[發明專利]適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置

有效

• 申請號: 201910256078.2
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109887811B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 淡叔恒;胡德霖
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H01H71/24
• 分類號: H01H71/24;H01H71/68
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

本發明涉及一種適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置，一個不封閉開口矩形鐵芯的開口端口處上下鐵芯上繞有分閘線圈和合閘線圈，動導電桿貼著并沿著鐵芯開口方向穿過分閘線圈，動導電桿的一端固定金屬斥力盤，并且動導電桿和金屬斥力盤連接為一個整體運動，使得金屬斥力盤位于分閘線圈和合閘線圈之間，線圈得電產生高頻變化的磁場，金屬斥力盤中感應出渦流，推動金屬斥力盤運動，執行分閘或合閘。在鐵磁材料引入后可以引導線圈產生的快速變化的磁場絕大部分從金屬斥力盤中通過，這樣產生的渦流就會增加，從而增大了斥力，使得產生相同的斥力時不需要很大的電容量或者很高的電容電壓值，這樣使得整個高速斥力裝置體積減小，成本降低。

技術領域

本發明涉及一種高壓直流斷路器，特別涉及一種適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置。

背景技術

快速斥力機構為高壓直流斷路器提供快速的關合和分斷操作。快速斥力機構結構簡單，僅僅由合閘線圈和分閘線圈及一個金屬斥力盤構成，如圖1所示。分閘線圈和合閘線圈一樣，都是空芯單層線圈，如圖2所示。圖3為給斥力機構線圈供能的電容及相應的電路圖，從圖3所示的線圈L的控制回路中給線圈L通入電流，在線圈L中產生高頻變化的磁場，變化的磁場在金屬斥力盤P中感應出渦流，渦流和線圈中的電流方向相反，推動金屬斥力盤P運動。這就是快速斥力機構的原理。但是這個機構的效率很低，空芯線圈產生的大量的磁場通過空氣自成回路，而不通過金屬盤，這樣本來靠著高速變化的電流在金屬盤中產生高速變化的磁場而產生渦流以便形成斥力，但是當線圈的磁場都沒有通過金屬盤時能量的利用率明顯就很低，目前測試出來圖1所示的結構的利用率不超過12％。如能提高斥力機構的能量利用率就可以大大減小用來供能的各個部件的體積。否則為了保證功能的實現，只能增大空芯線圈供能的電容器C的電容量或者充電電壓，這樣使得整體設備的體積會增大。在很多應用場合下要求高壓直流斷路器體積要小。

發明內容

本發明是針對現在的高壓直流斷路器所用快速斥力機構能量利用率低的問題，提出了一種適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置，提高斥力裝置能量的利用率，同時縮小整體設備體積。

本發明的技術方案為：一種適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置，包括合閘線圈、分閘線圈、金屬斥力盤以及控制電路，控制電路對合閘線圈或分閘線圈放電，在合閘線圈或分閘線圈中產生高頻變化的磁場，變化的磁場在金屬斥力盤中感應出渦流，推動金屬斥力盤運動，實現分閘或合閘；還包括一個不封閉開口矩形鐵芯和一個鐵磁材料或者非鐵磁材料做成的金屬桿子作為斥力機構的動導電桿；一個不封閉開口矩形鐵芯的開口端口處上下鐵芯上繞有分閘線圈和合閘線圈，動導電桿貼著并沿著鐵芯開口方向穿過分閘線圈，動導電桿的一端固定金屬斥力盤，并且動導電桿和金屬斥力盤連接為一個整體運動，使得金屬斥力盤位于分閘線圈和合閘線圈之間，并能在矩形鐵芯的開口空氣段上下移動，執行分閘或合閘。

一種適用于機械式高壓直流斷路器的高速斥力裝置，包括合閘線圈、分閘線圈、金屬斥力盤以及控制電路，控制電路對合閘線圈或分閘線圈放電，在合閘線圈或分閘線圈中產生高頻變化的磁場，變化的磁場在金屬斥力盤中感應出渦流，推動金屬斥力盤運動，實現分閘或合閘；還包括一個不封閉開口矩形鐵芯和一個鐵磁材料或者非鐵磁材料做成的金屬桿子作為斥力機構的動導電桿；一個不封閉開口矩形鐵芯的開口端口處上下鐵芯上繞有分閘線圈和合閘線圈，動導電桿貼著并沿著鐵芯開口方向穿過分閘線圈、空氣段和合閘線圈，金屬斥力盤為圓環狀，套在并固定在動導電桿中間，并且動導電桿和金屬斥力盤連接為一個整體運動，使得金屬斥力盤位于分閘線圈和合閘線圈之間，并能在矩形鐵芯的開口空氣段上下移動，執行分閘或合閘。

所述高頻變化的磁場的磁路包括鐵磁材料鐵芯中的部分及開口空氣段中的部分，開口空氣段中的磁路長度數值上等于機械式高壓直流斷路器的開距。

所述不封閉開口矩形鐵芯的大小按照線圈中電流產生的磁場來設計，保證在高頻變化的磁場中，鐵芯中的磁場不會處于飽和狀態即可。