阅读说明：本技术 一种用于智能配电网的快速开关 (A fast switch for intelligent power distribution network ) 是由 张雷 甄伟 徐国辉 刘树枫 吴钢 王浩 韩宏光 汪廷浩 王保东 李聪革 郝磊 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于智能配电网的快速开关,包括：驱动控制机构和斥力机构,驱动控制机构与斥力机构电性连接；斥力机构包括底座、保持模块、移动杆、分闸励磁线圈、合闸励磁线圈、斥力盘、静触头和动触头,保持模块一端与底座内壁滑动连接,另一端与移动杆连接；底座上固定有支撑板一和支撑板二,支撑板一位于支撑板二下方,支撑板一顶端安装有合闸励磁线圈,支撑板二底端安装有分闸励磁线圈,斥力盘位于合闸励磁线圈与分闸励磁线圈之间；移动杆顶端贯穿支撑板一、斥力盘、支撑板二后连接有横板,横板两侧均连接有动触头,动触头上方设置有静触头。本发明结构简单,使用方便,相对于传统的弹簧机构的断路器缩短了分闸时间与合闸时间。(The invention discloses a quick switch for an intelligent power distribution network, which comprises: the driving control mechanism is electrically connected with the repulsion mechanism; the repulsion mechanism comprises a base, a holding module, a moving rod, a switching-off excitation coil, a switching-on excitation coil, a repulsion plate, a static contact and a moving contact, wherein one end of the holding module is connected with the inner wall of the base in a sliding manner, and the other end of the holding module is connected with the moving rod; a first supporting plate and a second supporting plate are fixed on the base, the first supporting plate is positioned below the second supporting plate, a closing excitation coil is installed at the top end of the first supporting plate, an opening excitation coil is installed at the bottom end of the second supporting plate, and a repulsion disc is positioned between the closing excitation coil and the opening excitation coil; the top end of the moving rod penetrates through the first supporting plate, the repulsion plate and the second supporting plate and then is connected with a transverse plate, moving contacts are connected to two sides of the transverse plate, and static contacts are arranged above the moving contacts. The invention has simple structure and convenient use, and shortens the switching-off time and the switching-on time compared with the traditional circuit breaker with a spring mechanism.)

一种用于智能配电网的快速开关

技术领域

本发明属于断路器技术领域，更具体的说是涉及一种用于智能配电网的快速开关。

背景技术

快速开关是指能把故障切除时间压缩到1个周波以内的断路器，其动作速度更快，也能够实现“首波开断“的断路器。目前电网中开速开关设备大都采用弹簧操动机构，传动部件多，结构复杂，动作时间较长，如采用弹簧机构的快速开关，分闸时间与合闸时间为较长，且分散性较大。

因此，如何提供一种开断速度快的用于智能配电网的快速开关是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于智能配电网的快速开关，结构简单，使用方便，相对于传统的弹簧机构的断路器缩短了分闸时间与合闸时间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于智能配电网的快速开关，包括：驱动控制机构和斥力机构，所述驱动控制机构与所述斥力机构电性连接；所述斥力机构包括底座、保持模块、移动杆、分闸励磁线圈、合闸励磁线圈、斥力盘、静触头和动触头，其中，所述保持模块一端与所述底座内壁滑动连接，另一端与移动杆连接；所述底座上固定有支撑板一和支撑板二，所述支撑板一位于支撑板二的下方，所述支撑板一的顶端安装有合闸励磁线圈，所述支撑板二的底端安装有分闸励磁线圈，所述移动杆上固定有所述斥力盘，所述斥力盘位于所述合闸励磁线圈与所述分闸励磁线圈之间；所述移动杆顶端依次贯穿所述支撑板一、所述斥力盘、所述支撑板二后连接有横板，所述横板两侧均连接有所述动触头，所述动触头上方设置有所述静触头。

优选的，所述斥力机构还包括真空灭弧室，所述静触头设置于所述真空灭弧室内。

优选的，所述底座侧壁上开设有滑槽，所述滑槽内安装有多个等间距设置的硅胶凸起，所述保持模块包括固定块和连杆，所述固定块安装在所述移动杆底部，所述连杆一端与所述固定块相连，另一端伸入所述滑槽内。

优选的，所述移动杆上安装有绝缘瓷柱，所述绝缘瓷柱位于横板与支撑板二之间。

优选的，所述驱动控制机构设置有两个，包括输入模块、控制模块和输出模块，所述输入模块分别与所述控制模块和所述输出模块电连接；两个所述驱动控制机构的输出模块分别与分闸励磁线圈和合闸励磁线圈电性连接。

优选的，所述输入模块包括电源VCC、电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和二极管D1；所述电源VCC依次与所述电阻R1、所述MOS管Q1的源极串联；所述MOS管Q1的源极与栅极之间并联有所述电阻R2；所述MOS管Q1的漏极与所述二极管D1连接；所述的MOS管Q1的栅极还与所述控制模块相连。

优选的，所述控制模块包括控制端、MOS管Q2、电阻R4、电阻R5和电阻R7；所述MOS管Q2的栅极与控制端之间串联有所述电阻R5；所述MOS管Q2的栅极还连接有一接地的电阻R7；所述MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q2的漏极串联有电阻R4；所述电阻R4的另一端与所述电阻R2相连。

优选的，所述输出模块包括二极管D2、电阻R3、电阻R6、三极管Q3和输出端，所述二极管D2的正极通过所述电阻R3与所述二极管D1的负极相连，所述二极管D2的负极连接所述三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的基极分别与所述电阻R3和所述电阻R6相连，所述电阻R6的另一端与所述三极管的集电极相连，且电阻R6接地。

