專利名稱：基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流快速斷路器領(lǐng)域，特別是一種基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置。
背景技術(shù)：
直流快速斷路器一般都存在5A至300A之間小電流不能有效滅弧的問題。原因是直流快速斷路器小電流電弧形成后不能在自身產(chǎn)生的氣吹和磁吹作用下順利進(jìn)入滅弧室， 而在觸頭之間長時間持續(xù)燃燒。較長時間存在的電弧高溫會燒蝕周圍零部件，并引起部件絕緣性能的下降及出現(xiàn)斷路器故障，嚴(yán)重時還會發(fā)生火災(zāi)和危機人身安全。為了熄滅小電流電弧，在動觸頭和靜觸頭的分?jǐn)鄥^(qū)域可以設(shè)置小電流吹弧系統(tǒng)， 電弧在磁場的作用下被直線加速進(jìn)入滅弧室。傳統(tǒng)方法較多采用磁吹線圈法，線圈電流可以取自單獨的外部供電電源或是取自斷路器主回路母排，但是較大的母線電流容易導(dǎo)致線圈絕緣老化甚至擊穿的問題。除此之外永磁體小電流吹弧方法由于永磁體能夠產(chǎn)生較強的磁場，使得小電流電弧吹弧效果較明顯，并且永磁小電流吹弧的方法又不存在絕緣問題，因此永磁體磁吹在直流斷路器小電流分?jǐn)嗟膱龊舷掠休^大的應(yīng)用前景。然而當(dāng)斷路器主回路電流方向改變時，斷路器觸頭區(qū)域磁吹的磁場方向也應(yīng)該改變，磁吹線圈方法可以通過線圈電流的反向較容易實現(xiàn)吹弧磁場換向，但是對于永磁磁吹的方法就需要解決吹弧磁場磁路換向的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于直流斷路器永磁小電流分?jǐn)嗟拇祷〈怕忿D(zhuǎn)換裝置， 使得直流快速斷路器能夠在開斷兩種不同方向小電流時都能正常有效地建立起吹弧磁場， 實現(xiàn)小電流滅弧的功能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，包括轉(zhuǎn)動連桿、 條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂，條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉(zhuǎn)動連桿的兩端，條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂構(gòu)成十字形結(jié)構(gòu)，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，轉(zhuǎn)動臂兩端上方分別對稱設(shè)置第一保持彈簧和第二保持彈簧，第一保持彈簧和第二保持彈簧分別與轉(zhuǎn)動臂兩端點連接，轉(zhuǎn)動臂兩端下側(cè)各設(shè)有一片銜鐵，兩側(cè)銜鐵下方對稱地分別設(shè)置用于吸合銜鐵的第一電磁鐵和第二電磁鐵。觸頭部分兩側(cè)引磁板分別延伸出第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條伸展至條形永磁體的兩端，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條的端口設(shè)有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉(zhuǎn)動角度限位的卡口。條形永磁體、轉(zhuǎn)動臂和轉(zhuǎn)動連桿連接成一體并可繞固定的轉(zhuǎn)軸順時針或是逆時針旋轉(zhuǎn)，固定的轉(zhuǎn)軸貫穿于條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂。由電流方向識別裝置控制第一電磁鐵和第二電磁鐵吸合轉(zhuǎn)動臂對應(yīng)一端下側(cè)的銜鐵，帶動轉(zhuǎn)動臂、轉(zhuǎn)動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩種不同磁路的轉(zhuǎn)換和接通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速，使用方便，通過與電流方向識別裝置可以可靠地實現(xiàn)直流斷路器小電流分?jǐn)啻祷〈艌龇较虻慕⒑娃D(zhuǎn)換，使得直流斷路器在兩種不同方向小電流分?jǐn)鄷r能正常有效地實現(xiàn)磁吹滅弧。


