永磁機構斷路器的工作原理

1、永磁機構斷路器的工作原理時間:2009-01-14  來源:徐州機電工程高等職業(yè)學校    編輯:朱思河 內容提示：介紹了真空斷路器的發(fā)展及永磁機構型斷路器的主要結構、性能,著重分析了永磁操動機構的控制系統(tǒng)原理,將永磁機構與真空斷路器進行完美匹配,提高了斷路器的可靠性及壽命。 標簽聚合：永磁機構   真空斷路器          自1961 年美國GE 公司研制成功第一臺真空斷路器以來,真空斷路器的技術水平迅速得到提高。隨著新型觸頭結構和新材料的研制,真空

2、斷路器的開斷能力不斷提升。而作為真空斷路器的主要元件操動機構,也歷經了幾代的發(fā)展,從最初的電磁機構,發(fā)展到現在廣泛應用的彈簧操作機構,以及現階段正邁向成熟并逐漸普及的永磁操作機構。真空斷路器及操動機構的分析       真空斷路器之所以如此迅速發(fā)展,在于其真空滅弧室優(yōu)異的開斷特性,使其電壽命大大增加。真空斷路器的滅弧室動觸頭行程小,要求分閘速度高。動靜觸頭合閘時為平面接觸,為了防止真空斷路器在短路時觸頭被強大的沖擊力斥開,動靜觸頭間要施以較大的觸頭壓力,這樣也有利于提高分閘速度。真空滅弧室的優(yōu)異性,使其機械及電壽命從傳統(tǒng)的2000次躍

3、增為上萬次,沿用傳統(tǒng)斷路器操動機構電磁機構和彈簧機構很難體現出其高壽命、高可靠性的優(yōu)點。因此需要一結構高度簡化、節(jié)能和高可靠的機構來滿足真空斷路器的驅動要求。      永磁機構以其結構簡單、運行可靠、經久耐用等優(yōu)點被廣泛應用于真空斷路器的驅動,它克服了傳統(tǒng)機構的缺點,充分發(fā)揮了真空斷路器的優(yōu)點,為研制新一代免維護斷路器奠定了基礎。它已成為電力系統(tǒng)選型熱點,具有良好的經濟效益和市場前景。本文以ZNY1-10P630-12.5型永磁真空斷路器為例來分析永磁斷路器的結構及工作原理。永磁機構斷路器工作原理及主要技術參數主要技術參數 

4、0;     該真空斷路器采用雙穩(wěn)態(tài)內設欠壓脫扣器永磁機構,并與機械手動脫扣器結為一體化設計,使手動分閘輕便可靠。永磁機構分閘與彈簧分閘相結合,使分閘速度的分配更理想。與彈簧操作機構斷路器比較,可動部件大大減少,使其可靠性和機械壽命大幅提高,是彈簧操作機構類型斷路器的理想替代產品。ZNY1-10P630-12.5型永磁真空斷路器的主要技術參數如下:額定電壓PkV 10最高電壓PkV 12額定電流PA 630額定頻率PHz 50額定短路開斷電流PkA 12. 5動穩(wěn)定電流PkA 31.5熱穩(wěn)定電流PkA 12.5額定短路關合電流PkA 31. 5短路電流持

5、續(xù)時間Ps 41min 工頻耐壓PkV 42雷電沖擊耐壓PkV 75永磁機構斷路器工作原理永磁機構斷路器的工作原理如圖1 所示: 圖1 永磁機構斷路器的工作原理圖       其工作過程如下:接通控制電源,首次接通電源要等待60s,此時儲能電容已充滿電(充電指示燈亮),同時欠壓脫扣器電源也準備接通,斷路器處在準備操作狀態(tài)。按合閘鈕接通合閘線圈,永磁機構動鐵芯向下運動通過傳動拐臂將開關管觸頭閉合,同時通過輔助觸點,并使分閘拉簧儲能。按分閘鈕接通分閘線圈,同時斷開欠壓電源,在分閘磁場和分閘彈簧的共同作用下使開關管觸頭迅速分開,完

6、成一次合閘,分閘操作。      永磁機構通過動鐵芯與主軸傳動拐臂相連直驅動開關管動觸頭,機械結構簡單,磨損小,使得斷路器在使用壽命期內基本實現免維護。該斷路器除正常電動分閘外,還設有欠壓分閘、緊急手動分閘裝置,使斷路器工作更加可靠。開關電源將100VAC變成155VDC,一路經過限流電阻R1 和隔離二極管VD1對電容器C1充電,另一路經過電阻R2和斷電器J1也對電容器C1充電,當電壓充至150VDC左右時,斷電器J1停止工作,J1常閉點接通合閘電路和儲能燈電路。此時合閘,合閘繼電器KM1動作,電容器C1向合閘線圈放電,完成一次合閘過程。電容C

7、3延時一定的合閘時間,保證可靠合閘。另一路9VDC經過隔離二級管VD2、分閘繼電器常閉點KM2-4、行程開關常開點ST1-1、輔助開關常開點FZ1-1送至合閘線圈,維持合閘狀態(tài)。分閘功能由分閘繼電器KM2完成,電容C2功能是保證分閘斷電器KM2 在電壓降低時能可靠分閘。C1和C2的放電回路,由按鈕SB3控制,放電時間需1min。結束語      目前,我國對城市和農村配網的改造正在進一步深入,電力部門也由原來的單純行業(yè)管理轉變?yōu)榉沼脩舻钠髽I(yè)。因此,不但對設備的質量和性能要求越來越高,同時,對投資和可獲得的效益也越來越關注。新一代永磁機構真空斷

