一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法与流程

本发明涉及电气工程，具体涉及一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法。

背景技术：

1、高压真空断路器由于其特殊的动静触头平面对接方式，在合闸过程中动静触头会发生刚性接触碰撞，产生明显的触头弹开再闭合的现象，此现象称为断路器的合闸弹跳，合闸弹跳持续时间过长会严重影响断路器的性能。一方面，由于合闸弹跳过程中触头弹开产生电弧，导致触头电磨损量加重而大大降低灭弧室的使用寿命；另一方面，合闸弹跳产生的电弧会引起触头熔焊。真空断路器合闸过程中触头的多次弹开还会导致断口产生重燃、截流等现象，尤其在投入感性设备时回路会产生高频电磁振荡及过电压，造成断路器本体以及相连其他设备的损坏。

2、因此，如何有效降低甚至杜绝断路器合闸弹跳显得尤为重要，尤其是在真空断路器向着高电压等级发展的背景下，由于灭弧室散热等需要而加粗的动导杆等结构会显著增大合闸运动部件的质量，另外，为了减小合闸过程动静触头接触前预击穿引起的预击穿电弧时间，高电压等级真空断路器合闸速度更大，因此不能简单通过减小整体合闸速度来降低合闸弹跳，这都会严重加剧合闸弹跳现象的发生。

3、现有的缓冲方法多为触头弹簧、油缓冲及电磁斥力等缓冲方式，触头弹簧及油缓冲方式对于中低电压等级下小合闸运动质量的断路器尚具有不错的缓冲效果，但在高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳，而现有的电磁缓冲又不方便调节其电磁斥力的出力效果。

技术实现思路

1、为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供了一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，可以通过控制外电路的具体运行方式来控制电磁式缓冲机构的出力效果，可以有效抑制高压真空断路器的合闸弹跳，并、具有方便调节的优点。

2、本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

3、一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；

4、所述外电路系统包括续流二极管、多个储能电容、多个限流电阻、多个晶闸管、一个可编程控制单元、放电电阻和多个放电开关，其中每个储能电容分别串联一个限流电阻及一个晶闸管，最后都并联在斥力线圈上，斥力线圈反并联一个续流二极管，续流二极管用于给斥力线圈续流，每个储能电容的电源正极分别与一个放电开关一端连接，放电电阻一端分别与各个储能电容的电源负极连接，放电电阻另一端分别与各个放电开关的另一端连接，多个晶闸管均与可编程控制单元电连接。

5、一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，基于上述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置实现，包括步骤：

6、将斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；

7、当斥力结构随操动杆向合闸运动方向运动至距离斥力线圈预定距离时，通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。

8、优选地，所述通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，包括：通过可编程控制单元根据预设延时分别对三个晶闸管发送触发信号，储能电容经过限流电阻与斥力线圈放电，控制斥力线圈流过预设的电流波形，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，阻碍操动杆向合闸方向的运动。

9、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

10、本发明提供一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，通过设置电磁斥力系统和外电路系统，通过可编程控制单元控制三个晶闸管以一定顺序及延时导通，从而控制储能电容通入斥力线圈的电流波形，达到控制电磁斥力出力效果，进一步提高电磁斥力系统的缓冲效果及可靠性，使其具有传统电磁斥力缓冲方法所不具备的斥力可控且调节方便的特点；同时还其具有出力大的特点，这解决了油缓冲及弹簧缓冲在高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳的问题。

技术特征：

1.一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；

2.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述外电路系统包括一个续流二极管、3个储能电容、3个限流电阻、3个晶闸管、一个可编程控制单元、一个放电电阻和3个放电开关。

3.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述电磁斥力系统还包括橡胶垫，橡胶垫设置在斥力线圈下方。

4.根据权利要求1所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述所述电磁斥力系统还包括合闸限位块，用于限制斥力结构在合闸方向的运动位移。

5.根据权利要求4所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置，其特征在于，所述合闸限位块分别设置在结构底板的下方和操动杆上，结构底板下方的合闸限位块的位置与操动杆上的合闸限位块的位置对应。

6.一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，基于权利要求1-5中任意一项所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置实现，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲方法，其特征在于，所述通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，包括：可编程控制单元接到缓冲信号后，经过预设延时分别向三个晶闸管发送触发信号，晶闸管接收到触发信号后导通，储能电容、限流电阻与斥力线圈串联构成放电回路，控制斥力线圈流过预设的电流波形，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力，阻碍操动杆向合闸方向的运动。

技术总结
本发明涉及电气工程技术领域，为一种抑制高压真空断路器合闸弹跳的电磁缓冲装置和方法，该装置包括电磁斥力系统和外电路系统，所述电磁斥力系统包括斥力结构、结构底板和斥力线圈，斥力结构固定在高压真空断路器的操动杆上，结构底板设置在斥力结构上方，斥力线圈固定在结构底板下方，斥力线圈的位置和斥力结构的位置相对应，斥力线圈与外电路系统电连接；通过外电路系统控制流过斥力线圈的电流波形与电流导通时间，使得斥力结构上产生与合闸方向相反的电磁力。本发明可以控制电磁斥力出力效果，具有出力大的特点，解决了高电压等级大合闸运动质量的断路器中缓冲效果不佳的问题，可以有效抑制高压真空断路器的合闸弹跳。

技术研发人员：王勇,顾乐,王红斌,黄敬侠,郑方晴,苏海博
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12