永磁机构断路器的工作原理时间:2009-01-14 来源:徐州机电工程高等职业学校编辑:朱思河自1961 年美国GE 公司研制成功第一台真空断路器以来,真空断路器的技术水平迅速得到提高。
随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升。
而作为真空断路器的主要元件———操动机构,也历经了几代的发展,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及现阶段正迈向成熟并逐渐普及的永磁操作机构。
真空断路器及操动机构的分析真空断路器之所以如此迅速发展,在于其真空灭弧室优异的开断特性,使其电寿命大大增加。
真空断路器的灭弧室动触头行程小,要求分闸速度高。
动静触头合闸时为平面接触,为了防止真空断路器在短路时触头被强大的冲击力斥开,动静触头间要施以较大的触头压力,这样也有利于提高分闸速度。
真空灭弧室的优异性,使其机械及电寿命从传统的2000次跃增为上万次,沿用传统断路器操动机构电磁机构和弹簧机构很难体现出其高寿命、高可靠性的优点。
因此需要一结构高度简化、节能和高可靠的机构来满足真空断路器的驱动要求。
永磁机构以其结构简单、运行可靠、经久耐用等优点被广泛应用于真空断路器的驱动,它克服了传统机构的缺点,充分发挥了真空断路器的优点,为研制新一代免维护断路器奠定了基础。
它已成为电力系统选型热点,具有良好的经济效益和市场前景。
本文以ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器为例来分析永磁断路器的结构及工作原理。
永磁机构断路器工作原理及主要技术参数主要技术参数该真空断路器采用双稳态内设欠压脱扣器永磁机构,并与机械手动脱扣器结为一体化设计,使手动分闸轻便可靠。
永磁机构分闸与弹簧分闸相结合,使分闸速度的分配更理想。
与弹簧操作机构断路器比较,可动部件大大减少,使其可靠性和机械寿命大幅提高,是弹簧操作机构类型断路器的理想替代产品。
ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器的主要技术参数如下:额定电压PkV 10最高电压PkV 12额定电流PA 630额定频率PHz 50额定短路开断电流PkA 12. 5动稳定电流PkA 31.5热稳定电流PkA 12.5额定短路关合电流PkA 31. 5短路电流持续时间Ps 41min 工频耐压PkV 42雷电冲击耐压PkV 75永磁机构断路器工作原理永磁机构断路器的工作原理如图1 所示:图1 永磁机构断路器的工作原理图其工作过程如下:接通控制电源,首次接通电源要等待60s,此时储能电容已充满电(充电指示灯亮),同时欠压脱扣器电源也准备接通,断路器处在准备操作状态。
按合闸钮接通合闸线圈,永磁机构动铁芯向下运动通过传动拐臂将开关管触头闭合,同时通过辅助触点,并使分闸拉簧储能。
按分闸钮接通分闸线圈,同时断开欠压电源,在分闸磁场和分闸弹簧的共同作用下使开关管触头迅速分开,完成一次合闸,分闸操作。
永磁机构通过动铁芯与主轴传动拐臂相连直驱动开关管动触头,机械结构简单,磨损小,使得断路器在使用寿命期内基本实现免维护。
该断路器除正常电动分闸外,还设有欠压分闸、紧急手动分闸装置,使断路器工作更加可靠。
开关电源将100VAC变成155VDC,一路经过限流电阻R1 和隔离二极管VD1对电容器C1充电,另一路经过电阻R2和断电器J1也对电容器C1充电,当电压充至150VDC左右时,断电器J1停止工作,J1常闭点接通合闸电路和储能灯电路。
此时合闸,合闸继电器KM1动作,电容器C1向合闸线圈放电,完成一次合闸过程。
电容C3延时一定的合闸时间,保证可靠合闸。
另一路9VDC经过隔离二级管VD2、分闸继电器常闭点KM2-4、行程开关常开点ST1-1、辅助开关常开点FZ1-1送至合闸线圈,维持合闸状态。
分闸功能由分闸继电器KM2完成,电容C2功能是保证分闸断电器KM2 在电压降低时能可靠分闸。
C1和C2的放电回路,由按钮SB3控制,放电时间需1min。
结束语目前,我国对城市和农村配网的改造正在进一步深入,电力部门也由原来的单纯行业管理转变为服务用户的企业。
因此,不但对设备的质量和性能要求越来越高,同时,对投资和可获得的效益也越来越关注。
新一代永磁机构真空断路器的出现,将为广大用户提供一种新的选择。
永磁机构真空断路器工作原理时间:2008-05-17 16:09:31 来源:网络收集作者:真空技术网整理永磁机构真空断路器工作原理由于永磁机构相对于弹簧机构已经简化很多，它的控制部分就相对复杂。
提高控制部分的可靠性，就必须解决好以下几方面问题：1.控制回路（或电气回路）的设计与优化，主要应决定控制器的控制方式及保护功能、自测、逻辑判断和运算速度、大功率电子元器件的控制方式（MOSFET或IGBT）、输入输出型式等关键技术指标及实现指标的方式。
