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断路器永磁机构特点及原理(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除断路器永磁机构特点及原理摘要：断路器，作为电力系统中重要的控制、保护设备。
需要借助操动机构来可靠地完成断路器的分合闸操作。
近年来出现了一种新型的操作机构—永磁机构。
它采用了一种全新的工作原理和结构，相对传统的操动机构来说，具有更高的可靠性，因此备受关注。
关键词：断路器；永磁机构引言为了保证电力系统的安全运行，作为控制、保护元件的断路器必须能切断额定电流，开断关合短路电流，开合各种空载和负荷电路。
为了完成这些任务，断路器必须能及时可靠地分合动静触头，这要借助于操作机构来完成。
因此，操作机构的工作性能和质量优劣，直接决定了断路器的工作性能和可靠性。
近年来，伴随着电力电子技术的发展，出现了一种新型的操作机构—永磁机构。
它采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，具有较高的可靠性，因此备受关注。
1 永磁机构的构成传统的操作机构有电磁操作机构和弹簧操作机构。
电磁操作机构结构较简单，但结构笨重，合闸线圈消耗功率很大。
弹簧操作机构由弹簧储能、合闸、保持合闸和分闸几个部分组成。
优点是不需要大功率的电源，缺点是结构复杂，制造工艺复杂，成本高，可靠性较难保证。
在借鉴了以上两种操作机构的优缺点的基础上，永磁机构进行了改进设计。
设计中使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代了传统的机械锁扣装置。
这种磁力机构主要由永久磁铁和分闸、合闸控制线圈组成，当合闸控制线圈通电后，它使动铁心向下运动，并由永久磁铁保持在合闸位置；当分闸控制线圈通电，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保待在另一个工作位置即分闸位置上，也就是说，该机构在控制线圈不通电流时它的动铁心有两个稳定工作状态，（合闸和分闸）。
也称双稳态电磁机构[1]。
永磁操动机构作为替代传统操动机构的一种新型机构，构成单元非常简单。
永磁机构断路器的工作原理时间:2009-01-14 来源:徐州机电工程高等职业学校编辑:朱思河自1961 年美国GE 公司研制成功第一台真空断路器以来,真空断路器的技术水平迅速得到提高。
随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升。
而作为真空断路器的主要元件———操动机构,也历经了几代的发展,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及现阶段正迈向成熟并逐渐普及的永磁操作机构。
真空断路器及操动机构的分析真空断路器之所以如此迅速发展,在于其真空灭弧室优异的开断特性,使其电寿命大大增加。
真空断路器的灭弧室动触头行程小,要求分闸速度高。
动静触头合闸时为平面接触,为了防止真空断路器在短路时触头被强大的冲击力斥开,动静触头间要施以较大的触头压力,这样也有利于提高分闸速度。
真空灭弧室的优异性,使其机械及电寿命从传统的2000次跃增为上万次,沿用传统断路器操动机构电磁机构和弹簧机构很难体现出其高寿命、高可靠性的优点。
因此需要一结构高度简化、节能和高可靠的机构来满足真空断路器的驱动要求。
永磁机构以其结构简单、运行可靠、经久耐用等优点被广泛应用于真空断路器的驱动,它克服了传统机构的缺点,充分发挥了真空断路器的优点,为研制新一代免维护断路器奠定了基础。
它已成为电力系统选型热点,具有良好的经济效益和市场前景。
本文以ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器为例来分析永磁断路器的结构及工作原理。
永磁机构断路器工作原理及主要技术参数主要技术参数该真空断路器采用双稳态内设欠压脱扣器永磁机构,并与机械手动脱扣器结为一体化设计,使手动分闸轻便可靠。
永磁机构分闸与弹簧分闸相结合,使分闸速度的分配更理想。
与弹簧操作机构断路器比较,可动部件大大减少,使其可靠性和机械寿命大幅提高,是弹簧操作机构类型断路器的理想替代产品。
ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器的主要技术参数如下:额定电压PkV 10最高电压PkV 12额定电流PA 630额定频率PHz 50额定短路开断电流PkA 12. 5动稳定电流PkA 31.5热稳定电流PkA 12.5额定短路关合电流PkA 31. 5短路电流持续时间Ps 41min 工频耐压PkV 42雷电冲击耐压PkV 75永磁机构断路器工作原理永磁机构断路器的工作原理如图1 所示:图1 永磁机构断路器的工作原理图其工作过程如下:接通控制电源,首次接通电源要等待60s,此时储能电容已充满电(充电指示灯亮),同时欠压脱扣器电源也准备接通,断路器处在准备操作状态。
永磁机构原理与性能随着电力系统的技术发展及智能化进程，用户对开关提出了更高的要求，作为开关心脏的真空灭弧室、作为开关动力来源脉的操作机构、作为智能化开关大脑的控制器的长足进步，必将使开关面临一场令人激动的革命，以智能化的永磁真空断路器为代表、将这三者有机的整合，使开关设备的性能达到了前所末有的高度永磁机构结构图：我们的单稳态永磁机构主要由动铁心、定铁心、钕铁硼稀土永久磁铁、工作线圈、驱动轴五部分组成双稳永磁机构态结构示意图主要由动铁心、定铁心、钕铁硼稀土永久磁铁、合闸线圈、分闸线圈、驱动轴6部分组成驱动轴合闸线永久磁铁动铁芯定铁芯分闸线单稳态永磁机构断路器的工作原理：合闸：•磁场产生的驱动力F磁= B2S/2μ•合闸阻力：分闸簧F分簧=F分簧，在主回路闭合后+F超程簧(=k2X)•合闸运动条件：F磁>F分簧•运动方程 F 磁-F 分簧 -（F 超程簧） =ma •机构闭合后F 磁= B 2S/2μ >F 分簧 +F 超程簧控制器控制外部电路向线圈提供驱动电流，线圈电流产生的磁场与永久磁铁产生的磁场方向一致，相互叠加，随着线圈驱动电流的不断增大，磁场产生的驱动力F=0221 S B 逐渐变大。
当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时，动铁心按照牛顿定律: F=ma 向合闸方向运动，并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大，该特点与断路器的机械特性完全吻合，最终将动铁心推到合闸位置。
此时切断线圈电源。
由于铁磁回路已经闭合，磁阻非常小，永磁驱动的磁场力已足以克服断路器的合闸保持力，无须线圈电流的磁场而完成合闸的锁扣过程。
永磁机构之前的操作机构依靠机械闭锁，半轴处的材料与扣接量对性能影响很大，目前尚无满意的解决方案。
材质硬；耐磨、易碎，材质软；不易碎、不耐磨，两方面的缺陷部分，都会造成扣接失败，尤其在35KV 的断路器，因为驱动力大、速度高，及操作频繁的场合，机构的可靠性已经使得用户苦不堪言。
由永磁机构原理图显而易见，永磁机构通过平面磁力吸合，从原理上彻底消除了该类问题，大幅度提高了机构的寿命。
永磁开关工作原理
永磁开关是一种利用永磁场力进行控制的电器开关，其工作原理是基于外加电流产生的磁场与永磁场相互作用而实现的。
当永磁开关处于断开状态时，永磁体的磁场线与电器开关的铁芯无接触，因此磁场无法通过铁芯传导到导电部件。
此时，开关中的电流无法形成闭合回路，电器处于断开状态。
但是，当外加电压导致永磁开关处于闭合状态时，电流通过开关的线圈，通过电流产生的磁场作用，使铁芯内的磁场线与永磁体的磁场线相互作用。
这种相互作用会导致铁芯发生磁化，将永磁体磁化与铁芯磁化方向相同，使得铁芯成为磁场线的有效路径，磁场通过闭合回路传导到导电部件。
通过上述过程，永磁开关从断开状态切换到闭合状态，实现了电路的通断控制。
当外加电压消失时，由于电流的中断，闭合回路中的磁场消失，铁芯不再磁化，导电部件与铁芯之间的磁场线断开，永磁开关返回断开状态，电器断开。
总的来说，永磁开关利用外加电流产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，实现开关的闭合和断开，从而控制电路的通断。
永磁真空断路器研究与应用【摘要】永磁操动机构真空断路器越来越被公认为中压开关的换代产品，它代表了中压开关发展的方向。
分析了永磁真空断路器内部结构、工作原理，将永磁机构与真空断路器进行完美匹配，提高了断路器的可靠性及寿命。
【关键词】永磁真空断路器操作机构工作原理1 前言智能型永磁机构真空断路器是在上世纪90年代末吸取国际上先进的真空断路器技术而研制成功的新一代真空断路器，具有体积小、重量轻、结构简单、操作可靠、少维护、价格适中、使用寿命长等显著优点。
大屯公司在110KV变电站在2010年投用使用该机构的开关3年多，运行平稳、安全可靠，受到运行值班人员及检修人员的好评。
2 永磁真空断路器结构断路器配用的双稳态永磁操动机构，该机构由一种双稳态的磁路系统，使用一个一体化分、合闸线圈驱动动铁芯运动到相应的极限位置，并利用永磁体所提供的磁场能量，使之保持在极限位置。
