專利名稱：智能快速合閘開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能快速合閘開關(guān)，具體地說是適用于智能電網(wǎng)，額定電壓 為3 12KV的柔性直流輸電項(xiàng)目中，可智能快速接通電路的一種特殊開關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著我國智能電網(wǎng)進(jìn)入示范性建設(shè)階段，適用于智能電網(wǎng)的柔性直流輸電項(xiàng)目中 可智能快速合閘開關(guān)的產(chǎn)品目前在國內(nèi)還是空白，因此研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)智能快速合閘開關(guān) 成為設(shè)計(jì)、開發(fā)智能電網(wǎng)進(jìn)入示范性建設(shè)級(jí)段的當(dāng)務(wù)之急。智能電網(wǎng)中3 12KV柔性直流輸 電項(xiàng)目的智能快速合閘開關(guān)要求工作電流大，并能快速合閘。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問題，提供一種智能快速合閘開關(guān)，該開關(guān)工作可靠，響應(yīng)速 度特別快，滿足了智能電網(wǎng)中柔性直流輸電系統(tǒng)的快速合閘要求。按照本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，所述智能快速合閘開關(guān)，包括真空開關(guān)管及 固定連接在一起的絕緣上框架與絕緣下框架，所述真空開關(guān)管的靜導(dǎo)電桿固定連接在所述 絕緣上框架上，所述真空開關(guān)管的動(dòng)導(dǎo)電桿的伸出端上固定連接有絕緣子；所述絕緣子的 下面設(shè)置有永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接在所述絕緣下框架內(nèi)的磁桶 體，磁桶體內(nèi)固定連接有線圈，線圈內(nèi)孔的上部固定連接有靜鐵芯，線圈的上面固定連接有 永磁體，永磁體的上面固定連接有磁桶蓋，磁桶蓋與所述磁桶體固定連接，所述絕緣子的下 端固定連接有長螺桿，所述長螺桿依次間隙配合地穿過所述磁桶蓋、所述永磁體及所述靜 鐵芯，其下端固定連接有動(dòng)鐵芯，所述動(dòng)鐵芯間隙配合在所述線圈內(nèi)孔的下部。所述磁桶蓋與所述絕緣子之間的所述長螺桿上固定連接有打板，所述打板上設(shè)置 有分間彈簧，所述分間彈簧的另一端固定連接在所述絕緣下框架上；所述打板的下面設(shè)置 有打板螺釘，所述打板螺釘與設(shè)置在所述磁桶體外壁上的輔助開關(guān)相對(duì)應(yīng)，所述輔助開關(guān) 及所述線圈與智能電源模塊電連接。所述輔助開關(guān)采用主動(dòng)式瞬動(dòng)型電器開關(guān)。所述磁桶體固定連接在絕緣底板上，所述絕緣底板固定連接在所述絕緣下框架 內(nèi)。所述絕緣子的上部設(shè)置有軸向凹腔，所述凹腔的上端固定連接有連接環(huán)，所述凹 腔的的下端設(shè)置有內(nèi)臺(tái)階，所述凹腔內(nèi)設(shè)置有拉桿，所述拉桿間隙配合地穿過所述連接環(huán) 并固定連接在所述動(dòng)導(dǎo)電桿的下端，所述凹腔內(nèi)的所述拉桿上設(shè)置有凸環(huán)，所述凸環(huán)與所 述內(nèi)臺(tái)階之間設(shè)置有觸頭彈簧。所述靜導(dǎo)電桿的上端連接靜導(dǎo)電排，所述靜導(dǎo)電排固定連接在所述絕緣上框架 上；所述動(dòng)導(dǎo)電桿的下端固定連接有導(dǎo)電夾，所述導(dǎo)電夾通過軟導(dǎo)線與動(dòng)導(dǎo)電排連接，所述 動(dòng)導(dǎo)電排固定連接在所述絕緣上框架上。