[發(fā)明專利]用于中壓斷路器的雙穩(wěn)態(tài)磁致動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080046578.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102687225A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·羅伊貝爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01H33/66
• 分類(lèi)號(hào): H01H33/66
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦振

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于中壓斷路器的雙穩(wěn)態(tài)磁致動(dòng)器，其包括：至少一個(gè)電磁線圈，所述電磁線圈用于使鐵磁性銜鐵在電磁場(chǎng)的作用下在第一極限位置和第二極限位置之間轉(zhuǎn)換；至少一個(gè)永磁體，用于與機(jī)械連接的斷路器的電學(xué)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)位置或電學(xué)閉合開(kāi)關(guān)位置分別對(duì)應(yīng)地將該銜鐵保持在兩個(gè)極限位置中的一個(gè)，其中該銜鐵包括擱靠在該電磁線圈的磁芯元件上、以用于將該銜鐵靜態(tài)保持在第一極限位置的上柱塞，其中該上柱塞連接到柱塞桿，該柱塞桿延伸貫穿該磁芯元件并且貫穿該永磁體以用于機(jī)械地連接該磁致動(dòng)器和該斷路器。

額定值在1至72kV之間的中壓斷路器可以裝配于室內(nèi)用金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備線路中，或可以安裝在戶外的變電站中。如今，現(xiàn)代真空斷路器代替空氣斷路器應(yīng)用于室內(nèi)。中壓斷路器的特性通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)給出。特別是，真空斷路器額定電流達(dá)到300安培。這些斷路器通過(guò)在真空容器中生成和熄滅電弧來(lái)切斷電流。這些斷路器被施加的電壓通常高達(dá)大約35000V，這大致對(duì)應(yīng)于電力系統(tǒng)的中壓范圍。真空中斷器與空氣自動(dòng)斷路器相比，預(yù)期的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)。

然而，本發(fā)明不僅僅可應(yīng)用于真空斷路器，還可用于空氣斷路器或具有充滿六氟化硫氣體的腔室的現(xiàn)代SF6斷路器。

背景技術(shù)

在中壓技術(shù)領(lǐng)域中，為了中斷電力而使用具有用于操作動(dòng)觸頭的高力密度的磁致動(dòng)器是公知常識(shí)。已知的磁致動(dòng)器的設(shè)計(jì)是具有位于裝置中央的固定磁芯以及兩個(gè)可動(dòng)的柱塞，一個(gè)位于該磁芯之上并且一個(gè)位于該磁芯之下，它們與一柱塞桿相連接。這樣的裝置會(huì)在閉合位置產(chǎn)生高靜態(tài)保持力來(lái)閂鎖斷開(kāi)和接觸彈簧。該靜態(tài)保持力的大小對(duì)于整個(gè)斷路器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵參數(shù)，并且由于空間和重量的緣故，通常有利的是利用小型磁致動(dòng)器來(lái)產(chǎn)生這個(gè)力。在斷開(kāi)位置，需要較低的靜態(tài)保持力來(lái)將該斷路器保持在斷開(kāi)位置。為了使該致動(dòng)器從閉合移動(dòng)到斷開(kāi)位置，需要將電能饋給該致動(dòng)器的電磁線圈。

文獻(xiàn)EP0898780B1描述了一種帶有鐵磁性銜鐵的磁致動(dòng)器，銜鐵能在兩個(gè)極限位置之間線性移動(dòng)并且其機(jī)械地連接到一斷路器并且其在極限位置時(shí)處于磁感應(yīng)力的作用下。該銜鐵和該鐵磁性分流體在第一和第二抵接部之間的空間中依序布置。抵接部是磁路的磁極面，該磁路包括至少一個(gè)永磁體用來(lái)產(chǎn)生用于該銜鐵的保持力。該已知的裝置可以用來(lái)操作真空斷路器。在該閉合位置，該鐵磁性分流體遠(yuǎn)離該銜鐵。該分流體現(xiàn)在可以移向該銜鐵來(lái)啟動(dòng)該斷路器的斷開(kāi)操作。該已知的方案基于這樣的設(shè)計(jì)：由于該可動(dòng)銜鐵和該固定磁軛之間的有效區(qū)域被限制在該線圈的內(nèi)部區(qū)域，其不能使用靜態(tài)保持力的全部潛力。結(jié)果是該致動(dòng)器幾乎為所需的兩倍大。

WO03/030188A1公開(kāi)了另外一種磁致動(dòng)器，其尤其用于具有大型設(shè)計(jì)的真空中斷器。需要兩個(gè)電磁線圈來(lái)操作該磁致動(dòng)器或使連接的斷路器從斷開(kāi)開(kāi)關(guān)位置移動(dòng)到閉合開(kāi)關(guān)位置。第一磁通由該銜鐵和該磁軛產(chǎn)生，從而使得該銜鐵被保持在一個(gè)極限位置并且該電磁線圈產(chǎn)生激勵(lì)該銜鐵的第二磁通。該永磁體位于該磁軛和固定的磁返回元件之間，從而使得該磁通經(jīng)由該磁返回元件移動(dòng)。另外，位于該磁軛之外的該銜鐵覆蓋該磁軛的前表面，所述前表面垂直于該銜鐵的位移方向。由于該永磁體被設(shè)置為將該磁芯保持在這兩個(gè)極限位置中的一個(gè)，因此既不要求機(jī)械地閂鎖也不要求恒定的電流供應(yīng)。

同樣，這個(gè)已知的方案使用該銜鐵來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)極限位置的靜態(tài)保持力。這意味著在斷開(kāi)的極限位置時(shí)僅從該磁體到該銜鐵的第二磁路有效。該第二磁路同樣增加了該磁致動(dòng)器的尺寸和重量。它同樣要求圍繞該銜鐵的閉合空間。該鐵磁性分流體形成需要實(shí)現(xiàn)磁功能的兩個(gè)抵接部。這進(jìn)一步增加了該致動(dòng)器的尺寸和重量。該已知的方案在斷開(kāi)操作期間需要驅(qū)動(dòng)鐵磁性分流體回到下抵接部。該驅(qū)動(dòng)要求額外的能量，且對(duì)于斷開(kāi)操作來(lái)說(shuō)是不可用的，在進(jìn)行短路切換時(shí)這將是斷路器的最苛刻的操作。

本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于中壓斷路器的雙穩(wěn)態(tài)磁致動(dòng)器，其具有小尺寸并且允許低能耗的斷開(kāi)操作。

發(fā)明內(nèi)容