当激励线圈通过不同方向电流时，使线圈磁场产生大于剩余磁保持力的驱动力，即可使永磁操动机构的动铁芯动作。
动铁芯通过主轴直接驱动真空灭弧室的动触头，从而使断路器进行分、合闸动作。
这种机械的传送方式，可使断路器的机械磨损小到可以忽略不计，使断路器在使用寿命期内基本很少维护。
当控制系统出现故障时，可用手动分闸装置操作，使断路器进行分断操作（如图1）。
3 永磁真空断路器工作原理永磁真空断路器开断部分和其他断路器一样，区别在操作机构部分。
永磁机构的原理基本上是一块铁片两边有磁铁和线圈，哪边的线圈通电了就会产生比令一边更大的磁力从而带动铁片往磁力大的一边运动。
当铁片运动到和某一边磁铁接触是线圈断电，铁片靠磁铁吸住达到保持的目的。
铁片两边运动能带动断路器分合。
3.1 合闸操作将断路器送入柜体的试验或工作位置，合上控制电源和合闸电源，断路器处在分闸位置，合闸操作回路沟通，为合闸操作作好准备。
就地按动合闸按钮启动合闸回路，使操动机构的线圈激励，克服分闸侧永磁体的保持力，使动铁芯驱动断路器的动触头按规定速度合闸。
永磁断路器工作原理永磁断路器是一种利用永磁体和电磁铁相互作用来实现断路和闭合的电器设备。
它主要用于电力系统中的过载和短路保护，能够快速切断电路并保护电器设备不受损坏。
在本文中，我们将详细介绍永磁断路器的工作原理。
永磁断路器的主要部件包括永磁体、电磁铁、触头、弹簧、导电材料等。
当电路中出现过载或短路时，电磁铁会受到电流的作用而产生磁场，这个磁场会与永磁体相互作用，使得永磁体受到力的作用而移动，从而使触头与固定触头分离，切断电路。
当电路中的故障被排除后，永磁体和电磁铁之间的作用力消失，永磁体会受到弹簧的作用而回到原位，使得触头再次闭合，电路恢复通电状态。
永磁断路器的工作原理可以分为两个部分：断路和闭合。
首先是断路过程。
当电路中出现过载或短路时，电流会急剧增大，电磁铁受到电流的作用而产生强磁场，这个磁场会与永磁体相互作用，使得永磁体受到力的作用而移动，从而使触头与固定触头分离，切断电路。
在这个过程中，永磁体和电磁铁之间的相互作用起到了关键作用，它们之间的力使得触头能够快速、可靠地分离，从而实现电路的断路保护。
接下来是闭合过程。
当电路中的故障被排除后，电磁铁中的电流减小，磁场减弱，永磁体受到弹簧的作用而回到原位，触头再次闭合，电路恢复通电状态。
在这个过程中，弹簧起到了重要作用，它能够使得永磁体快速、可靠地回到原位，从而实现电路的闭合保护。
总的来说，永磁断路器的工作原理是利用永磁体和电磁铁相互作用来实现断路和闭合的功能。
在电路中出现过载或短路时，电磁铁产生磁场与永磁体相互作用，使得触头分离，切断电路；当故障排除后，永磁体受到弹簧的作用而回到原位，触头再次闭合，电路恢复通电状态。
这种工作原理使得永磁断路器能够快速、可靠地保护电路和电器设备，是电力系统中不可或缺的重要设备。
永磁操动机构真空断路器和永磁式交流接触器的特点及应用永磁操动机构真空断路器和永磁式交流接触器的特点及应用序言电力资源是能源结构中的重要环节，节约电力资源是节约能源的重要内容之一。
目前国内电力资源的浪费相当严重，工业与民用用电能耗过高，节电的潜力非常大。
依靠创新和技术进步，积极推广节约用电的新技术、新产品，降低单位产品电能耗和成本，增强企业的竞争力是我国经济可持续发展的重大战略任务。
当前从中央到地方都在深入贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》，建设部建办质函（2005）89号《关于开展全国建筑节能专项检查的通知》、自2005年12月1日起实施的《乌鲁木齐市建筑节能管理条例》以及新疆蓝图审查办公室根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005编制的电气专业设计节电要点和电气专业建筑工程施工图文件审查表（节电部分）等都是具体贯彻节能措施的保证。
国内就三相配电变压器、高效电动机、电缆的经济电流选择方法和绿色照明等召开了多次节电管理与技术研讨会，已经编制或即将编制节电产品的国家节电标准和指标，可使我国的配电变压器、电动机、照明、电缆等自身的能耗进一步减小，从而使我国供配电系统的电能损耗降低，达到节约用电的目的。
在此，笔者就6~10kV永磁机构真空断路器和永磁式交流接触器的特点及应用做个论述，有助于推广应用节电的新技术、新产品，推进科技创新和技术进步，加快我国节约型社会的进程。
1、真空断路器1.1 真空断路器现状自1961年美国GE公司研制成功真空断路器以来，凭借其优越的技术性能，在电力系统、工业与民用建筑6~10kV配网中得到广泛的应用。
