[发明专利]适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置

说明书

本发明涉及一种适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置，一个不封闭开口矩形铁芯的开口端口处上下铁芯上绕有分闸线圈和合闸线圈，动导电杆贴着并沿着铁芯开口方向穿过分闸线圈，动导电杆的一端固定金属斥力盘，并且动导电杆和金属斥力盘连接为一个整体运动，使得金属斥力盘位于分闸线圈和合闸线圈之间，线圈得电产生高频变化的磁场，金属斥力盘中感应出涡流，推动金属斥力盘运动，执行分闸或合闸。在铁磁材料引入后可以引导线圈产生的快速变化的磁场绝大部分从金属斥力盘中通过，这样产生的涡流就会增加，从而增大了斥力，使得产生相同的斥力时不需要很大的电容量或者很高的电容电压值，这样使得整个高速斥力装置体积减小，成本降低。

技术领域

本发明涉及一种高压直流断路器，特别涉及一种适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置。

背景技术

快速斥力机构为高压直流断路器提供快速的关合和分断操作。快速斥力机构结构简单，仅仅由合闸线圈和分闸线圈及一个金属斥力盘构成，如图1所示。分闸线圈和合闸线圈一样，都是空芯单层线圈，如图2所示。图3为给斥力机构线圈供能的电容及相应的电路图，从图3所示的线圈L的控制回路中给线圈L通入电流，在线圈L中产生高频变化的磁场，变化的磁场在金属斥力盘P中感应出涡流，涡流和线圈中的电流方向相反，推动金属斥力盘P运动。这就是快速斥力机构的原理。但是这个机构的效率很低，空芯线圈产生的大量的磁场通过空气自成回路，而不通过金属盘，这样本来靠着高速变化的电流在金属盘中产生高速变化的磁场而产生涡流以便形成斥力，但是当线圈的磁场都没有通过金属盘时能量的利用率明显就很低，目前测试出来图1所示的结构的利用率不超过12％。如能提高斥力机构的能量利用率就可以大大减小用来供能的各个部件的体积。否则为了保证功能的实现，只能增大空芯线圈供能的电容器C的电容量或者充电电压，这样使得整体设备的体积会增大。在很多应用场合下要求高压直流断路器体积要小。

发明内容

本发明是针对现在的高压直流断路器所用快速斥力机构能量利用率低的问题，提出了一种适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置，提高斥力装置能量的利用率，同时缩小整体设备体积。

本发明的技术方案为：一种适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置，包括合闸线圈、分闸线圈、金属斥力盘以及控制电路，控制电路对合闸线圈或分闸线圈放电，在合闸线圈或分闸线圈中产生高频变化的磁场，变化的磁场在金属斥力盘中感应出涡流，推动金属斥力盘运动，实现分闸或合闸；还包括一个不封闭开口矩形铁芯和一个铁磁材料或者非铁磁材料做成的金属杆子作为斥力机构的动导电杆；一个不封闭开口矩形铁芯的开口端口处上下铁芯上绕有分闸线圈和合闸线圈，动导电杆贴着并沿着铁芯开口方向穿过分闸线圈，动导电杆的一端固定金属斥力盘，并且动导电杆和金属斥力盘连接为一个整体运动，使得金属斥力盘位于分闸线圈和合闸线圈之间，并能在矩形铁芯的开口空气段上下移动，执行分闸或合闸。

一种适用于机械式高压直流断路器的高速斥力装置，包括合闸线圈、分闸线圈、金属斥力盘以及控制电路，控制电路对合闸线圈或分闸线圈放电，在合闸线圈或分闸线圈中产生高频变化的磁场，变化的磁场在金属斥力盘中感应出涡流，推动金属斥力盘运动，实现分闸或合闸；还包括一个不封闭开口矩形铁芯和一个铁磁材料或者非铁磁材料做成的金属杆子作为斥力机构的动导电杆；一个不封闭开口矩形铁芯的开口端口处上下铁芯上绕有分闸线圈和合闸线圈，动导电杆贴着并沿着铁芯开口方向穿过分闸线圈、空气段和合闸线圈，金属斥力盘为圆环状，套在并固定在动导电杆中间，并且动导电杆和金属斥力盘连接为一个整体运动，使得金属斥力盘位于分闸线圈和合闸线圈之间，并能在矩形铁芯的开口空气段上下移动，执行分闸或合闸。

所述高频变化的磁场的磁路包括铁磁材料铁芯中的部分及开口空气段中的部分，开口空气段中的磁路长度数值上等于机械式高压直流断路器的开距。

所述不封闭开口矩形铁芯的大小按照线圈中电流产生的磁场来设计，保证在高频变化的磁场中，铁芯中的磁场不会处于饱和状态即可。