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)來操作開關(guān)，僅需一個(gè)脈沖電流即可實(shí)現(xiàn)主開關(guān)分合閘狀態(tài)的改變，達(dá)到了快速合閘的要求；同時(shí)當(dāng)主開關(guān)在合閘位置時(shí)， 靠永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的永磁力保持開關(guān)處于合閘位置，即使在無電源的情況下也能對(duì)開關(guān)進(jìn) 行就地手動(dòng)合分閘操作而無須消耗外部能量，是節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品；絕緣子結(jié)構(gòu)巧妙獨(dú)特，把 觸頭彈簧固定在絕緣子的中間，一方面使得觸頭彈簧離主開關(guān)動(dòng)觸頭距離近，在快速合閘 時(shí)，極大地減少了合間彈跳，另一方面使得動(dòng)端電絕緣安全距離拉大，滿足了柔性直流輸電 所要求的大爬電距離；采用了智能電源模塊，使開關(guān)實(shí)現(xiàn)了無線遙控通信及和計(jì)算機(jī)連網(wǎng) 等自動(dòng)控制功能的智能化操作；采用了主動(dòng)式瞬動(dòng)型輔助觸點(diǎn)，使得反饋出的主開關(guān)狀態(tài) 信號(hào)和主開關(guān)的實(shí)際所處的狀態(tài)相同步。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)獨(dú)創(chuàng)、工作可靠、性能一致、智能化操作、響應(yīng)速度超快，特別適用 于智能電網(wǎng)的柔性直流輸電項(xiàng)目中快速接通電路的場(chǎng)合。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左向中心剖視圖，其中動(dòng)觸頭與靜觸頭處于接通狀態(tài)；圖3為圖1的左向中心剖視圖，其中動(dòng)觸頭與靜觸頭處于分離狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖廣圖3所示，包括靜導(dǎo)電排1、絕緣上框架2、真空開關(guān)管3、動(dòng)導(dǎo)電桿4、導(dǎo) 電夾5、拉桿6、連接環(huán)7、觸頭彈簧8、絕緣子9、分閘彈簧10、打板11、打板螺釘12、輔助開 關(guān)13、長螺桿14、智能電源模塊15、絕緣下框架16、絕緣底板17、動(dòng)鐵芯18、靜鐵芯19、線 圈20、永磁體21、磁桶體22、磁桶蓋23、軟導(dǎo)線24、動(dòng)導(dǎo)電排25、外殼26、動(dòng)觸頭27、靜觸頭 28、靜導(dǎo)電桿29、內(nèi)臺(tái)階30、凹腔31及凸環(huán)32等。本實(shí)用新型是一種智能快速合閘開關(guān)，包括真空開關(guān)管3及通過螺栓固定連接在 一起的絕緣上框架2與絕緣下框架16。真空開關(guān)管3的外殼采用絕緣陶瓷材料制作，真空開關(guān)管3內(nèi)設(shè)置有靜導(dǎo)電桿29 和動(dòng)導(dǎo)電桿。靜導(dǎo)電桿29固定連接在絕緣上框架2上，靜導(dǎo)電桿29的上端連接靜導(dǎo)電排 1，靜導(dǎo)電排1固定連接在絕緣上框架2上；靜導(dǎo)電桿29的下端焊接有靜觸頭28。動(dòng)導(dǎo)電桿 4的下端固定連接有導(dǎo)電夾5，導(dǎo)電夾5通過軟導(dǎo)線24與動(dòng)導(dǎo)電排25連接，動(dòng)導(dǎo)電排25固 定連接在絕緣上框架2上；動(dòng)導(dǎo)電桿4的上端焊接有動(dòng)觸頭27，動(dòng)觸頭27與靜觸頭28上 下相對(duì)，可接觸分離主電路。真空開關(guān)管3的動(dòng)導(dǎo)電桿4的伸出端上固定連接有絕緣子9。絕緣子9的上部設(shè) 置有軸向凹腔31，凹腔31的上端螺紋固定連接有連接環(huán)7，凹腔31的的下端設(shè)置有內(nèi)臺(tái)階 30，凹腔31內(nèi)設(shè)置有拉桿6，拉桿6間隙配合地穿過連接環(huán)7并固定連接在動(dòng)導(dǎo)電桿4的下 端，凹腔31內(nèi)的拉桿6上設(shè)置有凸環(huán)32，凸環(huán)32與內(nèi)臺(tái)階30之間設(shè)置有觸頭彈簧8。