2.元器件的筛选，重点要控制好核心控制单元、电源模块、大容量储能电容、功率转换模块、输出执行元件、蓄电池、位置判别元件等关键元件的质量。
3.控制回路（或电气回路）的整体抗干扰性能，包括抗脉冲干扰（共模和差模）、抗静电放电干扰、抗辐射电磁场干扰、抗快速瞬变干扰、抗传导电磁场干扰和抗浪涌能力。
4.控制回路（或电气回路）的整体抗震性能，包括抗机械震动能力、抗电气震荡能力、防雷、避雷能力等。
永磁机构控制器的工作原理见上图。
永磁机构真空断路器集微机处理技术、现代网络通信技术和新型开关制造技术于一体，主要技术参数包括：户内永磁机构真空断路器可达到额定电流3150安，短路开断电流达到40千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万~10万次；户外永磁机构真空断路器可达到额定电流1250安，短路开断电流达到25千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万~6万次永磁机构操动高压断路器柜的设计与应用【摘要】本文主要介绍了永磁机构操动高压断路器柜的结构设计、性能及应用情况等。
【关键词】高压开关柜永磁机构随着电力市场不断的发展，对高压开关柜的可靠性、小型化、在线检测等要求越来越高，迫切需要科研部门及生产厂家开发设计出新型高压开关柜，为此我公司组织科研人员不断深入市场进行调研，于2002年度与德国TAVRIDA公司技术合作开发设计出了永磁机构操动高压断路器柜，顺利通过了省级鉴定及西高所型式试验，并取得了西高所型号颁发证书和型号使用证书（型号为XGN34-12Q）。
本人现对该型开关柜的结构设计、性能及应用情况等方面作如下介绍：1、结构设计采用2mm厚进口敷铝锌钢板经CNC数控机床加工，并采用了多重复折边及拉铆工艺，柜体装配方便、精度高、强度大，并有明显的间隔，分为主母线室、断路器室、电缆室和继电器室，各室有各自的压力释放通道，最大限度地保障人生安全。
由于选用小型化断路器及新型三工位上、下隔离开关，使柜体结构紧凑、体积小、操作方便，基本尺寸为650（宽）X900（深）X2000（高）。
2、性能及特点2.1该型开关柜选用了德国TAVRIDA公司生产的ISM型永磁机构真空断路器及南京高鼎公司生产的全工况上、下三工位隔离开关GN38-12，额定电流为630A~1600A，额定短路开断电流为20kA~31.5kA,操作电源可交直流两用。
友好的人机界面使开关柜操作程序化、公式化，方便地实现自动化控制和在线检测。
2．2选用的ISM型永磁机构真空断路器主要有如下特点：2．2．1ISM真空断路器与传统断路器在操动机构上完全不同，传统断路器（如：ZN28、VS1、ZN12等等）的操动机构由几十个甚至上百个零件组成，机构的动能来自大电流合闸电磁铁或储能弹簧,合闸功通过若干个连杆和转轴传到灭弧室动触头,机械故障率高且维护不方便；而ISM真空断路器采用永磁保持、电子控制的电磁操动机构（简称“永磁机构”），该机构出力特性很接近真空断路器负载特性，分合闸使用同一线圈，合闸时线圈通过电流产生正向磁力，使动触头向上运动，永久磁力使断路器可靠地保持在合闸位置；分闸时可向线圈通入反极电流，产生反向力，最终靠分闸弹簧分闸并保持在分闸位置。
ISM真空断路器每相各配置一个永磁机构,一根同步轴与三相动铁芯相连，确保三相同步开断，省去了连杆拐臂、轴承、机械锁扣等部件，每相只有5个零件做直线运动，这样大大简化了传动环节,使得开关整体尺寸小、机械可靠性高且维护调试方便，从而达到真正的免维护。
ISM真空断路器可达到5万次（一般型）甚至15万次（频繁型）。
2．2．2ISM真空断路器的灭弧室利用开断电流自身产生的纵磁场有效地控制电弧，使电弧在动静触头间均匀分布，这就减少了触头的烧损，从而有利于提高断路器电流和延长触头寿命。
2．2．3ISM真空断路器配有功能完善的控制模块，与断路器本体可分开安装，用于永磁机构的电力驱动和智能控制，具有防跳跃、故障监测、快速自动重合闸、能耗低等功能。
2．3该型开关柜具有完善“五防”功能，断路器与上、下隔离开关、上、下隔离开关与门等之间有可靠的机械联锁，外壳防护等级为IP3X，电缆出线高度达到650mm以上。
3、应用该型开关柜保留了固定式箱柜原有优点，由于采用了高性能免维护永磁机构真空断路器，加上传感技术和最新继电保护的采用，使得该产品结构十分紧凑、体积小、扩展灵活、可靠性高，特别适用于城市居民住宅区、工矿企业、商场、机场、铁路、医院、开闭所等场所。
到目前为止，该型开关柜已在北京、辽宁、河南、河北、湖北、山东、深圳等市场上良好地运行，取得了很好的销量。
为适应市场竟争，我公司今年对该型开关柜进行了改型，与国产侧装式断路器配套，其尺寸为750（宽）X950（深）X2000（高），并已投运市场。
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