特别是在6~10kV电压等级的配电装置上，真空断路器在容量较大回路上的应用已占主导地位，它不仅体积小、重量轻、无油化、不燃，且能可靠地接通和断开较大的负荷电流，在线路发生短路故障时也能快速、可靠地切断回路。
真空断路器按绝缘划分为：空气绝缘和复合绝缘；按结构划分为：一体式和分体式；按操动机构划分为：电磁操动机构和弹簧操动机构。
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构原理：电磁操作机构结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
内高压真空断路器驱动机构参数计算书一·驱动机构动作原理：ZNB-10户内高压断路器的驱动机构主要由永磁体、铁心、分、合闸线圈以及磁轭七部分组成。
驱动机构的作用是为在合闸过程中为断路器提供合闸动力，在分闸时解除合闸保持，使断路器靠自身的触头簧和分闸簧分闸。
同时，驱动机构还可以在合闸终了和分闸终了的位置分别提供合闸和分闸保持力。
永磁体的作用是产生一个恒定的磁场，它和铁心、磁轭以及气隙共同组成磁路。
在这个磁路里，磁力线将按着磁阻最小的原则分布。
铁心和磁轭接触的这一部分磁阻很小，而铁心的另一端和磁轭组成的磁路中磁阻很大，这是因为它们之间气隙较大的缘故。
永磁体产生的磁力线广泛分布在磁阻较小的铁心那一端，磁力线的高变聚集在此刻产生了较大的阻力，这个力使得铁心保持在极限位置，即分、合闸位置所需的保持力。
合闸过程：此刻，铁心由于永磁体产生的磁保持力而处于分闸位置。
当合闸线圈通电时，又在铁心产生磁通φ，磁通φ与永磁体产生的磁通φ0方向相反（如下图所示），叠加后使铁心上端磁通减小，吸力减小；铁心下端磁通增加，吸力增加。
当合闸线圈安匝IN增加到一定值后，下端吸力大于上端吸力，铁心开始向下运动。
在铁心动作过程中，永磁体中的磁通φ0的大小可以认为不变。
当铁心向下动作时，下部气隙逐渐减小，上部气隙逐渐增大，因此逐渐由上部磁路转向下部磁路。
这样当合闸线圈断电后，铁心就被保持在合闸位置。
同样的，分闸过程与上述情况正好相反。
1·永磁体永磁材料是将所加的磁化磁场去掉以后,仍能在很长时间内保持强稳定磁性的一类磁性材料。
永磁材料具有较高的矫顽力。
衡量永磁材料性能优劣的主要因素是：退磁曲线上的剩磁、矫顽力、最大磁能积和回复磁导率。
永久磁铁产生的磁场，犹如电流源产生的静电场，其磁感应强度B是恒定的，长时期内变化不大。
综合考虑永磁材料的性能特点，本机构永磁材料选择NNF40，其主要性能参数如下：剩磁B r=1.25~1.29（T）；最大磁能积（BH）max = 302~318kJ/m3；矫顽力Hcb=796~955KA/m；内禀矫顽力Hcj≥875KA/m居里温度Tc=310~330 0C；工作温度Tw = 80 0C；密度D = 7.3~7.5 g/cm3。
永磁机构工作原理随着电气化铁路运营里程的增长，高速、重载已成为电气化铁路发展的方向，这就要求牵引供电系统为电力机车提供更安全、经济、可靠和高质量的电能，自动过分相技术应运而生，但由于换相过程中极易产生过电压和合闸涌流，对牵引变压器的冲击很大，极大制约自动过分相技术的发展。
自动过分相转换装置的核心部件是真空负荷开关，而真空负荷开关的长寿命和可靠性是急需解决的问题。
从技术上讲，真空灭弧室技术的发展，使其电寿命大大增加。
其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次，因此，与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性成为较突出的问题。
传统的弹簧操动机构，结构复杂，零件数量多，且加工精度要求高；电磁机构虽然机构相对简单，零件数量少，但电源电压波动对合闸速度影响较大，操作电流大，无法调控分合闸速度和相位；使用寿命没有根本突破，对电力系统操作的过电压和合闸涌流的控制更无从谈起。
永磁机构采用一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，一般达十万次以上，同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少过电压和涌流对系统的冲击，减少系统保护的投入，提高系统整体寿命。
因此永磁操作机构是智能选相真空开关的必然选择.1 永磁机构工作原理当该机构处于合闸位时，线圈中无电流通过，由永磁作用保持动铁心在上端。
