專(zhuān)利名稱：一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空斷路器的控制方法，特別涉及一種提高真空斷路器壽命的 控制方法。
背景技術(shù)：
真空斷路器是主觸頭在高真空環(huán)境中關(guān)合或斷開(kāi)的一種電器設(shè)備。其操動(dòng)機(jī)構(gòu) 有多種型式，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)和永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是目前廣泛應(yīng)用的兩種操動(dòng)機(jī)構(gòu)型式?，F(xiàn)有 真空斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法是這樣的接到分合閘控制命令后，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)將儲(chǔ)能 彈簧的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)觸頭的動(dòng)能使其運(yùn)動(dòng)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)依靠通電線圈產(chǎn)生的電磁力和 永磁體的磁力二者的合力使動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有真空斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法的特點(diǎn)是分閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭按照分閘速 度特性曲線運(yùn)動(dòng)；合閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭按照合閘速度特性曲線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)斷路器被制造出 廠之后，其分間和合間速度特性曲線就已經(jīng)確定了。在保證真空斷路器零部件特性不變 時(shí)，這臺(tái)斷路器的分閘和合閘速度特性曲線是不能被改變的。一臺(tái)斷路器只有一條分閘 速度特性曲線和一條合閘速度特性曲線。從斷路器的速度特性曲線能夠推算出斷路器的 力特性。綜合以上分析可以看出，現(xiàn)有真空斷路器的控制方法在分合閘操作過(guò)程中，不 區(qū)分真空斷路器的開(kāi)斷容量，例如分?jǐn)嚯娏鞔笥陬~定電流或是小于額定電流，以不可控 的相同的機(jī)械特性使動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。無(wú)論多大或多小的電流，分閘(合閘)過(guò)程中斷路器 的機(jī)械沖擊力分別都是相同的。因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下，斷路器分?jǐn)嗷蜿P(guān)合的電流小于額定 電流，因此，降低小電流時(shí)斷路器的機(jī)械沖擊力就能提高斷路器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出了一種提高永磁操動(dòng)真空斷 路器壽命的控制方法，這種控制方法是同一臺(tái)參數(shù)確定的永磁操動(dòng)真空斷路器在開(kāi)斷 不同容量的電流時(shí)，選擇不同的分閘命令模塊，通過(guò)永磁操動(dòng)控制器調(diào)制分或合閘線圈 電流，從而控制斷路器以不同的速度特性曲線運(yùn)動(dòng)，減輕真空斷路器動(dòng)觸頭與靜觸頭間 的機(jī)械沖擊力，達(dá)到提高真空斷路器壽命的目的。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，下面將分?jǐn)嚯娏鞔笥陬~定電流的斷路器分?jǐn)噙^(guò)程簡(jiǎn)稱為故障分 閘，將分?jǐn)嚯娏餍∮诘扔陬~定電流的斷路器分?jǐn)噙^(guò)程簡(jiǎn)稱為控制分閘。同樣的，將合閘 電流大于額定電流的合閘過(guò)程簡(jiǎn)稱為故障合閘，將合閘電流小于等于額定電流的合閘過(guò) 程簡(jiǎn)稱為控制合閘。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，同一臺(tái)參數(shù)確定的永磁操動(dòng)真 空斷路器根據(jù)開(kāi)斷電流的不同容量，選擇不同的分閘命令模塊控制斷路器以不同的速度 特性曲線運(yùn)動(dòng)，其中至少一條速度特性曲線確保斷路器能可靠分?jǐn)鄶嗦菲黝~定短路開(kāi)斷電流，另外至少一條速度特性曲線確保斷路器能可靠關(guān)合斷路器額定短路關(guān)合電流。