專利名稱：基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及直流快速斷路器領域，特別是一種基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置。
背景技術：
直流快速斷路器一般都存在5A至300A之間小電流不能有效滅弧的問題。原因是直流快速斷路器小電流電弧形成后不能在自身產生的氣吹和磁吹作用下順利進入滅弧室， 而在觸頭之間長時間持續燃燒。較長時間存在的電弧高溫會燒蝕周圍零部件，并引起部件絕緣性能的下降及出現斷路器故障，嚴重時還會發生火災和危機人身安全。為了熄滅小電流電弧，在動觸頭和靜觸頭的分斷區域可以設置小電流吹弧系統， 電弧在磁場的作用下被直線加速進入滅弧室。傳統方法較多采用磁吹線圈法，線圈電流可以取自單獨的外部供電電源或是取自斷路器主回路母排，但是較大的母線電流容易導致線圈絕緣老化甚至擊穿的問題。除此之外永磁體小電流吹弧方法由于永磁體能夠產生較強的磁場，使得小電流電弧吹弧效果較明顯，并且永磁小電流吹弧的方法又不存在絕緣問題，因此永磁體磁吹在直流斷路器小電流分斷的場合下有較大的應用前景。然而當斷路器主回路電流方向改變時，斷路器觸頭區域磁吹的磁場方向也應該改變，磁吹線圈方法可以通過線圈電流的反向較容易實現吹弧磁場換向，但是對于永磁磁吹的方法就需要解決吹弧磁場磁路換向的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于直流斷路器永磁小電流分斷的吹弧磁路轉換裝置， 使得直流快速斷路器能夠在開斷兩種不同方向小電流時都能正常有效地建立起吹弧磁場， 實現小電流滅弧的功能。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，包括轉動連桿、 條形永磁體和轉動臂，條形永磁體和轉動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉動連桿的兩端，條形永磁體和轉動臂構成十字形結構，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，轉動臂兩端上方分別對稱設置第一保持彈簧和第二保持彈簧，第一保持彈簧和第二保持彈簧分別與轉動臂兩端點連接，轉動臂兩端下側各設有一片銜鐵，兩側銜鐵下方對稱地分別設置用于吸合銜鐵的第一電磁鐵和第二電磁鐵。觸頭部分兩側引磁板分別延伸出第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條伸展至條形永磁體的兩端，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條的端口設有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉動角度限位的卡口。條形永磁體、轉動臂和轉動連桿連接成一體并可繞固定的轉軸順時針或是逆時針旋轉，固定的轉軸貫穿于條形永磁體和轉動臂。由電流方向識別裝置控制第一電磁鐵和第二電磁鐵吸合轉動臂對應一端下側的銜鐵，帶動轉動臂、轉動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉實現兩種不同磁路的轉換和接通。本發明結構簡單，動作迅速，使用方便，通過與電流方向識別裝置可以可靠地實現直流斷路器小電流分斷吹弧磁場方向的建立和轉換，使得直流斷路器在兩種不同方向小電流分斷時能正常有效地實現磁吹滅弧。
圖I為本發明的整體結構及無磁吹狀態示意圖；圖2為本發明的磁路建立狀態示意圖；圖3為本發明的磁路建立狀態側視圖；圖4為本發明的磁路建立狀態立體圖；其中1為第一引磁條；2為第二引磁條；3為第三引磁條；4為第四引磁條；5為靜觸頭；6為條形永磁體；7為第一保持彈黃；8為第_■保持彈黃；9為彈黃上固定端；10為轉動臂；11為固定轉軸；12為第一電磁鐵；13為第二電磁鐵；14為靜導電桿部分；15為動導電桿部分；16為動觸頭；17為觸頭側引磁板；18為轉動連桿。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述參見圖1-4，在直流斷路器動觸頭打開方向一側設置吹弧引磁及磁路換向裝置， 條形永磁體和轉動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉動連桿的兩端，條形永磁體和轉動臂構成十字形結構，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的引磁條，轉動臂兩端上方分別對稱設置兩個保持彈簧并與轉動臂兩端點連接，轉動臂兩端下側各設有一片銜鐵，兩側銜鐵下方對稱地分別設置用于吸合銜鐵的電磁鐵。觸頭部分兩側引磁板分別延伸出上下兩個引磁條并伸展至條形永磁體的兩端，引磁條端口設有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉動角度限位的卡口。條形永磁體、轉動臂和轉動連桿連接成一體并可繞固定的轉軸順時針或是逆時針旋轉，固定的轉軸貫穿于條形永磁體和轉動臂。由電流方向識別裝置控制電磁鐵吸合轉動臂對應一端下側的銜鐵，帶動轉動臂、轉動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉實現兩種不同磁路的轉換和接通。