[发明专利]一种永磁和斥力相结合的快速开关操动机构

说明书

本公开揭示了一种永磁和斥力相结合的快速开关操动机构，包括：用于短路分闸的电磁斥力单元以及用于额定分闸、额定合闸的永磁保持单元。本公开还揭示了一种断路器，包括进线铜排、出线铜排、真空泡、操动机构、缓冲机构和支撑固定组件。本公开利用永磁机构和斥力机构相结合，在快速分闸时采用斥力分闸，在额定分闸时采用永磁机构分闸，合闸时可以采用永磁机构合闸，增加了高速操动机构的使用寿命。

技术领域

本公开属于直流断路器技术领域，具体涉及一种永磁和斥力相结合的快速开关操动机构。

背景技术

随着城市地铁密度增加，发展高供电密度、大容量、高可靠直流配电系统成为大中城市发展的迫切需求。某些特殊电力系统一般短路电流峰值较高，最高可达到100kA。传统的机械式断路器由于自身开断时间长，限流能力有限等限制，难以适应直流系统高电压、大电流的发展需求。

相较于传统交流系统，直流系统短路故障具有以下特点：电流上升速率快，短路电流峰值高，没有自然过零点，同时，直流断路器还需要吸收储存在系统电感中的能量，直流开断难度大。随着电力电子技术的发展，电力电子器件广泛应用于直流快速开关的设计中。混合式断路器由于其通流容量大、关断速度快和限流能力强等优点开始得到广泛运用。混合式断路器要求机械开关能够实现触头快速分离，加快电流向电力电子支路的转移，同时要求机械快关能够形成绝缘间隙，耐受机械端口之间出现的瞬态过电压。目前的高速操动机构，主要采用双稳弹簧保持，斥力盘带动传动杆拉动触头，触头打开时间延迟较高，无论额定分闸或短路分闸，都采用快速斥力分闸的方式，大大降低了高速操动机构的使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种永磁和斥力相结合的快速开关操动机构，在快速分闸时采用斥力分闸，在额定分闸和额定合闸时采用永磁机构分闸，增加了高速操动机构的使用寿命。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种永磁和斥力相结合的快速开关操动机构，包括：用于短路分闸的电磁斥力单元以及用于额定分闸、额定合闸的永磁保持单元；其中，

所述电磁斥力单元包括斥力盘、快速分闸线圈和传动杆；所述快速分闸线圈置于斥力盘上方且与斥力盘保持一定间隙；所述传动杆连接于斥力盘下方；

所述永磁保持单元包括上极板、预压缩弹簧、额定分闸线圈、额定合闸线圈、侧板、永磁体、永磁体固定支架、动铁芯、固定支架和下极板；所述上极板、下极板和侧板构成单元主体；所述永磁体通过永磁体固定支架位固定于所述额定分闸线圈和所述额定合闸线圈之间；所述动铁芯位于所述上极板和下极板之间，通过额定合闸线圈放电产生的磁场与上极板吸合或通过额定分闸线圈放电产生的磁场与下极板吸合；所述预压缩弹簧与动铁芯相连且压接于所述传动杆下端。

优选的，需要短路分闸时，快速分闸线圈产生电磁斥力，所述电磁斥力迫使斥力盘推动传动杆，传动杆压缩预压缩弹簧并推动动铁芯与下极板吸合，完成短路分闸。

优选的，需要额定分闸时，额定分闸线圈在动铁芯和下极板间产生第一磁场，所述动铁芯第一磁场作用下在与下极板吸合，完成额定分闸；需要额定合闸时，额定合闸线圈在动铁芯和上极板间产生第二磁场，动铁心在第二磁场作用下与上极板吸合，完成额定合闸。

本公开还提供一种断路器，包括真空泡、动触头和操动机构；其中，

所述操动机构包括用于短路分闸的电磁斥力单元以及用于额定分闸、额定合闸的永磁保持单元；

所述电磁斥力单元包括斥力盘、快速分闸线圈和传动杆；所述快速分闸线圈置于斥力盘上方且与斥力盘保持一定间隙；所述传动杆连接于斥力盘下方；