一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，該方法使用的真空斷路器包含 有真空滅弧室1和通過(guò)連接軸2與真空滅弧室1相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3 配有永磁機(jī)構(gòu)控制器4;所述的永磁機(jī)構(gòu)3包括一個(gè)中空的靜鐵芯5，靜鐵芯5的頂部和 底部分別設(shè)置有處在同軸線上的開(kāi)口 6，靜鐵芯5內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯7，動(dòng)鐵芯7上同軸設(shè) 置有連接軸2，連接軸2的兩端分別從靜鐵芯5的頂部和底部的開(kāi)口 6伸出，在動(dòng)鐵芯7 和靜鐵芯5之間依次設(shè)置有合閘線圈8、永久磁鐵9和分閘線圈10 ；所述的永磁機(jī)構(gòu)控制 器4包括一個(gè)電源模塊23，電源模塊23的電源輸出端連接到電容器模塊24的輸入端， 電容器模塊24的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20與分閘輸出模塊21、合閘輸出模塊22 相連，永磁機(jī)構(gòu)控制器4還包括調(diào)理電路14，調(diào)理電路14的輸出端連接到光電隔離模塊 15的輸入端，光電隔離模塊15的輸出端與控制芯片16的輸入端相連，控制芯片16的輸 出端通過(guò)光電隔離模塊17分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊19和電力電子控制電路18的輸入端 相連，電力電子控制電路18的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20的輸入端相連；在調(diào)理電路 14的輸入端分別連接有控制分間命令模塊12、故障分間命令模塊13、控制合間命令模塊 25和故障合間命令模塊26;當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行控制分間和控制合間操作時(shí)，控制命令 通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的控制分間命令模塊12或控制合間命令模塊25進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路 14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，控制芯片16將調(diào)制后的線圈電流信號(hào)通過(guò)光電 隔離模塊17送給電力電子控制電路18，電力電子控制電路18再把線圈電流信號(hào)送給電力 電子驅(qū)動(dòng)模塊20，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20再通過(guò)分間輸出模塊21或合間輸出模塊22送給 分閘線圈8或合閘線圈9 ；當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制 器4的故障分閘命令模塊13進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16， 此時(shí)控制芯片16對(duì)線圈電流信號(hào)不加調(diào)制，直接把線圈電流信號(hào)送給分閘線圈8;當(dāng)真 空滅弧室1進(jìn)行故障合間時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的故障合間命令模塊26進(jìn) 入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，此時(shí)控制芯片16對(duì)線圈電流 信號(hào)不加調(diào)制，直接把線圈電流信號(hào)送給合閘線圈10。在實(shí)際應(yīng)用中，所述的故障分閘命令模塊13是一個(gè)或一個(gè)以上；故障合閘命令 模塊26是一個(gè)或一個(gè)以上。本發(fā)明的方法應(yīng)用在分?jǐn)嗪完P(guān)合真空滅弧室1時(shí)，基于控制芯片16的永磁機(jī)構(gòu) 控制器4根據(jù)真空滅弧室1的不同分?jǐn)嚯娏骰蜿P(guān)合電流，以不同的速度特性曲線斷開(kāi)或關(guān) 合真空滅弧室1，從而減輕了真空斷路器動(dòng)觸頭與靜觸頭間的沖擊力，進(jìn)而延長(zhǎng)了真空斷 路器的機(jī)械壽命和使用壽命。本發(fā)明的應(yīng)用能使得開(kāi)斷較大短路電流的真空斷路器，又能具有較長(zhǎng)的機(jī)械壽 命，例如額定電流630A，額定短路開(kāi)斷電流20kA的真空斷路器，使用本發(fā)明所述方 法，其機(jī)械壽命能達(dá)到100萬(wàn)次以上。本發(fā)明的應(yīng)用還能使得機(jī)械壽命很長(zhǎng)的真空接觸器，又能具有開(kāi)斷較大短路電 流的能力。本發(fā)明適用于380V到126kV電壓等級(jí)的任何型式的永磁操動(dòng)真空斷路器；該真 空斷路器可以是三相的，也可以是單相的。


圖1是使用本發(fā)明方法的永磁操動(dòng)真空斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是使用本發(fā)明方法的永磁操動(dòng)真空斷路器的永磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是使用本發(fā)明方法的永磁操動(dòng)真空斷路器的永磁機(jī)構(gòu)控制器4的邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)敘述。一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，同一臺(tái)參數(shù)確定的永磁操動(dòng)真 空斷路器根據(jù)開(kāi)斷電流或關(guān)合電流的不同容量，選擇不同的分閘命令模塊控制斷路器以 不同的速度特性曲線運(yùn)動(dòng)，其中至少一條速度特性曲線確保斷路器能可靠分?jǐn)鄶嗦菲黝~ 定短路開(kāi)斷電流，另外至少一條速度特性曲線確保斷路器能可靠關(guān)合斷路器額定短路關(guān) 合電流。