分闸时，特定方向的电流通过操作线圈，该电流在动铁心上端产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心受到的磁吸力减小，当动铁心受到的向上的合力小于弹簧的拉力时，动铁心向下运动，实现分闸。
当处于分闸位置，操作线圈中通过与分闸操作相反的电流。
该电流在静铁心上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场，在动铁心下部产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心下端所受到的磁吸力减小。
当操作电流增大到一定值时，向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力，动铁心向上运动，实现合闸。
2 智能选相原理智能选相（同步关合技术）就是开关在电流或电压的过零点进行分、合闸操作，断路器分合闸时间的稳定性是实现同步开断的基本要求.由于永磁机构的机构简单，传动部件少，相对弹簧机构而言，其分合闸时间的分散性较小，有利于发展为同步关合的断路器。
永磁断路器原理
永磁断路器是一种电力保护设备，它的工作原理基于永磁材料的磁性特性和电磁吸合原理。
永磁断路器由永磁体、线圈和触点组成。
当电路中的电流达到设定值时，线圈通电产生磁场，使得永磁体受到吸引力而移动，进而使得触点闭合，使电路导通；当电流超过设定值或发生故障时，线圈不再通电，磁场消失，永磁体失去吸引力，触点被磁体的弹力推开，电路断开。
永磁断路器的优点是可靠性高、动作速度快，能够在很短的时间内实现电路的断开，从而保护设备和人员的安全。
此外，永磁断路器不需要外部能源供电，仅靠电流信号即可进行操作，节省了能源并降低了成本。
总之，永磁断路器利用永磁体的磁性特性和电磁吸合原理，在电流过载或故障情况下，迅速实现电路的断开，起到保护电气设备和人员安全的作用。
永磁开关控制器原理
永磁开关控制器是一种常见的电子控制器，它的主要作用是控制电机
的启停和转向。
它的工作原理是利用永磁体的磁场来控制电路的开关，从而实现对电机的控制。
永磁开关控制器的核心部件是永磁体和开关管。
永磁体是一种具有恒
定磁场的磁体，它的磁场不会因为外界的影响而发生改变。
开关管则
是一种可以控制电路开关的电子元件，它可以通过控制电流的大小和
方向来实现电路的开关。
当永磁体和开关管连接在一起时，它们的工作原理如下：
1. 当电路中没有电流流过时，开关管处于关闭状态，电机不会工作。
2. 当电路中有电流流过时，开关管会被激活，电路会被打开，电机开
始工作。
3. 当需要改变电机的转向时，只需要改变电流的方向即可。
这可以通
过改变开关管的极性来实现。
4. 当需要停止电机时，只需要将电路中的电流断开即可。
这可以通过
关闭开关管来实现。
总之，永磁开关控制器是一种非常重要的电子控制器，它可以实现对电机的精确控制，从而提高电机的效率和可靠性。
在未来，随着电子技术的不断发展，永磁开关控制器将会得到更广泛的应用。
永磁真空断路器的工作原理及使用方法据了解，断路器的操动机构最早采用的是电磁机构，而后改良为弹簧机构，目前应用在电力市场中的断路器产品仍以弹簧机构为主。
但是在最近几年，一种采用新技术的操动机构的诞生和不断推广正在逐渐使断路器的故障率降低，可靠性和耐用性大幅度提高，它就是永磁机构。
永磁真空断路器采用了一种全新的高可靠永磁操动构造。
这种构造工作时只有一个主要运动部件，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，一般达10万次以上，可同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少过电压和涌流对系统的冲击，提高系统整体寿命。
实际上，与其他电力设备一样，永磁真空断路器最早也是从国外进入中国的。
早在20世纪90年代末，配永磁机构的真空断路器就传入我国。
真空断路器最初由英、美研究,随后发展到日本、德国和原苏联等其他国家。
我国从1959年起开始研究真空断路器的理论,到20世纪70年代初正式生产各类真空断路器。
真空灭弧室、操动机构、绝缘水平等制造技术的不断创新和改良,使真空断路器的发展极为迅速,在大容量、小型化、智能化及可靠性研究方面取得了一系列重大成果。
真空断路器以具备良好的灭弧特性,适宜频繁操作,电气寿命长、运行可靠性高、不检修周期长的优势,在当今我国电力城乡电网改造、化工、冶金、-铁道电气化以及矿山等行业得到了广泛的应用。
产品从过去的ZN1-ZN5几个品种到现在数十个型号、品种,额定电流到达4000A,开断电流到达5OKA,甚至有63kA,电压到达35kV等级。