絕緣子9的下面設(shè)置有永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接在絕緣下框架 16內(nèi)的磁桶體22，磁桶體22固定連接在絕緣底板17上，絕緣底板17固定連接在絕緣下框 架16內(nèi)。磁桶體22內(nèi)固定連接有線圈20，線圈20內(nèi)孔的上部固定連接有靜鐵芯19，線圈 20的上面固定連接有永磁體21，永磁體21的上面固定連接有磁桶蓋23，磁桶蓋23與磁桶體22固定連接，絕緣子9的下端固定連接有長螺桿14，長螺桿14依次間隙配合地穿過磁桶 蓋23、永磁體21及靜鐵芯19，其下端固定連接有動(dòng)鐵芯18，動(dòng)鐵芯18間隙配合在線圈20 內(nèi)孔的下部，可在線圈20內(nèi)孔中上下移動(dòng)。磁桶蓋23與絕緣子9之間的長螺桿14上固定連接有打板11，打板11上設(shè)置有分 閘彈簧10，分間彈簧10的另一端固定連接在絕緣下框架16上；打板11的下面設(shè)置有打板 螺釘12，打板螺釘12與設(shè)置在磁桶體22外壁上的輔助開關(guān)13相對(duì)應(yīng)，輔助開關(guān)13及線圈 20與智能電源模塊15電連接。當(dāng)合分閘時(shí)靠打板螺釘12來控制輔助開關(guān)13的觸點(diǎn)的合 分動(dòng)作。輔助開關(guān)13采用主動(dòng)式瞬動(dòng)型電器開關(guān)。當(dāng)主開關(guān)在彡5ms的時(shí)間內(nèi)完成閉合 后，主動(dòng)式瞬動(dòng)型電器開關(guān)能在彡8ms內(nèi)把主開關(guān)的合閘狀態(tài)信號(hào)反饋出來，使得反饋出 的主開關(guān)狀態(tài)信號(hào)和主開關(guān)的實(shí)際所處的狀態(tài)相同步。智能電源模塊15內(nèi)裝有數(shù)字集成電路、PLC控制電路、紅外接發(fā)器、UBS接口等，使 得主開關(guān)實(shí)現(xiàn)了無線遙控通信及和計(jì)算機(jī)連網(wǎng)等自動(dòng)控制功能的智能化操作。智能電源模塊15接到合閘動(dòng)作指令時(shí)，發(fā)出一個(gè)正向脈沖電流，正向脈沖電流通 過控制電線和輔助開關(guān)13提供給線圈20，線圈20產(chǎn)生與永磁體21相同方向的磁通，兩磁 場(chǎng)疊加產(chǎn)生的磁場(chǎng)力克服分閘彈簧10的反力使得動(dòng)鐵芯18快速向靜鐵芯19吸合，帶動(dòng)真 空開關(guān)管3內(nèi)的動(dòng)觸頭27快速向靜觸頭28合閘。智能電源模塊15接到分閘動(dòng)作指令時(shí)，發(fā)出一個(gè)反向脈沖電流，通過控制電線和 輔助開關(guān)13提供給線圈20，線圈20產(chǎn)生與永磁體21相反方向的磁場(chǎng)力，同時(shí)在分閘彈簧 10的反力的共同作用下，使得動(dòng)鐵芯18快速與靜鐵芯19分開，帶動(dòng)真空開關(guān)管3內(nèi)的動(dòng)觸 頭27快速和靜觸頭28分閘。固僅需一個(gè)電脈沖即可實(shí)現(xiàn)主開關(guān)分合閘狀態(tài)的改變，所以它的分合閘時(shí)間短、 速度快，可廣泛使用在要求快速合分間的場(chǎng)合。本實(shí)用新型的工作過程和工作原理如下如圖2所示，當(dāng)需要智能快速合閘開關(guān)合閘時(shí)，即動(dòng)觸頭27與靜觸頭28需要閉合 接通時(shí)，在線圈20中通上一個(gè)正向脈沖電流，在動(dòng)鐵芯18和靜鐵芯19中產(chǎn)生和永磁體21 相同方向的磁通，兩磁場(chǎng)疊加產(chǎn)生的磁場(chǎng)力克服分閘彈簧10的反力，使得動(dòng)鐵芯18快速 向上運(yùn)動(dòng)吸合靜鐵芯19，同時(shí)動(dòng)鐵芯18帶動(dòng)長螺桿14、絕緣子9、觸頭彈簧8、拉桿6、動(dòng)導(dǎo) 電桿4、動(dòng)觸頭27向上運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)觸頭27和靜觸頭28閉合接通，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的合間動(dòng)作； 同時(shí)絕緣子9凹腔31中的內(nèi)臺(tái)階30推動(dòng)觸頭彈簧8，觸頭彈簧8推動(dòng)拉桿6，拉桿6推動(dòng) 動(dòng)導(dǎo)電桿4，使動(dòng)觸頭27和靜觸頭28接觸時(shí)有較大的接觸壓力，可以減小合間彈跳。