永磁操作机构工作原理及优缺点

永磁操作机构的工作原理:针对电磁操作机构和弹簧操作机构存在的缺点,目前已经研制生产出一种新型的断路器操作机构:永磁操作机构。永磁操作机构采用了一种全新的工作原理和结构,由永久磁铁、合闸线圈和分闸线圈组成,取消了弹簧操作机构和电磁操作机构中的运动连杆、脱扣、锁扣装置,结构简单,零部件很少,约50 个,工作时主要运动部件只有一个,具有很高的可靠性。它利用永久磁铁进行断路器位置保持,是一种电磁操动、永磁保持、电子控制的操作机构。

永磁操作机构的优点主要有:

①采用双稳态、双线圈机构。永磁操作机构的分合闸操作通过分合闸线圈来实现,永久磁铁与分合闸线圈相配合,较好地解决了分合闸时需要大功率能量的问题,因为永久磁铁提供的磁场能量,可以作为分合闸操作用,分合闸线圈所需提供的能量便可以减少,这样就不需要太大的分合闸操作电流;

②由动铁芯的上下运动,通过拐臂杆、绝缘拉杆作用于断路器真空灭弧室的动触头,实现断路器的分闸或合闸,取代了传统的机械锁扣方式,机械结构大为简化,使耗材减少,成本变低,故障点减少,大大提高了机械动作的可靠性,能够实现免维护,节省维修费用;

③永磁操作机构永磁力几乎不会消失,寿命高达十万次,以电磁力进行分合闸操作,以永磁力进行双稳态位置保持,简化了传动机构,降低了操作机构的能耗和噪音,比电磁操作机构和弹簧操作机构寿命长达三倍以上;

④采用无触点、无可动原件、无磨损、无弹跳的电子接近开关作为辅助开关,不存在接触不良问题,动作可靠,运行不受外界环境影响,寿命长,可靠性高,解决触头弹跳问题;

⑤采用同步过零开关技术。断路器的动、静触头在电子控制系统的控制下,可在系统电压波形过零时关合,在电流波形过零时分断,产生幅值很小的涌流和过电压,减少操作对电网和设备的冲击,而电磁操作机构和弹簧操作机构的操作是随机的,会产生幅值很高的涌流和过电压,对电网和设备冲击较大;

⑥永磁操作机构可实现就地/远方分合闸操作,也可实现保护合闸和重合闸功能,可手动分闸。因为操作所需电源容量小,采用电容器作跳合闸的直接电源,电容充电时间短,充电电流小,抗冲击能力强,(https://www.dgzj.com/ 电工之家)停电后仍能对断路器进行分合闸操作。

⑦无“中间状态”。“中间状态”是指断路器由于种种原因而关合不到位,引发严重的电力系统故障,永磁操作机构在原理设计上采用了“两位式”原理,其动铁芯或者在断开位置,或者在闭合位置,没有似合非合的中间状态。

永磁操作机构的缺点主要有:

①不能手动合闸,在操作电源消失、电容器电量耗尽以后,若不能对电容器进行充电,则无法再进行合闸操作;

②手动分闸时,初分速度要足够大,因此需要很大的力,否则无法进行分闸操作;

③储能电容器质量参差不齐,难以保证;

④难以获得理想的分闸速度特性;

⑤难以提高永磁操作机构的分闸输出功。

永磁操作机构是一种新型操作机构,目前开始在中压真空断路器上应用。随着技术的发展,永磁操作机构将不断走向成熟。

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