ZW32-12型永磁真空重合器采用了独特设计的永磁机构和高可靠性的MGK智能控制器构成。
该装置主要应用于中压架空线电网，作为分、合负荷电流、过载电流、短路电流之用，并具有0～3次自动重合闸。
根据我国目前使用的0.6-35kV真空断路器的操作机构都是弹簧机构和电磁机构的现状，鉴于弹簧机构存在零部件多，制造工艺复杂，运行容易引起机械故障，而电磁机构存在驱动功率较大，接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题，严重影响真空断路器的性能和可靠性。
永磁断路器工作原理永磁断路器是一种利用永磁体和电磁体共同工作的断路器。
其工作原理是通过磁场的相互作用来控制断开和接通电路的功能。
永磁断路器由永磁体、电磁铁、弹簧机构和断路器主体等组成。
当外界电路正常工作时，永磁体产生一个静态磁场，使得断路器的触头闭合，电流可以顺利通过断路器。
但当外界电流超过一定数值时，电磁铁会感应到电流的变化，从而产生一个反向的磁场。
这个反向磁场与永磁体的磁场相互作用，使得触头受到一个相反的力，产生一个向外的力矩，最终使断路器的触头断开。
永磁体的作用是保持在正常工作状态时使触头闭合。
它通过特殊的材料和磁化方式，产生一个与电磁铁磁场方向相反的磁场，从而使断路器触头保持闭合状态。
同时，永磁体的磁场稳定性非常好，不受外界电流的影响，可以保持长时间的工作状态。
电磁铁是永磁断路器的核心部件，它起到控制永磁体磁场的作用。
当外界电流异常时，电磁铁感应到电流的变化，从而产生一个反向的磁场。
这个反向磁场与永磁体的磁场相互作用，产生一个力矩，使断路器的触头断开。
电磁铁的大小和位置是影响断路器断开电路的关键因素。
弹簧机构是永磁断路器的重要组成部分，它起到复位和保护触头的作用。
当断路器触头断开时，弹簧机构会产生一个向内的力矩，使触头回到闭合状态。
同时，当外界电路正常工作时，弹簧机构可以保护触头免受外界力的影响，保持触头的闭合状态。
永磁断路器的工作原理可以总结为：通过永磁体和电磁铁的相互作用，利用磁场的力矩作用将断路器的触头闭合和断开。
当外界电流正常时，永磁断路器可以保持闭合状态；而当外界电流超过一定数值时，电磁铁会产生一个反向磁场，使断路器触头断开。
同时，弹簧机构保证了断路器的复位和保护功能。
永磁断路器具有体积小、工作可靠和寿命长的特点。
由于其工作原理的可靠性和稳定性，永磁断路器在电力系统的保护和控制中得到广泛应用。
它可以减少电流过载对电路设备的损坏，并提高电力系统的运行效率。
在未来的发展中，永磁断路器有望成为电力系统中一种重要的保护设备。
永磁断路器工作原理
永磁断路器是一种常用的电气保护装置，它主要用于保护电路中的设备免受过载或短路的损坏。
它的工作原理基于磁场的相互作用。
永磁断路器的核心部件是一个由永磁材料制成的磁铁。
当电流通过断路器时，它会产生一个磁场，这个磁场会使磁铁中的磁力线发生变化。
当磁力线发生变化时，它会与绕在磁铁周围的线圈产生感应电动势。
感应电动势的产生会引起线圈中的电流变化，从而形成反馈回路。
当电流超过设定的阈值时，回路中的电流会引起磁铁中磁力线的变化，进而改变感应电动势的大小。
如果电流超过磁铁所能承受的极限，磁力线将变得很强，从而产生一个强烈的反作用力，阻碍进一步的电流流动。
这样，永磁断路器就会自动断开电路，保护设备的安全运行。
此外，永磁断路器还具有手动操作的功能。
通过手动操作装置，可以改变磁铁中磁力线的分布，从而控制断路器的闭合或断开。
当需要停止电流流动时，可以使用手动操作装置将断路器打开，断开电路。
当需要恢复电流流动时，可以将断路器关闭，闭合电路。
总之，永磁断路器能够通过感应电动势和磁力线的相互作用来自动保护电路中的设备。
它基于磁场原理工作，能够有效地防止电压过高、电流过大等情况对设备造成的损坏。
永磁断路器工作原理
永磁断路器是一种利用永磁材料的特性来实现断开电路的装置。
其工作原理可以简述如下：
当电路正常运行时，永磁断路器中的永磁材料处于饱和状态，并完全吸附在电路的闭合状态。
此时，通过电路的电流会形成一个磁场，将永磁材料保持在吸附状态。
而当电路中出现故障（如过载、短路等）时，电路中的电流会迅速增大，超过永磁断路器的额定电流。
此时，电流产生的磁场会超过永磁材料的吸附能力，导致永磁材料的磁性减弱。
随着永磁材料磁性减弱，其对电路闭合的吸附力减小，进而断开电路。
这样，永磁断路器会在故障电流达到一定阈值时，自动断开电路，起到保护电路的作用。
需要注意的是，永磁断路器一旦断开电路，会立即切断故障电流，为电路提供了快速而有效的保护。