如圖3所示，當(dāng)需要智能快速合閘開關(guān)分閘時(shí)，在線圈20中通上一個(gè)反向脈沖電 流，在動(dòng)鐵芯18和靜鐵芯19中產(chǎn)生和永磁體21相反方向的磁場(chǎng)力，同時(shí)在分閘彈簧10的 反力的共同作用下，使得動(dòng)鐵芯18快速與靜鐵芯19分開，帶動(dòng)真空開關(guān)管3內(nèi)的動(dòng)觸頭27 快速和靜觸頭28分離，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的分閘動(dòng)作。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)來操作開關(guān)，僅需一個(gè)脈沖電流即可實(shí)現(xiàn)主開關(guān)分合閘狀態(tài) 的改變，達(dá)到了快速合閘的要求，本開關(guān)能在彡5ms的間隔內(nèi)完成合閘動(dòng)作；同時(shí)當(dāng)主開關(guān) 在合閘位置時(shí)，靠永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的永磁力保持開關(guān)處于合閘位置，即使在無電源的情況
5下也能對(duì)開關(guān)進(jìn)行就地手動(dòng)合分閘操作而無須消耗外部能量，是節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品。2.絕緣子結(jié)構(gòu)巧妙獨(dú)特，把觸頭彈簧固定在絕緣子的中間，一方面使得觸頭彈簧 離主開關(guān)動(dòng)觸頭距離近，在快速合閘時(shí)，極大地減少了合閘彈跳，合閘彈跳< 3ms，另一方面 使得動(dòng)端電絕緣安全距離拉大，滿足了柔性直流輸電所要求的大爬電距離。3.采用了智能電源模塊，使開關(guān)實(shí)現(xiàn)了無線遙控通信及和計(jì)算機(jī)連網(wǎng)等自動(dòng)控制 功能的智能化操作。4.采用了主動(dòng)式瞬動(dòng)型輔助觸點(diǎn)，使得反饋出的主開關(guān)狀態(tài)信號(hào)和主開關(guān)的實(shí)際 所處的狀態(tài)相同步。5.設(shè)計(jì)獨(dú)創(chuàng)，采用全絕緣框架模具壓制，使整臺(tái)開關(guān)電氣絕緣性能高、結(jié)構(gòu)合理、 工作可靠、生產(chǎn)維修方便，并且所有開關(guān)參數(shù)一致，在3 12KV的柔性直流輸電中的工作電 流可達(dá)到630A。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)獨(dú)創(chuàng)、工作可靠、性能一致、智能化操作、響應(yīng)速度超快，特別適用 于智能電網(wǎng)的柔性直流輸電項(xiàng)目中快速接通電路的場(chǎng)合。
權(quán)利要求一種智能快速合閘開關(guān)，包括真空開關(guān)管(3)及固定連接在一起的絕緣上框架(2)與絕緣下框架(16)，所述真空開關(guān)管(3)的靜導(dǎo)電桿(29)固定連接在所述絕緣上框架(2)上，所述真空開關(guān)管(3)的動(dòng)導(dǎo)電桿(4)的伸出端上固定連接有絕緣子(9)，其特征是所述絕緣子(9)的下面設(shè)置有永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接在所述絕緣下框架(16)內(nèi)的磁桶體(22)，磁桶體(22)內(nèi)固定連接有線圈(20)，線圈(20)內(nèi)孔的上部固定連接有靜鐵芯(19)，線圈(20)的上面固定連接有永磁體(21)，永磁體(21)的上面固定連接有磁桶蓋(23)，磁桶蓋(23)與所述磁桶體(22)固定連接，所述絕緣子(9)的下端固定連接有長螺桿(14)，所述長螺桿(14)依次間隙配合地穿過所述磁桶蓋(23)、所述永磁體(21)及所述靜鐵芯(19)，其下端固定連接有動(dòng)鐵芯(18)，所述動(dòng)鐵芯(18)間隙配合在所述線圈(20)內(nèi)孔的下部。