优选的，所述快速开关并联有补偿电路。

优选的，所述补偿电路包括电压互感器PT、电容器C1、氧化锌组件、阻尼器和电阻R8，其中，并联的阻尼器与电阻R8与所述快速开关串联后，与所述电压互感器PT、所述电容器C1和所述阻尼器并联连接。

本发明的有益效果在于：

本发明结构简单，使用方便，采用高速涡流的斥力机构有利于提高分合闸的速度，相对于传统的弹簧机构的断路器缩短了分闸时间与合闸时间，提高了移动杆的运动精度，并且斥力机构并不需要机械脱、锁扣装置，故障源很少，可以长时间安全可靠的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构示意图。

图2附图为本发明连杆与底座的连接结构示意图。

图3附图为本发明驱动控制机构的电路原理图。

图4附图为本发明补偿电路的原理图。

其中，图中，

1-快速开关；2-底座；3-移动杆；4-分闸励磁线圈；5-合闸励磁线圈；6-斥力盘；7-静触头；8-动触头；9-支撑板一；10-支撑板二；11-横板；12-真空灭弧室；13-滑槽；14-硅胶凸起；15-固定块；16-连杆；17-绝缘瓷柱；18-氧化锌组件；19-阻尼器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-4，本发明提供了一种用于智能配电网的快速开关，包括：驱动控制机构和斥力机构，驱动控制机构与斥力机构电性连接；斥力机构包括底座2、保持模块、移动杆3、分闸励磁线圈4、合闸励磁线圈5、斥力盘6、静触头7和动触头8，其中，保持模块一端与底座2内壁滑动连接，另一端与移动杆3连接；底座2上固定有支撑板一9和支撑板二10，支撑板一9位于支撑板二10的下方，支撑板一9的顶端安装有合闸励磁线圈5，支撑板二10的底端安装有分闸励磁线圈4，移动杆3上固定有斥力盘6，，斥力盘6位于合闸励磁线圈5与分闸励磁线圈4之间；移动杆3顶端依次贯穿支撑板一9、斥力盘6、支撑板二10后连接有横板11，横板11两侧均连接有动触头8，动触头8上方设置有静触头7。

斥力机构还包括真空灭弧室12，静触头7设置于真空灭弧室12内。通过真空灭弧室12内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。

底座2侧壁上开设有滑槽13，滑槽13内安装有多个等间距设置的硅胶凸起14，硅胶凸起14在外力作用下易发生形变，保持模块包括固定块15和连杆16，固定块15安装在移动杆3底部，连杆16一端与固定块15相连，另一端伸入滑槽13内。当合闸励磁线圈5对斥力盘6产生向上推力时，移动杆3带动连杆16在滑槽13内向上滑动，动触头8与静触头7接触后，在硅胶凸起14的作用下，起到定位作用；当分闸励磁线圈4对斥力盘6产生向下推力时，移动杆3带动连杆16在滑槽13内向下滑动，动触头8与静触头7分离，在硅胶凸起14的作用下，起到定位作用，达到保持开关合、分闸后的状态。

在另一种实施例中，移动杆3上安装有绝缘瓷柱17，绝缘瓷柱17位于横板11与支撑板二10之间。能够在支撑板二10和横板11之间起到绝缘作用，避免了对静触头7或动触头8造成干扰。

驱动控制机构设置有两个，包括输入模块、控制模块和输出模块，输入模块分别与控制模块和输出模块电连接；两个驱动控制机构的输出模块分别与分闸励磁线圈和合闸励磁线圈电性连接。

输入模块包括电源VCC、电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和二极管D1；电源VCC依次与电阻R1、MOS管Q1的源极串联；MOS管Q1的源极与栅极之间并联有电阻R2；MOS管Q1的漏极与二极管D1连接；的MOS管Q1的栅极还与控制模块相连。

控制模块包括控制端、MOS管Q2、电阻R4、电阻R5和电阻R7；MOS管Q2的栅极与控制端之间串联有电阻R5；MOS管Q2的栅极还连接有一接地的电阻R7；MOS管Q2的源极接地；MOS管Q2的漏极串联有电阻R4；电阻R4的另一端与电阻R2相连。

输出模块包括二极管D2、电阻R3、电阻R6、三极管Q3和输出端，二极管D2的正极通过电阻R3与二极管D1的负极相连，二极管D2的负极连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的基极分别与电阻R3和电阻R6相连，电阻R6的另一端与三极管的集电极相连，且电阻R6接地。

本发明通过输入模块、控制模块和输出模块的配合设置，实现了分闸励磁线圈和合闸励磁线圈通电控制，从而完成了对快速开关的驱动。

快速开关并联有补偿电路，既可以解决重负载线路末端的低电压问题，又可以解决轻载或空载时线路末端电压翘尾问题。

补偿电路包括电压互感器PT、电容器C1、氧化锌组件18、阻尼器19和电阻R8，其中，并联的阻尼器19与电阻R8与快速开关1串联后，与电压互感器PT、电容器C1和阻尼器19并联连接。正常运行时快速开关1处于分闸状态、氧化锌组件18不导通，电容器C1串联在线路中，可以有效发挥串联补偿的作用。当补偿电路下游发生短路时，氧化锌组件18将电容器C1两端的电压限制在较低水平，驱动控制机构在15ms之内控制快速开关1合闸，将电容器C1连同氧化锌组件18一并短接，可靠保护电容器C1不受损伤，同时将短路电流限制在补偿前的水平。

本发明结构简单，使用方便，采用高速涡流的斥力机构有利于提高分合闸的速度，相对于传统的弹簧机构的断路器缩短了分闸时间与合闸时间，提高了移动杆的运动精度，并且斥力机构并不需要机械脱、锁扣装置，故障源很少，可以长时间安全可靠的运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。