同时，永磁材料的磁性减弱是可逆的，一旦故障解除，电流恢复正常，永磁断路器可以重新吸附并闭合电路。
总的来说，永磁断路器通过利用永磁材料的磁性特性，实现了对电路的快速保护和断开。
它在电力系统中广泛应用，可以帮助防止电力事故和设备损坏。
永磁机构断路器的工作原理
自1961 年美国GE 公司研制成功第一台真空断路器以来,真空断路器的技术水平迅速得到提高。
随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升。
而作为真空断路器的主要元件———操动机构,也历经了几代的发展,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及现阶段正迈向成熟并逐渐普及的永磁操作机构。
真空断路器及操动机构的分析
真空断路器之所以如此迅速发展,在于其真空灭弧室优异的开断特性,使其电寿命大大增加。
真空断路器的灭弧室动触头行程小,要求分闸速度高。
动静触头合闸时为平面接触,为了防止真空断路器在短路时触头被强大的冲击力斥开,动静触头间要施以较大的触头压力,这样也有利于提高分闸速度。
真空灭弧室的优异性,使其机械及电寿命从传统的2000次跃增为上万次,沿用传统断路器操动机构电磁机构和弹簧机构很难体现出其高寿命、高可靠性的优点。
因此需要一结构高度简化、节能和高可靠的机构来满足真空断路器的驱动要求。
永磁机构以其结构简单、运行可靠、经久耐用等优点被广泛应用于真空断路器的驱动,它克服了传统机构的缺点,充分发挥了真空断路器的优点,为研制新一代免维护断路器奠定了基础。
它已成为电力系统选型热点,具有良好的经济效益和市场前景。
本文以ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器为例来分析永磁断路器的结构及工作原理。
永磁机构断路器工作原理及主要技术参数
主要技术参数
该真空断路器采用双稳态内设欠压脱扣器永磁机构,并与机械手动脱扣器结为一体化设计,使手动分闸轻便可靠。
永磁机构分闸与弹簧分闸相结合,使分闸速度的分配更理想。
与弹簧操作机构断路器比较,可动部件大大减少,使其可靠性和机械寿命大幅提高,是弹簧操作机构类型断路器的理想替代产品。
ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器的主要技术参数如下:
额定电压PkV 10
最高电压PkV 12
额定电流PA 630
额定频率PHz 50
额定短路开断电流PkA 12. 5
动稳定电流PkA 31.5
热稳定电流PkA 12.5
额定短路关合电流PkA 31. 5
短路电流持续时间Ps 4
1min 工频耐压PkV 42
雷电冲击耐压PkV 75
永磁机构断路器工作原理
永磁机构断路器的工作原理如图1 所示:
图1 永磁机构断路器的工作原理图
其工作过程如下:接通控制电源,首次接通电源要等待60s,此时储能电容已充满电(充电指示灯亮),同时欠压脱扣器电源也准备接通,断路器处在准备操作状态。
按合闸钮接通合闸线圈,永磁机构动铁芯向下运动通过传动拐臂将开关管触头闭合,同时通过辅助触点,并使分闸拉簧储能。
按分闸钮接通分闸线圈,同时断开欠压电源,在分闸磁场和分闸弹簧的共同作用下使开关管触头迅速分开,完成一次合闸,分闸操作。
永磁机构通过动铁芯与主轴传动拐臂相连直驱动开关管动触头,机械结构简单,磨损小,使得断路器在使用寿命期内基本实现免维护。
该断路器除正常电动分闸外,还设有欠压分闸、紧急
手动分闸装置,使断路器工作更加可靠。
开关电源将100VAC变成155VDC,一路经过限流电阻R1 和隔离二极管VD1对电容器C1充电,另一路经过电阻R2和断电器J1也对电容器C1充电,当电压充至150VDC左右时,断电器J1停止工作,J1常闭点接通合闸电路和储能灯电路。
此时合闸,合闸继电器KM1动作,电容器C1向合闸线圈放电,完成一次合闸过程。
电容C3延时一定的合闸时间,保证可靠合闸。
另一路9VDC经过隔离二级管VD2、分闸继电器常闭点KM2-4、行程开关常开点ST1-1、辅助开关常开点FZ1-1送至合闸线圈,维持合闸状态。
分闸功能由分闸继电器KM2完成,电容C2功能是保证分闸断电器KM2 在电压降低时能可靠分闸。
C1和C2的放电回路,由按钮SB3控制,放电时间需1min。
结束语
目前,我国对城市和农村配网的改造正在进一步深入,电力部门也由原来的单纯行业管理转变为服务用户的企业。
因此,不但对设备的质量和性能要求越来越高,同时,对投资和可获得的效益也越来越关注。
新一代永磁机构真空断路器的出现,将为广大用户提供一种新的选择。
