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高压真空断路器中永磁技术的应用

来源:zw20-12 发布时间:2012-12-11 9:05:47
         真空断路器的概述
         真空断路器在电力系统中的使用越来越广泛,对高可靠性断路器的研究也越来越深入。不断发展的计算机技术、智能控制技术和永磁技术,为这项研究提供了强大的技术支撑。随之出现的永磁操作机构,则对研究理念带来了巨大冲击。
一. 电力系统对开关设备的要求
      高可靠性电力系统对开关设备有一个综合性、全方面、系统化的要求,其核心就是提高设备的运行安全和动作的可靠性。它包括开断性能的高可靠性、机械操作性能的高可靠性、绝缘性能的高可靠性、环境耐受能力的高可靠性和二次控制部分的高可靠性。
        提高安全性能可以通过加强灭弧系统能力和绝缘水平、改善运行环境或防护等级和对二次部分的冗余保护设计实现,而提高机构的动作可靠性则较难解决。机构的可靠性不仅涉及机械学、力学、材料学、电工学、电磁学等领域,而且涉及环境温度、湿度、气体腐蚀等因素。根据概率论原理,机构的结构越简单则可靠性就越高,所以,简化机构的结构就成为一个可能方向。永磁操作机构就因其简化的结构而具有较多优势。
        严格讲,“永磁操作机构”应该称为“永磁保持的电磁操动机构”。它通过减少整体部件或移动部件数量,缩小了体积,增加了可靠性,通常只有一个运动部件,故障源少,机械寿命可轻易达到3万~10万次;结构简单,零部件数量不足传统弹簧操作机构的40%,通过对机构的简化实现了操作机构的免维护;利用电磁性能实现脱、锁扣功能,从结构上消除了故障频率高的机械脱、锁扣装置。此外,永磁机构的合闸特性(出力特性)与真空灭弧室的反力特性达到近乎完美的匹配,这也是永磁机构能迅速占领真空开关领域的重要原因。来源:高压开关网
二.永磁机构真空断路器工作原理 
        由于永磁机构相对于弹簧机构已经简化很多,它的控制部分就相对复杂。提高控制部分的可靠性,就必须解决好以下几方面问题:
    1.控制回路(或电气回路)的设计与优化,主要应决定控制器的控制方式及保护功能、自测、逻辑判断和运算速度、大功率电子元器件的控制方式(MOSFET或IGBT)、输入输出型式等关键技术指标及实现指标的方式。
    2.元器件的筛选,重点要控制好核心控制单元、电源模块、大容量储能电容、功率转换模块、输出执行元件、蓄电池、位置判别元件等关键元件的质量。
    3.控制回路(或电气回路)的整体抗干扰性能,包括抗脉冲干扰(共模和差模)、抗静电放电干扰、抗辐射电磁场干扰、抗快速瞬变干扰、抗传导电磁场干扰和抗浪涌能力。
    4.控制回路(或电气回路)的整体抗震性能,包括抗机械震动能力、抗电气震荡能力、防雷、避雷能力等。
三.永磁机构真空断路器的优势 
       永磁机构真空断路器与真空灭弧室能良好配合,体积小、重量轻,不仅便于安装,而且可为用户节约大量的构架费和安装费。控制单元紧凑,可以通过无线遥控器,实现在100米范围内控制开关的分合,功能扩展方便,操作方式灵活,易于实现配电自动化。永磁机构真空断路器具备了弹簧机构真空断路器的一切功能。同时,它还能设计出全新的同步开关(选相开关),有效乃至彻底解决弹簧机构真空断路器无法解决的问题。

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