路器系統(tǒng)可以包括三個所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，相應(yīng)的三個所述激磁線圈的電氣連接關(guān)系可以為下列任意一種:(I)三個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)；(2)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路串聯(lián)，并與另外一個所述激磁線圈電氣回路并聯(lián)；(3)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)，并與另外一個所述激磁線圈電氣回路串聯(lián)。由此實現(xiàn)選相操作，AB+C操作或者通過同期連桿實現(xiàn)三相同步操作(參見圖4)。以三相同步操作為例，只需把激磁線圈電氣回路并聯(lián)，把三個單相斷路器固定在一個框架上，即可以實現(xiàn)同期操作，并且同期滿足國標(biāo)要求，每一相的相間距可以靈活調(diào)整，加上手動分閘連桿可以實現(xiàn)手動分閘，以及與隔離開關(guān)實現(xiàn)連鎖。
[0044]此外，本發(fā)明的斷路器可適應(yīng)4-18mm的真空滅弧室觸頭開距；所述驅(qū)動控制器可設(shè)置有防跳閉鎖功能。所述斷路器還可設(shè)置手動分、合閘裝置，手動合閘裝置包括專用手搖發(fā)電機和手動合閘放電驅(qū)動模塊，當(dāng)變電站無輔助電源時，可以使用該裝置來手動合閘。
[0045]本發(fā)明可以用于常規(guī)斷路器方案，也可用在電容無功補償?shù)倪x相過零操作、變電站消弧線圈的單極開關(guān)、進出線變壓器的過零投切方案等。本發(fā)明可用于電力網(wǎng)10-40.5KV系統(tǒng)，可以用在SF6充氣柜、固定柜、手車柜、固體絕緣柜等。應(yīng)用領(lǐng)域除常規(guī)領(lǐng)域外，還可用于艦船、航空航天等要求體積小的領(lǐng)域。
[0046]本發(fā)明所稱的“上、下”、“豎直方向”和“前后方向”僅僅是為說明組成本發(fā)明的各部分間的相對位置關(guān)系，并不構(gòu)成對本發(fā)明的各部分的絕對方位的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，包括真空滅弧室和磁操作機構(gòu)，其特征在于所述磁操作機構(gòu)包括磁回路組件、可動磁芯、激磁線圈、分閘彈簧和觸頭壓力彈簧，所述磁回路組件設(shè)有筒形導(dǎo)磁環(huán)和分別連接在所述導(dǎo)磁環(huán)上、下兩端的上磁軛和下磁軛，所述激磁線圈設(shè)置在所述導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)，所述可動磁芯的至少上部位于所述激磁線圈的內(nèi)孔所限定的柱狀空間內(nèi)，并與所述激磁線圈間存在空隙，所述可動磁芯中上下貫穿有輸出桿，所述輸出桿向上延伸穿出所述上磁軛并與所述真空滅弧室的動觸頭連接，所述分閘彈簧和觸頭壓力彈簧同軸套設(shè)在所述輸出桿上，二者的下端均抵在所述可動磁芯上，所述分閘彈簧的上端抵在所述上磁軛上，所述觸頭壓力彈簧的上端與所述輸出桿相對固定。
2.如權(quán)利要求1所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于所述可動磁芯與所述磁回路組件之間的設(shè)置方式為以下任意一種:(I)所述可動磁芯完全位于所述磁回路組件內(nèi)；(2)所述下磁軛設(shè)有中央通孔，所述可動磁芯貫穿所述中央通孔，所述可動磁芯的上部位于所述磁回路組件內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于所述可動磁芯與所述磁回路組件之間采用設(shè)置方式(2)的情況下，所述可動磁芯設(shè)有其徑向最大線性尺寸大于所述中央通孔當(dāng)量直徑的凸緣，或者，所述磁回路組件內(nèi)設(shè)有避免可動磁芯向下脫出所述磁回路組件的磁芯下行限位件。
4.如權(quán)利要求1所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于還包括直動操作絕緣桿，所述動觸頭、直動操作絕緣桿和輸出桿由上至下依次同軸連接。
5.如權(quán)利要求4所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于所述可動磁芯為一體式結(jié)構(gòu)或者分體式結(jié)構(gòu)，當(dāng)為分體式結(jié)構(gòu)時，所述可動磁芯包括上下固定連接的磁芯主體和磁芯底座。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于其超程對應(yīng)所述可動磁芯向上運動的最末的20%-4`0%行程。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，其特征在于所述導(dǎo)磁環(huán)、上磁軛、下磁軛及所述可動磁芯的部分或全部采用磁硬化的FeGa磁致伸縮合金制成。
8.一種智能真空斷路器系統(tǒng)，包括權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的單相磁操作機構(gòu)真空斷路器，還設(shè)有驅(qū)動控制器，所述驅(qū)動控制器包括中央處理單元、輸入單元、狀態(tài)檢測單元、放電單元和為所述中央處理單元供電的電源，所述輸入單元和狀態(tài)檢測單元的輸出分別接入所述中央處理單元，所述中央處理單元則輸出送至所述放電單元，所述放電單元的放電輸出端與所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器的激磁線圈的電氣回路電連接。
9.如權(quán)利要求8所述的智能真空斷路器系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動控制器還包括與所述中央處理單元連接的通信單元，所述通信單元設(shè)有通信接口，所述狀態(tài)檢測單元包括檢測所述激磁線圈所在電氣回路電壓、電流的檢測元器件，檢測所述電源輸出線路電壓、電流的檢測元器件，以及檢測分合閘位置的檢測元器件和/或檢測合閘回路電流的檢測元器件。
10.如權(quán)利要求8或9所述的智能真空斷路器系統(tǒng)，其特征在于所述單相磁操作機構(gòu)真空斷路器有三個，相應(yīng)的三個所述激磁線圈的電氣連接關(guān)系為下列任意一種:(1)三個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)；(2)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路串聯(lián)，并與另外一個所述激磁 線圈的電氣回路并聯(lián)；(3)任意兩個所述激磁線圈的電氣回路并聯(lián)，并與另外一個所述激磁線圈的電氣回路串聯(lián)。
【文檔編號】H01H33/666GK103762118SQ201410040630
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】張兆先, 張國成 申請人:北京麥吉凱科技有限公司