2.如權(quán)利要求1所述的智能快速合閘開關(guān)，其特征是所述磁桶蓋(23)與所述絕緣 子(9)之間的所述長螺桿(14)上固定連接有打板(11)，所述打板(11)上設(shè)置有分間彈簧 (10)，所述分間彈簧(10)的另一端固定連接在所述絕緣下框架(16)上；所述打板(11)的下 面設(shè)置有打板螺釘(12)，所述打板螺釘(12)與設(shè)置在所述磁桶體(22)外壁上的輔助開關(guān) (13)相對(duì)應(yīng)，所述輔助開關(guān)(13)及所述線圈(20)與智能電源模塊(15)電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的智能快速合閘開關(guān)，其特征是所述輔助開關(guān)(13)采用主動(dòng)式 瞬動(dòng)型電器開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的智能快速合閘開關(guān)，其特征是所述磁桶體(22)固定連接在絕 緣底板(17)上，所述絕緣底板(17)固定連接在所述絕緣下框架(16)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的智能快速合閘開關(guān)，其特征是所述絕緣子(9)的上部設(shè)置有 軸向凹腔(31)，所述凹腔(31)的上端固定連接有連接環(huán)(7)，所述凹腔(31)的的下端設(shè)置 有內(nèi)臺(tái)階(30 )，所述凹腔(31)內(nèi)設(shè)置有拉桿(6 )，所述拉桿(6 )間隙配合地穿過所述連接環(huán) (7)并固定連接在所述動(dòng)導(dǎo)電桿(4)的下端，所述凹腔(31)內(nèi)的所述拉桿(6)上設(shè)置有凸 環(huán)(32)，所述凸環(huán)(32)與所述內(nèi)臺(tái)階(30)之間設(shè)置有觸頭彈簧(8)。
6.如權(quán)利要求1所述的智能快速合閘開關(guān)，其特征是所述靜導(dǎo)電桿(29)的上端連接 靜導(dǎo)電排(1)，所述靜導(dǎo)電排(1)固定連接在所述絕緣上框架(2)上；所述動(dòng)導(dǎo)電桿(4)的 下端固定連接有導(dǎo)電夾(5)，所述導(dǎo)電夾(5)通過軟導(dǎo)線(24)與動(dòng)導(dǎo)電排(25)連接，所述動(dòng) 導(dǎo)電排(25 )固定連接在所述絕緣上框架(2 )上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及適用于智能電網(wǎng)柔性直流輸電項(xiàng)目的一種智能快速合閘開關(guān)，包括真空開關(guān)管，真空開關(guān)管的動(dòng)導(dǎo)電桿的伸出端上固定連接有絕緣子；絕緣子的下面設(shè)置有永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)；永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接在絕緣下框架內(nèi)的磁桶體，磁桶體內(nèi)固定連接有線圈，線圈內(nèi)孔的上部固定連接有靜鐵芯，線圈的上面固定連接有永磁體，永磁體的上面固定連接有磁桶蓋，磁桶蓋與磁桶體固定連接，絕緣子的下端固定連接有長螺桿，長螺桿依次間隙配合地穿過磁桶蓋、永磁體及靜鐵芯，其下端固定連接有動(dòng)鐵芯，動(dòng)鐵芯間隙配合在線圈內(nèi)孔的下部。本實(shí)用新型采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)來操作開關(guān)，僅需一個(gè)脈沖電流即可實(shí)現(xiàn)主開關(guān)分合閘狀態(tài)的改變，達(dá)到了快速合閘的要求。
文檔編號(hào)H01H33/66GK201766020SQ20102052658
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
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