[發明專利]觸點開關電器無線取能操動機構

有效

• 申請號: 201610838602.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106409598B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 繆希仁;肖灑;洪禮通
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01H33/666
• 分類號: H01H33/666;H02J13/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及涉及一種觸點開關電器無線取能操動機構，可實現開關電器無線取能分合閘操作及電氣隔離，降低了人員觸電的可能性和危險性，使觸點開關的使用更安全、方便，屬于開關電器領域。

背景技術

觸點開關是電力系統中最為重要的設備之一，其控制與保護作用是電力系統安全穩定運行的保障。觸點開關種類繁多，其操動機構亦多種多樣，有傳統的彈簧機構、電磁機構、永磁機構等。彈簧操作機構由彈簧儲能、合閘、保持合閘和分閘等幾個部分組成。其優點是不需要大功率的電源，缺點是結構復雜，制造工藝復雜，成本高，可靠性較難保證，且其控制性能遠低于電磁機構和永磁機構。

電磁機構是構成電磁式電器的主要部件之一，它主要由吸引線圈和鐵芯兩部分組成。吸引線圈的作用是在電壓或電流的作用下產生磁場，使銜鐵在電磁吸力的作用下產生機械位移動作而使鐵芯吸合，從而帶動觸頭動作，以實現觸頭的閉合和斷開。它的主要作用是將電能轉換成磁能，從而通過吸力變化帶動觸頭動作，以實現對電路或非電對象的保護和控制等功能。電磁操作機構結構較簡單，但結構笨重，合閘線圈消耗功率很大。

永磁操作機構采用一種全新的智能選相真空開關結構。這種結構工作時主要運動部件只有一個，無需機械脫、鎖扣裝置，故障源少，可靠性較高，且使用壽命長，一般達十萬次以上，同時控制分合閘相位，實現同步控制，從而減少過電壓和涌流對系統的沖擊，減少系統保護的投入，提高系統整體壽命。

上述電磁及永磁機構所構造的電器產品無一例外都需要對螺線管線圈進行直接供電，如電磁機構的交流電流、永磁機構的電容脈沖放電等都需要實際的布線系統。但隨著智能電網及智能電器的發展，高絕緣性能要求、布線空間受限、有特殊電氣隔離要求的情況越來越普遍，這就對目前所存在的操動機構提出新的要求，而本專利所設計的觸點開關電器無線取能操動機構能彌補其不足，從而很好的解決了上述問題。

更進一步的，傳統電器產品大部分故障出現在操動機構部分，一旦機構出現故障，由于操動機構部分與動靜觸頭帶電部分距離較近，出于安全考慮，必須要先停電才能人工進行檢修，任務流程復雜且操作不方便。而基于無線取能的操動機構較好的避免這一缺陷，當操動機構檢修時，可對較遠處的能量無線傳輸部分進行檢修校正，不必在開關本體上作業，從而避免了檢修人員觸電的可能性，

另一方面，電器連接著操作人員與線路電壓，在高壓的發輸配送與低壓的家庭用電等場合，人員觸電時有發生。由于開關電器絕緣發生破壞、操作人員操作失誤，沒有做好安全保障、家庭用電安全意識的缺乏，使用開關電器時沒有確保手的干燥等問題都有可能導致電流泄漏，發生人員觸電安全事故。目前，盡管對于設備絕緣的不斷完善，安全性能地不斷提高，還是無法從根本上解決操作人員可能受到高電壓觸電的危險。而如果通過改造電器操動機構，進行無線取能，使得電器本體遠離人體，如滿足一定的安全距離，或是對電器本體進行絕緣密封等。

目前，根據專利《可快速動作、有效緩沖、穩定保持或具磁懸浮效應的裝置》，申請號：CN201510966119.9所述，可以通過驅動線圈電磁能量的變化來控制開關操動機構的動作，改變了原有通過機械聯動操作開關的模式，為操動機構的無線取能奠定了技術基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供一種觸點開關電器無線取能操動機構，能大幅度提高觸點開關電器的安全性問題，為今后觸點開關電器的遠距離控制提供可能。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種觸點開關電器無線取能操動機構，包括高頻電源、兩塊優化板、發射線圈、導磁體、接收線圈、連桿機構、滅弧室、動觸頭、靜觸頭；所述高頻電源與發射線圈相連接，發射線圈與接收線圈各自構成RLC振蕩電路，且發射線圈與接收線圈相對設置，其中一塊優化板置于發射線圈后側，另一塊優化板置于接收線圈的后側，導磁體置于接收線圈中軸位置處，并通過連桿機構與動觸頭相連接，所述動觸頭、靜觸頭相對設置且包裹于真空滅弧室中。

在本發明一實施例中，所述高頻電源不僅能夠提供足夠的驅動能力還具有相應的輸出頻率，即其輸出頻率與諧振線圈頻率一致，使無線電能傳輸開關操動系統工作在諧振狀態，從而實現電能的高效傳輸。

在本發明一實施例中，所述兩塊優化板均為圓盤狀，并由導磁性能良好的軟磁材料構成，且置于發射線圈后側的優化板開有孔槽，便于高頻電源與發射線圈相連接的導線穿過；置于接收線圈后側的優化板中心開有孔洞，孔洞嵌有導套，便于連桿機構動作；所述兩塊優化板能合理的優化諧振線圈之間的電磁場分布，提高能量傳輸效率。