參照?qǐng)D1，一種使用本發(fā)明方法的永磁操動(dòng)真空斷路器，包含有真空滅弧室1和 通過(guò)連接軸2與真空滅弧室1相連的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)3的合分閘線圈的輸 入端與永磁機(jī)構(gòu)控制器4的合分閘輸出模塊的輸出端相連接。參照?qǐng)D2，所述的永磁機(jī)構(gòu)3包括一個(gè)中空的靜鐵芯5，靜鐵芯5的頂部和底部 分別設(shè)置有處在同軸線上的開(kāi)口 6，靜鐵芯5內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯7，動(dòng)鐵芯7上同軸設(shè)置有 連接軸2，連接軸2的兩端分別從靜鐵芯5的頂部和底部的開(kāi)口 6伸出，在動(dòng)鐵芯7和靜 鐵芯5之間依次設(shè)置有合閘線圈8、永久磁鐵9和分閘線圈10;動(dòng)鐵芯7通過(guò)連接軸2與 真空滅弧室1相連接。參照?qǐng)D3，所述的永磁機(jī)構(gòu)控制器4包括一個(gè)電源模塊23，電源模塊23的電源 輸出端連接到電容器模塊24的輸入端，電容器模塊24的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20 與分閘輸出模塊21、合閘輸出模塊22相連，永磁機(jī)構(gòu)控制器4還包括調(diào)理電路14，調(diào)理 電路14的輸入端分別與控制分閘命令模塊12、故障分閘命令模塊13、控制合閘命令模塊 25、故障合閘命令模塊26的輸出端相連，調(diào)理電路14的輸出端連接到光電隔離模塊15 的輸入端，光電隔離模塊15的輸出端與控制芯片16的輸入端相連，控制芯片16的輸出 端通過(guò)光電隔離模塊17分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊19和電力電子控制電路18的輸入端相 連，電力電子控制電路18的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20的輸入端相連。本發(fā)明的控制方法是當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行控制分閘操作時(shí)，控制命令通過(guò)永 磁機(jī)構(gòu)控制器4的控制分閘命令模塊12進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控 制芯片16，控制芯片16將調(diào)制后的線圈電流信號(hào)通過(guò)光電隔離模塊17送給電力電子控 制電路18，電力電子控制電路18再把信號(hào)送給電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊 20再通過(guò)分閘輸出模塊21或合閘輸出模塊22送給分閘線圈8，使得真空滅弧室1此時(shí)的 分閘速度較低，在分間過(guò)程中對(duì)真空滅弧室中波紋管的機(jī)械沖擊力較小，因而能延長(zhǎng)真 空斷路器的機(jī)械壽命和使用壽命。當(dāng)真空滅弧室1進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器4的故障分閘命 令模塊13進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路14和光電隔離模塊15，送到控制芯片16，此時(shí)控制芯片16 對(duì)線圈電流信號(hào)不進(jìn)行任何調(diào)制，直接把線圈電流信號(hào)送給分閘線圈8。這樣，真空斷路 器就能以最快的速度特性分閘。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述的故障分閘命令模塊13是一個(gè)或一個(gè)以上；故障合閘命令 模塊26是一個(gè)或一個(gè)以上。因?yàn)樵谡婵諗嗦菲鞯膲勖芷趦?nèi)，分?jǐn)喽搪冯娏鞔螖?shù)占真空斷路器總壽命的比 例很小，故本發(fā)明所述的延長(zhǎng)永磁操動(dòng)真空路器壽命的方法得以實(shí)現(xiàn)。采用本發(fā)明的方 法，在不改變永磁操動(dòng)真空斷路器任何零部件特性的情況下，能使得開(kāi)斷容量大而機(jī)械 壽命短的永磁操動(dòng)真空斷路器，變成開(kāi)斷容量大同時(shí)機(jī)械壽命也長(zhǎng)的永磁操動(dòng)真空斷路 器。采用本發(fā)明的方法，能直接導(dǎo)致永磁操動(dòng)真空斷路器和永磁操動(dòng)真空接觸器兩者特 性合二而一，即具有斷路器功能的永磁操動(dòng)真空接觸器，也可作為具有長(zhǎng)壽命接觸器功 能的永磁操動(dòng)真空斷路器。
權(quán)利要求
1.一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，其特征在于同一臺(tái)參數(shù)確定的 永磁操動(dòng)真空斷路器根據(jù)開(kāi)斷電流或關(guān)合電流的不同容量，選擇不同的分閘命令模塊控 制斷路器以不同的速度特性曲線運(yùn)動(dòng)，其中至少一條速度特性曲線確保斷路器能可靠分 斷斷路器額定短路開(kāi)斷電流，另外至少一條確保斷路器能可靠關(guān)合斷路器額定短路關(guān)合 電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，該方法使用 的真空斷路器包含有真空滅弧室(1)和通過(guò)連接軸(2)與真空滅弧室(1)相連的永磁操動(dòng) 機(jī)構(gòu)(3)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)配有永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)；所述的永磁機(jī)構(gòu)(3)包括一個(gè)中 