[實(shí)用新型]超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820191803.X
• 申請(qǐng)日: 2008-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201302946Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹婷;劉飛;陳軒恕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院
• 主分類號(hào): H01H33/666
• 分類號(hào): H01H33/666;H01H33/38
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是用于配電和供電系統(tǒng)中的低壓大容量超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在配電和供電系統(tǒng)中，真空斷路器被大量使用。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是真空斷路器的重要部分，工作時(shí)運(yùn)動(dòng)部件只有一個(gè)，無(wú)需機(jī)械脫、鎖扣裝置，故障源少，具有較高的可靠性。

現(xiàn)有真空斷路器的電源有兩種，一種是采用電解電容器，另一種是采用蓄電池。蓄電池作為電源需要考慮過(guò)充電，過(guò)放電等問(wèn)題，充電線路及保護(hù)電路較為復(fù)雜，另外，蓄電池功率密度較小，壽命較短，維護(hù)費(fèi)用高，且多采用重金屬或酸堿性原料，不利于環(huán)保；電解電容器的儲(chǔ)能密度較低，單個(gè)電容器的容量多在mF級(jí)，實(shí)際應(yīng)用中為永磁機(jī)構(gòu)供能的電解電容器一般為直流220V，行業(yè)普遍認(rèn)為，目前永磁機(jī)構(gòu)最顯著的缺陷是儲(chǔ)能電容器的質(zhì)量問(wèn)題，電解電容器的漏電流較大，在使用中必須與電網(wǎng)相連實(shí)時(shí)充電，以保證電解電容器的端電壓穩(wěn)定，否則其儲(chǔ)存電能將不能保證完成一個(gè)完整的分、合分閘操作循環(huán)，對(duì)于戶外柱上真空斷路器，現(xiàn)場(chǎng)電源不易解決。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其超級(jí)電容器是一種性能介于蓄電池與電解電容器之間的儲(chǔ)能元件，其功率密度大于蓄電池，儲(chǔ)能密度大于電解電容器，并具有使用壽命長(zhǎng)，免維護(hù)且環(huán)保的特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括分-合閘線圈操作單元、電源和電源控制模塊，分-合閘線圈操作單元為永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電源給永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)分-合閘線圈操作單元提供電力，電源控制模塊控制電源給分-合閘線圈操作單元的線圈供電與斷電；其特征是：

電源采用超級(jí)電容器組，超級(jí)電容器組包括多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容器單體；

電源控制模塊包括由可編程元件FPGA組成的控制器，可控電力電子開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管，控制器、可控電力電子開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管依次電連接；

分-合閘線圈操作單元包括動(dòng)鐵芯、靜鐵芯、永久磁鐵、合閘線圈、操作連桿、分閘線圈；永久磁鐵的上部是分閘線圈，下部是合閘線圈，動(dòng)鐵芯穿過(guò)永久磁鐵分閘線圈和合閘線圈的中心孔，操作連桿與動(dòng)鐵芯連接。

如上所述的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述的超級(jí)電容器組由18個(gè)端電壓為2.7V的直流48V超級(jí)電容器單體串聯(lián)而成。

如上所述的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：分、合閘線圈為多股細(xì)導(dǎo)線換位并繞的結(jié)構(gòu)。

為了使原必須使用220V工作電源的電容器改為48V的低壓超級(jí)電容器，并且保持現(xiàn)有永磁機(jī)構(gòu)的外形尺寸不變，即保持線圈繞制直徑，為保持一定的安匝數(shù)，通過(guò)降低電壓，同時(shí)增大線圈線徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。線圈線徑的選擇兼顧通流量和機(jī)構(gòu)體積。為了減小粗導(dǎo)線的渦流損耗，可采用多股細(xì)導(dǎo)線換位并繞的方式。超級(jí)電容器單體的電壓低，電容量大。

本實(shí)用新型的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)電源采用超級(jí)電容器組，選用目前廣泛使用的直流48V超級(jí)電容器組，由18個(gè)端電壓為2.7V的超級(jí)電容器單體串聯(lián)而成。

本實(shí)用新型的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)電源控制模塊包括可編程元件FPGA組成的控制器，可控電力電子開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管。由可編程元件FPGA組成的控制器，通過(guò)設(shè)定的預(yù)置程序，配合可控電力電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電容充電恒壓，過(guò)充電截壓保護(hù)，就地合分閘和遠(yuǎn)方合分閘，合分閘遙信輸出，與電力系統(tǒng)自動(dòng)綜合保護(hù)聯(lián)合實(shí)施各種保護(hù)合閘和重合閘操作等功能。當(dāng)分合閘線圈突然失電時(shí)，由于分合閘線圈屬電感性元件，電流突變會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，采用續(xù)流二極管可以很好地解決過(guò)電壓?jiǎn)栴}。

本實(shí)用新型的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)可以將低壓大容量超級(jí)電容器用作真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的供能電源，由于超級(jí)電容器儲(chǔ)能密度大，泄露電流小，可以可靠保證永磁機(jī)構(gòu)的供電，并更易于維護(hù)。通過(guò)優(yōu)化線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)，使超級(jí)電容器組電壓降低，可以大幅度降低采用超級(jí)電容器的成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型涉實(shí)施例的超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖。

圖2為本實(shí)用新型涉超級(jí)電容器供能的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的多股導(dǎo)線繞制分合閘線圈的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1標(biāo)記的說(shuō)明：動(dòng)鐵芯1、靜鐵芯2、永久磁鐵3、合閘線圈4、操作連桿5、分閘線圈6。

圖2標(biāo)記的說(shuō)明：進(jìn)線端7、導(dǎo)線8、導(dǎo)線9、導(dǎo)線10、出線端11。