高可靠性永磁机构真空断路器研究

永磁机构真空断路器是一种新型开关设备,由于具有结构简单、可靠性高等优点,近年来受到科研机构和生产单位的广泛关注。文中选用永磁真空柱上重合器作为研究对象,从设计、试验及标准等方面,对永磁机构提出了新的要求,提出了永磁机构的供电电源电容器"门槛"电压的概念,并定义线圈通流时间为"脉宽",论证了采用"动脉宽"和"定脉宽"两者相结合的方式,可使永磁机构合闸更可靠。规定了永磁机构电容器的能量必须满足的要求,针对重合器3合4分的操作顺序,提出了采用多组电容分级投入的方式,很好地解决了电容器的容量问题。利用有限元的方法仿真分析了永磁机构磁场等,为永磁机构断路器的产品优化及可靠性设计提供了依据,最后制订了专门的考核方法并对产品进行了试验验证。仿真和试验结果验证了优化设计方法的可行性,提高了断路器的可靠性。     

永磁机构真空断路器应用综述

通过阐述永磁机构的结构、工作原理及与其它机构（弹簧操动机构和传统电磁操动机构）的性能比较,突出永磁机构的特点和技术先进性。并针对用户最为关心的三方面问题（即永磁体的可靠性、储能电容的寿命和电子控制装置的可靠性）展开讨论,探讨了永磁机构在真空断路器上的应用前景。     

高压断路器永磁电机机构及控制系统设计

为实现126 k V高压真空断路器的智能化操作,满足断路器分合闸速度要求,提出一种新型的断路器分合闸电机操动机构及控制系统。结合126 k V高压真空断路器的负载特性,在分析表贴式、燕尾槽表贴埋入型、直线内嵌型和外V内嵌型4种电机转子后,提出了一种多槽双层表贴埋入式定子及转子永磁电机设计方案,并设计了以数字信号处理器为核心的硬件控制装置。开展126 k V高压真空断路器的联机实验,结果表明,采用上述操动机构及控制系统能够满足126 k V高压真空断路器分合闸速度指标的要求,且分合闸时间具有良好的稳定性。     

智能型永磁机构真空断路器的研制

在引进、消化吸收的基础上,经改进、创新和优化设计,开发了具有自主知识产权的智能型永磁机构真空断路器。介绍了其工作原理、结构及特点,给出了双稳态永磁操作机构简图及主要技术参数。试验结果表明,产品达到了IEC298和GB1984高压交流断路器标准要求,其成本只占改进前产品的60％,体积更小,可靠性更高,可实现遥测、遥信、遥控等功能。     

12kV真空断路器双线圈单稳态永磁机构的设计

针对应用于12 kV真空断路器的单线圈单稳态永磁机构的分闸电流较大及分闸速度不易提高的问题,笔者提出一种双线圈单稳态永磁机构,其合、分闸操作各使用一个线圈,且设置有一个磁短路环,达到降低分闸电流及提高分闸速度的目的。应用磁场有限元分析方法对永磁机构进行优化设计,并给出了设计方案及样机测试结果。试验结果证明,该永磁机构各项技术参数达到了设计要求,同时也验证了该方法的可行性。     

永磁机构在真空断路器上的应用

永磁机构是真空断路器的一种新型驱动机构。章论述了永磁机构的原理、性能及其应用，以供企业在选择开关时参考。     

浅谈真空断路器中的永磁机构

随着真空断路器在中压领域的发展，永磁机构在柱上开关、中压断路器上的应用，引起了开关行业的广泛关注。文章介绍了真空断路器的各种永磁机构。     

基于PIC单片机真空断路器永磁操作机构控制系统设计

为提高电器设备的可靠性,保证电网安全运行,提出真空断路器操作机构控制系统的设计方案。基于PIC单片机设计控制系统硬件电路和软件程序,包括IGBT驱动电路和RS485通讯电路,并对IGBT动作过电压缓冲技术和通讯抗干扰技术进行研究。控制系统能够控制永磁机构驱动动触头运动,满足真空断路器的操作要求。     

永磁机构真空断路器二次控制系统的应用研究

介绍了一种以微处理器为控制核心,基于IGBT驱动的永磁机构真空断路器二次控制系统。整个系统结构包括直流电源模块、IGBT驱动模块、输入信号采集模块及微处理器模块。另外针对目前永磁机构真空断路器二次控制系统存在的一些问题,设计了防跳回路、电容电压监测电路、线圈连续性监测电路,用以完善永磁机构真空断路器的二次控制系统功能,提升永磁机构真空断路器的综合性能。     