兩個電磁鐵都不吸合的時候轉動臂及條形永磁體在保持彈簧的作用下處在平衡位置，處于未建立磁路狀態。本發明裝置主體部分位于斷路器動觸頭打開方向的背側，磁路建立和轉換機構主要由從觸頭兩側引磁板延伸過來的四個引磁條，條形永磁體，轉動連桿，轉動臂，保持彈簧， 彈簧上固定端以及電磁鐵構成。條形永磁體、轉動連桿和轉動臂可繞固定轉軸做逆時針或順時針旋轉一定的角度；保持彈簧上端固定，下端分別于轉動臂兩端上側連接，并保持兩彈簧相對于固定轉軸對稱分布；電磁鐵分別固定于轉動臂兩側下方適當位置，并保持兩電磁鐵相對于固定轉軸對稱分布，電磁鐵可在電流識別裝置的指令下吸合其對應上端的銜鐵， 并帶動轉動臂以及條形永磁體轉動。圖I所示裝置處在無磁吹狀態，即電磁鐵都不吸合銜鐵，轉動臂在保持彈簧拉力的作用下處于水平位置，條形永磁體因而處于豎直位置，不與任何兩端引磁條接觸，因此沒
4有磁路建立，觸頭兩側沒有磁場。斷路器進行小電流分斷的時候，需要根據短路電流的方向建立吹弧磁場，短路電流方向識別裝置會給出相應一側第一電磁鐵或第二電磁鐵吸合指令，一側電磁鐵克服上端保持彈簧的反力吸合電磁鐵上方轉動臂下側對應的銜鐵，從而帶動轉動臂轉動。如圖2示例，第二電磁鐵吸合銜鐵并帶動轉動臂順時針轉動，從而使得條形永磁體順時針轉動，條形永磁體N端、S端分別與第三引磁條和第二引磁條端口相接合并由第三弓I磁條和第二引磁條限制條形永磁體轉動角度并保持連接狀態，在電磁鐵克服保持彈簧的拉力保持吸合狀態的時候磁路得以維持，從而在觸頭區域產生從右到左的磁場，有效實現小電流吹弧并進入滅弧室熄滅。當電流換向時，電流方向識別裝置給出指令，使得電磁鐵釋放銜鐵，電磁鐵通電產生吸力，使得轉動臂作逆時針轉動，保持彈簧的拉力有助于加速轉動臂向另一端轉動， 最終使得條形永磁體N端、S端分別與第一引磁條和第四引磁條端口相接合并由第一引磁條和第四引磁條限制條形永磁體轉動角度并保持連接狀態，從而在觸頭區域形成從左到右的吹弧磁場。本發明提出的基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置能夠快速有效地建立驅動電弧向滅弧室運動的磁場，并能在電流方向發生改變時快速切換磁場的方向，保證斷路器在分斷不同方向的小電流故障時均能可靠的工作。該裝置結構簡單，動作迅速，使用方便，有較大的實用價值。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于包括轉動連桿、條形永磁體和轉動臂，條形永磁體和轉動臂通過各自中心部位分別垂直固定于轉動連桿的兩端，條形永磁體和轉動臂構成十字形結構，條形永磁體兩端各布置有從觸頭部分延伸過來的第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，轉動臂兩端上方分別對稱設置第一保持彈簧和第二保持彈簧，第一保持彈簧和第二保持彈簧分別與轉動臂兩端點連接，轉動臂兩端下側各設有一片銜鐵，兩側銜鐵下方對稱地分別設置用于吸合銜鐵的第一電磁鐵和第二電磁鐵。
2.如權利要求I所述的基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于所述觸頭部分兩側引磁板分別延伸出第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條，第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條伸展至條形永磁體的兩端， 第一引磁條、第二引磁條、第三引磁條和第四引磁條的端口設有和條形永磁體兩端接合的圓弧面和對條形永磁體轉動角度限位的卡口。
3.如權利要求I所述的基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于所述條形永磁體、轉動臂和轉動連桿連接成一體并可繞固定的轉軸順時針或是逆時針旋轉，固定的轉軸貫穿于條形永磁體和轉動臂。
4.如權利要求I或3所述的基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，其特征在于由電流方向識別裝置控制第一電磁鐵和第二電磁鐵吸合轉動臂對應一端下側的銜鐵，帶動轉動臂、轉動連桿以及條形磁鐵繞固定軸旋轉實現兩種不同磁路的轉換和接通。
全文摘要
本發明公開了一種基于永磁磁路轉換方法的直流斷路器小電流磁吹滅弧裝置，它配裝于直流快速斷路器上結合短路電流方向識別裝置，以實現兩種不同短路電流方向條件下對應的永磁磁路建立和轉換裝置。它由引磁條、條形永磁體、轉動連桿、轉動臂、線圈電磁鐵、平衡彈簧等組成。位于轉動臂兩端下側分別固定一個電磁鐵，由短路電流方向識別裝置給出的指令可以控制任意一個電磁鐵的吸合及釋放狀態，帶動轉動臂順時針或逆時針轉動，轉動臂中心通過轉動連桿和條形永磁體中心相連并帶動條形磁鐵的轉動，條形永磁體兩端與兩組不同的引磁條接口接觸和切換，實現磁路的建立和磁路方向的切換過程。
文檔編號H01H73/18GK102592910SQ20121004100
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者吳翊, 楊飛, 紐春萍, 榮命哲, 謝成, 馬瑞光 申請人:西安交通大學