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1、永磁机构真空断路器的结构技术比较讨论作者：佚名 转贴自：高压开关网 点击数：1760 更新时间：2007-1-251 引言 永磁机构已在我国制造部门和运行部门形成了热潮,国家电网公司在"关于发布《国家电网公司重点应用新技术目录》的通知"(国家电网科(2006)323号)中明确将永磁操动机构、小型化、免维护的真空技术列为配电与用电的新技术应用方向。在2006年3月出版的《高压开关》杂志上读到大连电业局李阳修的文章《再谈永磁机构问题》,从中看到这项技术在我国的应用与世界先进水平之间还存在着一定的差
2、距。 因为工作原因,我有幸接触到了永磁操动机构真空断路器这一领域中的世界前沿技术,特瑞德电气的单稳态永磁真空断路器ISM它的磁性材料配方和设计结构来自于前苏联军事实验室的尖端科研成果,不仅体现了这项技术的普遍优越性,而且是目前世界唯一的全部直动式操动机构的中压真空断路器,具有特殊的长寿命和高可靠性。 下面根据李先生在文章中列举的永磁机构在运行中的问题,谈一点自己在这方面浅显的认识。2 永磁操动机构不同类型及结构的比较 永磁操动机构真空断路器尽管被公认为中压开关的换代产品,代表了中压开关发展的方向,但是由于存
3、在着不同结构和原理的永磁机构真空断路器,因而在其应用过程中也存在着一些争议。 在永磁机构断路器的研究和应用领域,从最初的永磁机构操动原理派生发展出来了各种不同原理和结构的永磁操动机构,归纳起来可以分为两个类型:单稳态永磁操动机构和双稳态永磁操动机构。其中双稳态永磁操动机构的工作原理为分闸与合闸及保持都靠永磁力;单稳态永磁操动机构的工作原理为在储能弹簧的帮助下快速分闸,并保持分闸位置,只有合闸保持靠永磁力。 从世界上第一台永磁真空断路器投入商业运行,到现在已超过17年的时间。综合比较各种结构永磁真空断路器的应用情
4、况,可以看到单稳态永磁机构真空断路器通过电磁合闸、永磁保持及弹簧分闸,克服了弹簧操动机构和双稳态永磁操动机构断路器的不足之处,综合体现了弹簧操动机构和磁力操动机构与真空灭弧室反力特性的良好配合具有优异的机械特性及电气特性,能给出适当的合闸速度和分闸速度。而且,单稳态机构断路器所需的操作功率与双稳态结构断路器相比显著减小这种结构的断路器具有更长的使用寿命和更高的可靠性。这项技术稳定地发展到今天,已成为能经受住时间考验的成熟技术。 但是,在中国国内的应用推广上,由于某些较早进入中国市场的国际知名大公司选择了双稳态结构
5、作为真空断路器的研发方向,在一定程度上对中国市场形成了误导,尤其对国内的生产企业形成了误导。今天,我们所看到的国内企业自行开发的永磁真空断路器都是双稳态结构的。 双稳态永磁操动机构真空断路器开始在中国应用以来,在短短几年的应用中出现了一些问题,其中就包括了该作者在他的文章中提到的那些问题,还有如分闸速度不尽合理、分闸操作不彻底、因操作功率大而受到电容器容量的限制、结构上仍然较为复杂而元法杜绝机械故障等其中部分是由于结构设计和工作原理的缺陷带来的问题部分是由于国内企业在产品质量控制方面的缺陷带来的问题,给整个永磁真
6、空断路器的应用蒙上了些许阴影。 图1所示的左半部分为传统弹簧操动机构真空断路器的外形及结构简图,右半部分为单稳态永磁真空断路器,图2所示为双稳态永磁真空断路器。表1、表2所示内容分析了单稳态永磁操动机构真空断路器与双稳态永磁操动机构真空断路器的特点,希望能为国内开关用户和制造企业提供一点启示: 李先生在文章中提到的永磁-机构的缺点中包括分合闸控制系统缺陷，其中关于分闸控制系统的问题,单稳态永磁操动机构已经很好地解决了,它可以进行手动分闸,因为它的分闸速度和分闸保持都靠分闸弹簧进行,所以手动分闸的速度与电流
7、脉冲分闸的速度是一样的。关于手动合闸的问题,单稳态永磁操动机构从原理上不能进行手动合闸,但是,由于所有的二次系统都需要辅助电源任何人都不应该在没有任何保护装置的情况下进行手动合闸;当您为二次系统配备了一套UPS电源时这个电源就可以用来对断路器进行合闸操作,尤其是ISM断路器,合闸功率只有50W,很容易得到合适的UPS电源。3 单稳态永磁真空断路器原理及结构简介3.1单稳态永磁真空断路器操动机构的原理3.1.1结构设计 新一代的单稳态永磁机构尺寸非常小,每相一个操动机构,这项成果被视为中压真空开关诞生以来该领域中
8、出现的最大突破。图3所示为三相独立单稳态永磁机构的结构设计。3.1.2工作原理 单稳态永磁操动机构的运动部件在目前所有操动机构中最少,而且完全直线运动,因此可将机械部件的磨损减到最小故障率降到最低。机构的中心部分有两块软磁性合金材料,可提供超过230kg的触头压力。合闸位置时依靠闭合磁路产生的触头压力将机构保持在合闸位置,磁辄将单线圈封在中间,线圈为机构操