基于线圈电流的永磁真空断路器控制方法

为使永磁真空断路器(VCB)分合闸的动作时间保持一致,实现可靠的同步关合,基于永磁机构(PMA)的动态特性,分析了动触头在不同运动阶段下的线圈电流,以及参考电流曲线的获取方法。基于Simulink控制模型,通过改进滞环控制方法有效实现了对参考电流曲线的跟踪。为检验控制算法,设计了以ARM处理器为核心的智能控制器,通过选取3种不同容量的储能电容,在150～200V电压范围内进行了断路器的分合闸实验。结果表明,基于上述控制原理设计的控制器可以有效控制断路器的动触头的行程轨迹,使动触头的运动轨迹与参考电流曲线的运动轨迹保持一致;在选定的线圈参考电流曲线下,实际断路器分合闸的动作时间的误差≤0.3ms。     

永磁机构真空断路器分闸触头过冲与反弹抑制方法的研究

为了抑制真空断路器分闸操作过程的触头过冲与反弹现象,提高断路器的开断性能,笔者基于真空断路器永磁机构分闸操作工作原理,分析触头的运动过程,获取有效抑制触头过冲与反弹的预设行程值,建立了触头在分闸位置的速度特性与过冲及反弹幅值的特征关系。利用闭环控制策略对永磁机构线圈电流进行调节,降低触头的分闸末速度,实现对触头过冲与反弹的有效抑制。研制以数字信号处理器(DSP)为核心的控制装置,开展12 kV真空断路器永磁机构分闸操作实验,对操作过程中触头行程数据进行对比分析。结果表明,在上述控制系统的作用下,触头的运动过程处于受控状态,通过对预设行程值的标定,实现有效抑制触头过冲与反弹,保证永磁机构分闸操作可靠性,提高断路器分断能力。     

真空断路器永磁操动机构的设计及动态特性仿真

提出了一种结构新颖的单稳态永磁操动机构。采用Ansoft10.0软件对该机构在不同条件下的三维磁场分布进行了计算与分析,证明了该操动机构的可行性。为了确定操动机构中各个部件的尺寸,对该操动机构的分、合闸动态过程中各个参数的变化规律进行了仿真设计。根据仿真结果加工成样机,并把该样机装配到真空断路器中。通过样机的试验数据,证明了所设计的永磁操动机构的可行性,以及分、合闸动态特性仿真的正确性和准确性。     

永磁复合式真空断路器的研究

日立研发的真空断路器采用了免润滑油永磁复合式操作机构,有效地减少了维护保养的作业时间。这种操作机构的特点是结构简单,主要由复合式永磁机构、电容器和控制回路组成。在不使用线圈电流的情况下,永久磁铁的吸引力使真空断路器保持合闸状态。操作机构的机械零部件数量大幅降低,是传统弹簧操作机构零部件数量的14%。几乎所有连接部位均采用了固态润滑剂而非润滑油,有效减少定期润滑维护的工作。     

真空断路器真空度检测方法综述

介绍了真空断路器真空度检测方法,包括传统的观察法、工频交流耐压法和目前主要应用的磁控放电法、在线检测法等,前者为定性方法,后者为定量方法,现场测量时应尽可能的选用定量测量方法准确的判断出真空断路器真空度,以保证真空断路器安全可靠的运行。     

基于永磁操动机构的光控模块式多断口真空断路器技术

提出了一种设计多断口真空断路器的新思路,即采用基于永磁操动机构的光控模块式真空断路器单元串联成为更高电压等级的多断口真空断路器。它使用光纤控制技术在低电位端对处于高电位的真空断路器的电子操动机构进行控制。最后,对光控真空模块单元中的电源系统进行了介绍。     

真空断路器永磁操动机构的三维有限元分析

对真空断路器中新型永磁操动机构的磁场进行了三维有限元分析 ,研究了永磁材料、磁套厚度以及温度对永磁操动机构静态吸力特性的影响。     

低压永磁真空断路器的控制及通信设计

在分析单稳态永磁操动机构的真空断路器结构特性和工作原理的基础上,综合微处理器技术、电器技术和通信技术,研究了永磁真空断路器的智能化控制模块的总体设计结构。分析了智能化低压永磁真空断路器Modbus、Profibus—DP现场总线的硬件结构和通信原理,探讨了各自的通信命令格式及软件系统设计。实现了智能化永磁真空断路器的可选择性远程通信、监测与控制技术,对于提高智能电网供电水平、自动化程度和安全性具有工程应用价值。