空的靜鐵芯(5)，靜鐵芯(5)的頂部和底部分別設(shè)置有處在同軸線上的開(kāi)口(6)，靜鐵芯 (5)內(nèi)設(shè)置有動(dòng)鐵芯(7)，動(dòng)鐵芯(7)上同軸設(shè)置有連接軸(2)，連接軸(2)的兩端分別 從靜鐵芯(5)的頂部和底部的開(kāi)口(6)伸出，在動(dòng)鐵芯(7)和靜鐵芯(5)之間依次設(shè)置有 合閘線圈(8)、永久磁鐵(9)和分閘線圈(10)；所述的永磁機(jī)構(gòu)控制器⑷包括一個(gè)電源 模塊(23)，電源模塊(23)的電源輸出端連接到電容器模塊(24)的輸入端，電容器模塊 (24)的輸出端通過(guò)電力電子驅(qū)動(dòng)模塊20與分閘輸出模塊21、合閘輸出模塊(22)相連， 永磁機(jī)構(gòu)控制器⑷還包括調(diào)理電路(14)，調(diào)理電路(14)的輸出端連接到光電隔離模塊(15)的輸入端，光電隔離模塊(15)的輸出端與控制芯片(16)的輸入端相連，控制芯片(16)的輸出端通過(guò)光電隔離模塊(17)分別與運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊(19)和電力電子控制電 路(18)的輸入端相連，電力電子控制電路(18)的輸出端與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)的輸 入端相連；在調(diào)理電路(14)的輸入端分別連接有控制分閘命令模塊(12)、故障分閘命令 模塊(13)、控制合閘命令模塊(25)和故障合閘命令模塊(26)；其特征在于當(dāng)真空滅 弧室(1)進(jìn)行控制分間和控制合間操作時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器(4)的控制分閘 命令模塊(12)或控制合閘命令模塊(25)進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路(14)和光電隔離模塊(15)， 送到控制芯片(16)，控制芯片(16)將調(diào)制后的線圈電流信號(hào)通過(guò)光電隔離模塊(17)送給 電力電子控制電路(18)，電力電子控制電路(18)再把線圈電流信號(hào)送給電力電子驅(qū)動(dòng)模 塊(20)，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊(20)再通過(guò)分閘輸出模塊(21)或合閘輸出模塊(22)送給分 閘線圈(8)或合閘線圈(9)；當(dāng)真空滅弧室(1)進(jìn)行故障分閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu) 控制器⑷的故障分閘命令模塊(13)進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路(14)和光電隔離模塊(15)，送 到控制芯片(16)，此時(shí)控制芯片(16)對(duì)線圈電流信號(hào)不加調(diào)制，直接把線圈電流信號(hào)送 給分閘線圈⑶；當(dāng)真空滅弧室⑴進(jìn)行故障合閘時(shí)，控制命令通過(guò)永磁機(jī)構(gòu)控制器⑷ 的故障合閘命令模塊(26)進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理電路(14)和光電隔離模塊(15)，送到控制芯片 (16)，此時(shí)控制芯片(16)對(duì)線圈電流信號(hào)不加調(diào)制，直接把線圈電流信號(hào)送給合閘線圈 (10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，其特征在 于所述的故障分閘命令模塊(13)和故障合閘命令模塊(26)分別是一個(gè)或一個(gè)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，其特征在 于所述的永磁操動(dòng)真空斷路器可以是三相的，也可以是單相的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所說(shuō)的一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，其特征 在于所述的永磁操動(dòng)真空斷路器可以是三相的，也可以是單相的。
全文摘要
一種提高永磁操動(dòng)真空斷路器壽命的控制方法，根據(jù)永磁操動(dòng)真空斷路器需要開(kāi)斷電流或關(guān)合電流的不同容量，選擇不同的分閘命令模塊控制斷路器以不同的速度特性曲線運(yùn)動(dòng)，其中一條確保斷路器能可靠分?jǐn)鄶嗦菲黝~定短路開(kāi)斷電流，另外一條確保斷路器能可靠關(guān)合斷路器額定短路關(guān)合電流；采用本發(fā)明，在不改變斷路器任何零部件特性的情況下，能使得開(kāi)斷容量大而機(jī)械壽命短的真空斷路器，變成開(kāi)斷容量大同時(shí)機(jī)械壽命也長(zhǎng)的真空斷路器；同時(shí)，采用本發(fā)明，能使得使用壽命長(zhǎng)而開(kāi)斷容量小的真空接觸器，變成使用壽命長(zhǎng)同時(shí)開(kāi)斷容量也大的真空接觸器；本發(fā)明適用于380V到126kV電壓等級(jí)的任何型式的永磁操動(dòng)的真空斷路器。
文檔編號(hào)H01H33/66GK102013355SQ20101024881
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者姬勞, 張日強(qiáng), 楊文海, 王根林, 袁明輝, 鄭士泉 申請(qǐng)人:西安通大思源電器有限公司