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)及無磁吹狀態(tài)示意圖；圖2為本發(fā)明的磁路建立狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明的磁路建立狀態(tài)側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明的磁路建立狀態(tài)立體圖；其中1為第一引磁條；2為第二引磁條；3為第三引磁條；4為第四引磁條；5為靜觸頭；6為條形永磁體；7為第一保持彈黃；8為第_■保持彈黃；9為彈黃上固定端；10為轉(zhuǎn)動臂；11為固定轉(zhuǎn)軸；12為第一電磁鐵；13為第二電磁鐵；14為靜導(dǎo)電桿部分；15為動導(dǎo)電桿部分；16為動觸頭；17為觸頭側(cè)引磁板；18為轉(zhuǎn)動連桿。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖1-4，在直流斷路器動觸頭打開方向一側(cè)設(shè)置吹弧引磁及磁路換向裝置， 條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉(zhuǎn)動連桿的兩端，條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂構(gòu)成十字形結(jié)構(gòu)，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的引磁條，轉(zhuǎn)動臂兩端上方分別對稱設(shè)置兩個保持彈簧并與轉(zhuǎn)動臂兩端點連接，轉(zhuǎn)動臂兩端下側(cè)各設(shè)有一片銜鐵，兩側(cè)銜鐵下方對稱地分別設(shè)置用于吸合銜鐵的電磁鐵。觸頭部分兩側(cè)引磁板分別延伸出上下兩個引磁條并伸展至條形永磁體的兩端，引磁條端口設(shè)有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉(zhuǎn)動角度限位的卡口。條形永磁體、轉(zhuǎn)動臂和轉(zhuǎn)動連桿連接成一體并可繞固定的轉(zhuǎn)軸順時針或是逆時針旋轉(zhuǎn)，固定的轉(zhuǎn)軸貫穿于條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂。由電流方向識別裝置控制電磁鐵吸合轉(zhuǎn)動臂對應(yīng)一端下側(cè)的銜鐵，帶動轉(zhuǎn)動臂、轉(zhuǎn)動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩種不同磁路的轉(zhuǎn)換和接通。兩個電磁鐵都不吸合的時候轉(zhuǎn)動臂及條形永磁體在保持彈簧的作用下處在平衡位置，處于未建立磁路狀態(tài)。本發(fā)明裝置主體部分位于斷路器動觸頭打開方向的背側(cè)，磁路建立和轉(zhuǎn)換機構(gòu)主要由從觸頭兩側(cè)引磁板延伸過來的四個引磁條，條形永磁體，轉(zhuǎn)動連桿，轉(zhuǎn)動臂，保持彈簧， 彈簧上固定端以及電磁鐵構(gòu)成。條形永磁體、轉(zhuǎn)動連桿和轉(zhuǎn)動臂可繞固定轉(zhuǎn)軸做逆時針或順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度；保持彈簧上端固定，下端分別于轉(zhuǎn)動臂兩端上側(cè)連接，并保持兩彈簧相對于固定轉(zhuǎn)軸對稱分布；電磁鐵分別固定于轉(zhuǎn)動臂兩側(cè)下方適當(dāng)位置，并保持兩電磁鐵相對于固定轉(zhuǎn)軸對稱分布，電磁鐵可在電流識別裝置的指令下吸合其對應(yīng)上端的銜鐵， 并帶動轉(zhuǎn)動臂以及條形永磁體轉(zhuǎn)動。圖I所示裝置處在無磁吹狀態(tài)，即電磁鐵都不吸合銜鐵，轉(zhuǎn)動臂在保持彈簧拉力的作用下處于水平位置，條形永磁體因而處于豎直位置，不與任何兩端引磁條接觸，因此沒
4有磁路建立，觸頭兩側(cè)沒有磁場。斷路器進(jìn)行小電流分?jǐn)嗟臅r候，需要根據(jù)短路電流的方向建立吹弧磁場，短路電流方向識別裝置會給出相應(yīng)一側(cè)第一電磁鐵或第二電磁鐵吸合指令，一側(cè)電磁鐵克服上端保持彈簧的反力吸合電磁鐵上方轉(zhuǎn)動臂下側(cè)對應(yīng)的銜鐵，從而帶動轉(zhuǎn)動臂轉(zhuǎn)動。如圖2示例，第二電磁鐵吸合銜鐵并帶動轉(zhuǎn)動臂順時針轉(zhuǎn)動，從而使得條形永磁體順時針轉(zhuǎn)動，條形永磁體N端、S端分別與第三引磁條和第二引磁條端口相接合并由第三弓I磁條和第二引磁條限制條形永磁體轉(zhuǎn)動角度并保持連接狀態(tài)，在電磁鐵克服保持彈簧的拉力保持吸合狀態(tài)的時候磁路得以維持，從而在觸頭區(qū)域產(chǎn)生從右到左的磁場，有效實現(xiàn)小電流吹弧并進(jìn)入滅弧室熄滅。