永磁机构真空断路器工作原理
时间:2008-05-17 16:09:31 来源:网络收集作者:真空技术网整理
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。
永磁机构控制器的工作原理见上图。
永磁机构真空断路器集微机处理技术、现代网络通信技术和新型开关制造技术于一体，主要技术参数包括：户内永磁机构真空断路器可达到额定电流3150安，短路开断电流达到40千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万~10万次；户外永磁机构真空断路器可达到额定电流1250安，短路开断电流达到25千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万~6万次
永磁机构操动高压断路器柜的设计与应用
【摘要】本文主要介绍了永磁机构操动高压断路器柜的结构设计、性能及应用情况等。
【关键词】高压开关柜永磁机构
随着电力市场不断的发展，对高压开关柜的可靠性、小型化、在线检测等要求越来越高，迫切需要科研部门及生产厂家开发设计出新型高压开关柜，为此我公司组织科研人员不断深入市场进行调研，于2002年度与德国TAVRIDA公司技术合作开发设计出了永磁机构操动高压断路器柜，顺利通过了省级鉴定及西高所型式试验，并取得了西高所型号颁发证书和型号使用证书（型号为XGN34-12Q）。
本人现对该型开关柜的结构设计、性能及应用情况等方面作如下介绍：
1、结构设计
采用2mm厚进口敷铝锌钢板经CNC数控机床加工，并采用了多重复折边及拉铆工艺，柜体装配方便、精度高、强度大，并有明显的间隔，分为主母线室、断路器室、电缆室和继电器室，各室有各自的压力释放通道，最大限度地保障人生安全。
由于选用小型化断路器及新型三工位上、下隔离开关，使柜体结构紧凑、体积小、操作方便，基本尺寸为650（宽）X900（深）X2000（高）。
2、性能及特点
2.1该型开关柜选用了德国TAVRIDA公司生产的ISM型永磁机构真空断路器及南京高鼎公司生产的全工况上、下三工位隔离开关GN38-12，额定电流为630A~1600A，额定短路开断电流为20kA~31.5kA,操作电源可交直流两用。
友好的人机界面使开关柜操作程序化、公式化，方便地实现自动化控制和在线检测。
2．2选用的ISM型永磁机构真空断路器主要有如下特点：
2．2．1ISM真空断路器与传统断路器在操动机构上完全不同，传统断路器（如：ZN28、VS1、ZN12等等）的操动机构由几十个甚至上百个零件组成，机构的动能来自大电流合闸电磁铁或储能弹簧,合闸功通过若干个连杆和转轴传到灭弧室动触头,机械故障率高且维护不方便；而ISM真空断路器采用永磁保持、电子控制的电磁操动机构（简称“永磁机构”），该机构出力特性很接近真空断路器负载特性，分合闸使用同一线圈，合闸时线圈通过电流产生正向磁力，使动触头向上运动，永久磁力使断路器可靠地保持在合闸位置；分闸时可向线圈通入反极电流，产生反向力，最终靠分闸弹簧分闸并保持在分闸位置。
ISM真空断路器每相各配置一个永磁机构,一根同步轴与三相动铁芯相连，确保三相同步开断，省去了连杆拐臂、轴承、机械锁扣等部件，每相只有5个零件做直线运动，这样大大简化了传动环节,使得开关整体尺寸小、机械可靠性高且维护调试方便，从而达到真正的免维护。
ISM真空断路器可达到5万次（一般型）甚至15万次（频繁型）。
2．2．2ISM真空断路器的灭弧室利用开断电流自身产生的纵磁场有效地控制电弧，使电弧在动静触头间均匀分布，这就减少了触头的烧损，从而有利于提高断路器电流和延长触头寿命。
2．2．3ISM真空断路器配有功能完善的控制模块，与断路器本体可分开安装，用于永磁机构的电力驱动和智能控制，具有防跳跃、故障监测、快速自动重合闸、能耗低等功能。
2．3该型开关柜具有完善“五防”功能，断路器与上、下隔离开关、上、下
隔离开关与门等之间有可靠的机械联锁，外壳防护等级为IP3X，电缆出线高
度达到650mm以上。
3、应用
该型开关柜保留了固定式箱柜原有优点，由于采用了高性能免维护永磁
机构真空断路器，加上传感技术和最新继电保护的采用，使得该产品结构十
分紧凑、体积小、扩展灵活、可靠性高，特别适用于城市居民住宅区、工矿
企业、商场、机场、铁路、医院、开闭所等场所。
到目前为止，该型开关柜
已在北京、辽宁、河南、河北、湖北、山东、深圳等市场上良好地运行，取
得了很好的销量。
为适应市场竟争，我公司今年对该型开关柜进行了改型，
与国产侧装式断路器配套，其尺寸为750（宽）X950（深）X2000（高），并
已投运市场。
TOP。
