[發明專利]電力系統磁驅動開關裝置

無效

• 申請號: 200810032740.8
• 申請日: 2008-01-17
• 公開（公告）號: CN101221865A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 楊斌堂;孟光
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01H33/66
• 分類號: H01H33/66;H01H33/666;H01H33/38;H02K33/18
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種電力技術領域的裝置，具體是一種電力系統磁驅動開關裝置。

背景技術

作為電力系統的成套配電裝置以及配用于開關柜的基本單元器件，一些電力行業使用的開關系統，例如高、低壓真空接觸開關系統，當前普遍應用在冶金、礦山、石化、建筑等部門和廠礦企業配用電系統上，用來控制從幾百伏到上萬伏等級的負載用電設備。僅就用來控制高壓如10kV左右等級的容性負載用電設備而言，它們特別適用于饋電網絡中遠距離接通與分斷線路，頻繁啟動的交流高壓電動機、電爐變壓器、隔爆型電磁起動器等。這類高壓真空接觸開關系統是高壓輸、變線路，電力控制系統中最關鍵的部件，高壓開關系統性能的優劣直接影響電力系統效率、能耗以及設備安全和使用壽命。

目前，在低壓(如0.4kV)開關接觸裝置領域，利用低壓(如0.4kV)無功補償“零功耗投切”原理研制出了有效的“電壓過零導通和電流過零切斷”交流真空接觸器開關裝置。該種裝置的技術關鍵是要求開關驅動時間響應精確，要求準確實現在“電壓過零”時刻驅動動作實現接觸器導通，在“電流過零”時刻驅動動作實現接觸器切斷。因此，驅動機構要求具有時間響應精確、穩定、無延時的開關動作性能。

但如果將低壓(如0.4kV)無功補償“零功耗投切”開關驅動裝置應用到高壓真空接觸開關系統上時，由高壓真空接觸器往往承載上萬伏高壓，在接觸器實現“電壓過零導通和電流過零切斷”動作的瞬間，由于驅動動作時間精確性和動作穩定性差異，極容易產生高壓放電電弧和涌流，使接觸器的觸點處產生火花，燒損觸頭，降低真空接觸器使用壽命，甚至瞬間完全破壞，對整個系統，造成嚴重經濟損失。

經對現有技術文獻的檢索發現，潘政強在《黑龍江電力》(2003年10月，第25卷第5期pp395-400)發表的《高壓電力電容器無涌流、無過電壓投切的技術方法-開關變壓器技術的應用》，該文章提出高壓電力電容器，高壓電力電容器采用手工投切，而高壓電力電容器的自動投切一直沒有得到很好的解決，這主要是由于投切時刻不能控制，使電路中產生高頻振蕩。當前自動投切裝置還比較少，而且都是利用斷路器來投切，不可避免地會產生沖擊電流和過電壓。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提出了一種電力系統磁驅動開關裝置，使其利用磁體在磁場作用下產生旋轉或移動或伸長動作致使的伸縮開關效果的機構，并且所產生的開關位移和開關力的大小可控，開、合位移精度高可達微米級，開關時間準確其誤差在毫秒級，特別是易于產生瞬間準確的大位移和大的開關應力，解決由于投切時刻不能控制，使電路中產生高頻振蕩產生沖擊電流和過電壓的問題。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明包括：真空接觸器、觸頭開合彈簧、磁驅動伸縮機構以及基礎框架，其中：真空接觸器包括上觸頭、下觸頭、陶瓷真空包，上觸頭設置在陶瓷真空包上部，下觸頭置于陶瓷真空包下部，下觸頭與磁驅動伸縮機構的可伸縮端相連，觸頭開合彈簧套在下觸頭一端上，并置于陶瓷真空包和磁驅動伸縮機構之間，基礎框架為剛性長方體，陶瓷真空包外壁固定在基礎框架的一端，磁驅動伸縮機構固定在基礎框架內部。

所述磁驅動伸縮機構，為永磁伸縮機構、稀土磁致伸縮機構、鐵磁移動伸縮機構其中之一。

所述永磁伸縮機構，包括：中心永磁體、第一上限位體、第一下限位體、磁激勵裝置、上彈簧、下彈簧、殼體、上位移輸出桿、下位移輸出桿、上端蓋、下端蓋，其中：中心永磁體位于第一上限位體和第一下限位體之間，中心永磁體、第一上限位體、第一下限位體置于第一殼體內部，并處于磁激勵裝置產生的磁場中，第一上限位體與第一上位移輸出桿相連，第一下限位體與下位移輸出桿相連，第一上彈簧套在上位移輸出桿上，下彈簧套在下位移輸出桿上，第一殼體兩端設有第一上端蓋和第一下端蓋，上彈簧置于第一上限位體和第一上端蓋之間，下彈簧置于第一下限位體和第一下端蓋之間，上位移輸出桿與與真空接觸器下觸頭相連，下位移輸出桿與基礎框架底部相固接。

所述中心永磁體，為橢圓體時，即其長度方向尺寸大于寬度方向尺寸，永磁伸縮機構的上、下位移輸出桿產生雙位移。

所述中心永磁體，為由半橢圓和半圓的組成的永磁體，永磁伸縮機構伸縮只有上位移輸出桿產生單位移輸出。