當(dāng)電流換向時，電流方向識別裝置給出指令，使得電磁鐵釋放銜鐵，電磁鐵通電產(chǎn)生吸力，使得轉(zhuǎn)動臂作逆時針轉(zhuǎn)動，保持彈簧的拉力有助于加速轉(zhuǎn)動臂向另一端轉(zhuǎn)動， 最終使得條形永磁體N端、S端分別與第一引磁條和第四引磁條端口相接合并由第一引磁條和第四引磁條限制條形永磁體轉(zhuǎn)動角度并保持連接狀態(tài)，從而在觸頭區(qū)域形成從左到右的吹弧磁場。本發(fā)明提出的基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置能夠快速有效地建立驅(qū)動電弧向滅弧室運動的磁場，并能在電流方向發(fā)生改變時快速切換磁場的方向，保證斷路器在分?jǐn)嗖煌较虻男‰娏鞴收蠒r均能可靠的工作。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速，使用方便，有較大的實用價值。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于包括轉(zhuǎn)動連桿、條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂，條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉(zhuǎn)動連桿的兩端，條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂構(gòu)成十字形結(jié)構(gòu)，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，轉(zhuǎn)動臂兩端上方分別對稱設(shè)置第一保持彈簧和第二保持彈簧，第一保持彈簧和第二保持彈簧分別與轉(zhuǎn)動臂兩端點連接，轉(zhuǎn)動臂兩端下側(cè)各設(shè)有一片銜鐵，兩側(cè)銜鐵下方對稱地分別設(shè)置用于吸合銜鐵的第一電磁鐵和第二電磁鐵。
2.如權(quán)利要求I所述的基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于所述觸頭部分兩側(cè)引磁板分別延伸出第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條伸展至條形永磁體的兩端， 第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條的端口設(shè)有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉(zhuǎn)動角度限位的卡口。
3.如權(quán)利要求I所述的基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于所述條形永磁體、轉(zhuǎn)動臂和轉(zhuǎn)動連桿連接成一體并可繞固定的轉(zhuǎn)軸順時針或是逆時針旋轉(zhuǎn)，固定的轉(zhuǎn)軸貫穿于條形永磁體和轉(zhuǎn)動臂。
4.如權(quán)利要求I或3所述的基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于由電流方向識別裝置控制第一電磁鐵和第二電磁鐵吸合轉(zhuǎn)動臂對應(yīng)一端下側(cè)的銜鐵，帶動轉(zhuǎn)動臂、轉(zhuǎn)動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩種不同磁路的轉(zhuǎn)換和接通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于永磁磁路轉(zhuǎn)換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，它配裝于直流快速斷路器上結(jié)合短路電流方向識別裝置，以實現(xiàn)兩種不同短路電流方向條件下對應(yīng)的永磁磁路建立和轉(zhuǎn)換裝置。它由引磁條、條形永磁體、轉(zhuǎn)動連桿、轉(zhuǎn)動臂、線圈電磁鐵、平衡彈簧等組成。位于轉(zhuǎn)動臂兩端下側(cè)分別固定一個電磁鐵，由短路電流方向識別裝置給出的指令可以控制任意一個電磁鐵的吸合及釋放狀態(tài)，帶動轉(zhuǎn)動臂順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動臂中心通過轉(zhuǎn)動連桿和條形永磁體中心相連并帶動條形磁鐵的轉(zhuǎn)動，條形永磁體兩端與兩組不同的引磁條接口接觸和切換，實現(xiàn)磁路的建立和磁路方向的切換過程。
文檔編號H01H73/18GK102592910SQ20121004100
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者吳翊, 楊飛, 紐春萍, 榮命哲, 謝成, 馬瑞光 申請人:西安交通大學(xué)