[实用新型]一种基于两相磁性材料的新型智能断路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气工程领域，具体指一种基于两相磁性材料自适应调节、控制和保护输配电网络的节能型智能断路器。

背景技术

近年来，随着电力系统综合自动化的广泛应用，对系统节能化、可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高，传统断路器已无法满足现代电力系统综合自动化的需要。随着新材料、微型处理器、检测控制技术、通信、电力电子技术的飞速发展，使得断路器智能化的发展成为可能，并成为断路器的发展方向。

20 世纪 60 年代初，美国推出了半导体脱扣器，但可靠性不是很理想。目前，国外的断路器产品大都装有智能型控制器，如法国的 MG 公司的M 系列断路器、ABB 公司的 F 系列断路器、西门子公司的 3WE 系列断路器、德国 AEG 公司的 ME 系列断路器、日本寺崎公司的 AH 系列断路器等。随着技术的不断发展，发达国家此类产品也在不断更新换代。80 年代末期，以法国 MG公司为代表的国外低压电器生产商推出了不带电磁脱扣器的电子式过电流脱扣器，采用微机控制，并添加了故障报警、电流表、电压表、自诊断等辅助功能。寺崎电机推出了 XH 系列塑壳式断路器，采用 8 位微机处理器。90 年代初，美国GE公司推出了带数字化固态脱扣器的Power Breaker系列塑壳式断路器。AEG公司开发ME-07系列代替ME系列。西门子推出3WN6系列代替3WE系列。

我国低压断路器的发展大致可以分为三个阶段：第一代产品开发于 20 世纪 60 年代初至 70 年代，以 DW10、DZ10 系列为代表的过电流脱扣器，采用合拍式电磁铁结构。其缺点为：体积大，动作时间长，保护单一，耗材耗能。现在已经被列入淘汰产品。第二代产品开发于 20 世纪 70 年代末至 80 年代末，以 DW15、DZ20 和 ME系列为代表，采用热-电磁式和半导体式。相比于第一代，技术指标有了明显提高，保护性能完善，结构上更加合理，已经达到了国外先进水平。第三代产品开发于 20 世纪 90 年代，以 DW40、DW45、DZ40 等系列为代表，采用了计算机技术、通信技术、传感器技术等。保护功能更加丰富和完善，响应时间短，小型化。通过通信接口，可以实现遥控、遥测、遥调、遥信等“四遥”功能。现在，该类产品在电力系统中发挥着主要的作用。自 2006 年开始，我国正式研发第四代万能式断路器（VW60 系列）和第四代塑壳断路器（VM60 系列），主要特点是：在智能化的基础上具备基于现场总线的可通讯特点。

如果在智能断路器内部建立有效结构体系，采用新型两相磁性材料，实现断路器的分合闸，将克服传统智能断路器体积大、功耗大、准确率低、速度慢及结构复杂的缺点。使断路器具备传统断路器功能的同时，兼具结构简单、节能效果显著的特点。这将大大减少断路器操动机构的故障率，保证电力系统的安全运行。

发明内容

发明目的：

本实用新型提供了一种基于两相磁性材料的新型智能断路器，采用了一种新型的两相磁性材料，组成新的断路器铁心结构，其目的在于：通过建立检测、控制系统实现对该两相磁性材料退磁和直流励磁功能之间的智能转换，完成对新型智能断路器的分合闸，进而对电力系统进行自适应调节、控制和保护。

技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案实施的：

一种基于两相磁性材料的新型智能断路器，所述智能断路器包括操动机构、导电杆和绝缘套管组合体、触头、真空灭弧室、检测控制系统，其特征在于：操动机构由普通电工钢片组成的动铁心和由两相磁性材料组成的静铁心、绕组及分闸弹簧组成；动铁心和静铁心中间放置分闸弹簧，绕组绕制在静铁心中间并与检测控制系统连接；触头置于真空灭弧室之中并与动铁心通过绝缘拉杆连接；触头左侧与霍尔电压和电流传感器连接，霍尔电压和电流传感器与进线端导电杆及绝缘套管组合体相连，触头右侧与出线端导电杆及绝缘套管组合体相连。 

所述检测控制系统由与绕组相连的电力电子装置、CPU和AD转换器组成，电力电子装置连接CPU，CPU连接AD转换器，AD转换器连接霍尔电压和电流传感器。

优点和效果：

本实用新型不同于传统智能断路器方案。首先，利用两相磁性材料进行断路器的分合闸，节能效果显著；其次，由两相磁性材料组成的操动机构具有结构简单的特点，仅需要很小的直流，就能够产生较强的保持磁通，克服了传统操动机构结构复杂的缺点。使故障率大大降低，保证电力系统的安全运行。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。