8、路器的出現,將為廣大用戶提供一種新的選擇。永磁機構真空斷路器工作原理時間:2008-05-17 16:09:31  來源:網絡收集  作者:真空技術網整理  永磁機構真空斷路器工作原理     由于永磁機構相對于彈簧機構已經簡化很多，它的控制部分就相對復雜。提高控制部分的可靠性，就必須解決好以下幾方面問題：     1.控制回路（或電氣回路）的設計與優(yōu)化，主要應決定控制器的控制方式及保護功能、自測、邏輯判斷和運算速度、大功率電子元器件的控制方式（MOSFE

9、T或IGBT）、輸入輸出型式等關鍵技術指標及實現指標的方式。     2.元器件的篩選，重點要控制好核心控制單元、電源模塊、大容量儲能電容、功率轉換模塊、輸出執(zhí)行元件、蓄電池、位置判別元件等關鍵元件的質量。     3.控制回路（或電氣回路）的整體抗干擾性能，包括抗脈沖干擾（共模和差模）、抗靜電放電干擾、抗輻射電磁場干擾、抗快速瞬變干擾、抗傳導電磁場干擾和抗浪涌能力。     4.控制回路（或電氣回路）的整體抗震性能，包括抗機械震動能力、抗電氣震蕩能力、防雷、避雷能力等。永磁

10、機構控制器的工作原理見上圖。     永磁機構真空斷路器集微機處理技術、現代網絡通信技術和新型開關制造技術于一體，主要技術參數包括：戶內永磁機構真空斷路器可達到額定電流3150安，短路開斷電流達到40千安，滿容量短路開斷次數50次，機械壽命3萬10萬次；戶外永磁機構真空斷路器可達到額定電流1250安，短路開斷電流達到25千安，滿容量短路開斷次數50次，機械壽命3萬6萬次永磁機構操動高壓斷路器柜的設計與應用【摘要】 本文主要介紹了永磁機構操動高壓斷路器柜的結構設計、性能及應用情況等?！娟P鍵詞】高壓開關柜  永磁機構  

11、;  隨著電力市場不斷的發(fā)展，對高壓開關柜的可靠性、小型化、在線檢測等要求越來越高，迫切需要科研部門及生產廠家開發(fā)設計出新型高壓開關柜，為此我公司組織科研人員不斷深入市場進行調研，于2002年度與德國TAVRIDA公司技術合作開發(fā)設計出了永磁機構操動高壓斷路器柜，順利通過了省級鑒定及西高所型式試驗，并取得了西高所型號頒發(fā)證書和型號使用證書（型號為XGN34-12Q）。本人現對該型開關柜的結構設計、性能及應用情況等方面作如下介紹：1、結構設計    采用2mm厚進口敷鋁鋅鋼板經CNC數控機床加工，并采用了多重復折邊及拉鉚工藝，柜體裝配方

12、便、精度高、強度大，并有明顯的間隔，分為主母線室、斷路器室、電纜室和繼電器室，各室有各自的壓    力釋放通道，最大限度地保障人生安全。由于選用小型化斷路器及新型三工位上、下隔離開關，使柜體結構緊湊、體積小、操作方便，基本尺寸為650（寬）X900（深）X2000（高）。2、性能及特點2.1該型開關柜選用了德國TAVRIDA公司生產的ISM型永磁機構真空斷路器及南京高鼎公司生產的全工況上、下三工位隔離開關GN38-12，額定電流為630A1600A，額定短路開斷電流為20kA31.5kA,操作電源可交直流兩用。友好的人機界面使開關柜操作程序化、公式化，方

13、便地實現自動化控制和在線檢測。22選用的ISM型永磁機構真空斷路器主要有如下特點：221ISM真空斷路器與傳統(tǒng)斷路器在操動機構上完全不同，傳統(tǒng)斷路器（如：ZN28、VS1、ZN12等等）的操動機構由幾十個甚至上百個零件組成，機構的動能來自大電流合閘電磁鐵或儲能彈簧,合閘功通過若干個連桿和轉軸傳到滅弧室動觸頭,機械故障率高且維護不方便；而ISM真空斷路器采用永磁保持、電子控制的電磁操動機構（簡稱“永磁機構”），該機構出力特性很接近真空斷路器負載特性，分合閘使用同一線圈，合閘時線圈通過電流產生正向磁力，使動觸頭向上運動，永久磁力使斷路器可靠地保持在合閘位置；分閘時可向線圈通入反極電流，產生反向力，

14、最終靠分閘彈簧分閘并保持在分閘位置。ISM真空斷路器每相各配置一個永磁機構,一根同步軸與三相動鐵芯相連，確保三相同步開斷，省去了連桿拐臂、軸承、機械鎖扣等部件，每相只有5個零件做直線運動，這樣大大簡化了傳動環(huán)節(jié),使得開關整體尺寸小、機械可靠性高且維護調試方便，從而達到真正的免維護。ISM真空斷路器可達到5萬次（一般型）甚至15萬次（頻繁型）。222ISM真空斷路器的滅弧室利用開斷電流自身產生的縱磁場有效地控制電弧，使電弧在動靜觸頭間均勻分布，這就減少了觸頭的燒損，從而有利于提高斷路器電流和延長觸頭壽命。223ISM真空斷路器配有功能完善的控制模塊，與斷路器本體可分開安裝，用于永磁機構的電力驅動和智能控制，具有防跳躍、故障監(jiān)測、快速自動重合閘、能耗低等功能。23該型開關柜具有完善“五防”功能，斷路器與上、下隔離開關、上、下隔離開關與門等之間有可靠的機械聯鎖，外殼防護等級為IP3X，電纜出線高度達到650mm以上。3、應用    該型開關柜保留了固定式箱柜原有優(yōu)點，由于采用