一种多级压力触发式旁路开关

技术领域

本发明属于接触器设计领域，涉及一种多级压力触发式旁路开关（单相接触器），具体涉及一种多级触发、多种压力触发方式驱动的旁路开关。

背景技术

目前柔性直流输电换流阀模块用旁路开关行业具有以下难点和痛点：

1、旁路开关需承受瞬态百千安培级电流后，保持合闸通流状态；

2、毫秒级合闸时间要求；

3、为确保可靠性，要求具备除电磁驱动之外的其他介质驱动机理。

发明内容

为了满足旁路开关更大开距、更多样触发方式可靠合闸的发展需求，本发明提供了一种区别于传统电磁驱动原理，采用多种压力驱动机理实现稳定合闸的多级压力触发式旁路开关。该接触器通过多级压力触发实现接触器动作合闸，极化磁系统实现分闸、合闸的保持，压力介质不限于气体、液体、固体或化学物质。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

技术方案一、采用气体发生器为接触器提供合闸驱动

一种多级压力触发式旁路开关，包括外框、多级压力触发结构、绝缘子组和接触部分，其中：

所述多级压力触发结构固定在外框的上端，接触部分固定在外框的下端；

所述多级压力触发结构包括气体发生器、第一压块、第二压块、上磁缸盖、磁缸、动铁芯、下磁缸盖、导磁环、永磁，其中：所述气体发生器的个数为多个，气体发生器的中部凸起夹在第一压块和第二压块的凹槽间，第二压块和上磁缸盖紧固在一起；所述磁缸的上、下表面分别贴合上磁缸盖、下磁缸盖包围成一个气腔；所述动铁芯外侧环绕导磁环；永磁径向充磁，分块固定在导磁环外侧与磁缸内壁间，且与导磁环同高；

所述绝缘子组包括拉杆、开槽螺母、绝缘子和超程弹簧，其中：所述绝缘子呈凵状将超程弹簧包围在内部，且在绝缘子开口处与开槽螺母紧固；所述拉杆的顶端与动铁芯底端连接，拉杆的末端穿过开槽螺母，没入绝缘子内，压在超程弹簧上；

所述接触部分包含动导电排、静导电排和真空灭弧室，其中：所述动导电排夹在绝缘子与真空灭弧室中间，绝缘子末端穿过动导电排旋入到真空灭弧室的动端；所述静导电排固定在外框下端和真空灭弧室静端之间；所述真空灭弧室内部动静触头同轴相对，真空灭弧室动端与动导电排、绝缘子固定，真空灭弧室静端与静导电排固定。

技术方案二、采用气体/液体介质配合电磁阀或快速开关为接触器提供合闸驱动

一种多级压力触发式旁路开关，包括外框、多级压力触发结构、绝缘子组和接触部分，其中：

所述多级压力触发结构固定在外框的上端，接触部分固定在外框的下端；

所述多级压力触发结构包含压力罐、电磁阀、气缸、气缸连接板，其中：所述压力罐的数量为多个，多个压力罐均固定在气缸外，每个压力罐连接一个电磁阀，且压力罐的出口与电磁阀的进气接口连接，电磁阀的出气接口通过气缸连接板上的连接孔与气缸内部相通；

所述绝缘子组包括拉杆、开槽螺母、绝缘子和超程弹簧，其中：所述绝缘子呈凵状将超程弹簧包围在内部，且在绝缘子开口处与开槽螺母紧固；所述拉杆的顶端与气缸内部可动部件紧固，拉杆的末端穿过开槽螺母，没入绝缘子内，压在超程弹簧上；

所述接触部分包含动导电排、静导电排和真空灭弧室，其中：所述动导电排夹在绝缘子与真空灭弧室中间，绝缘子末端穿过动导电排旋入到真空灭弧室的动端；所述静导电排固定在外框下端和真空灭弧室静端之间；所述真空灭弧室内部动静触头同轴相对，真空灭弧室动端与动导电排、绝缘子固定，真空灭弧室静端与静导电排固定。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、取代电磁驱动原理，采用多种压力触发方式，以气体/液体/化学物质为压力传递媒介。

2、多级驱动控制触发，每级驱动由线路板控制顺次触发，后一级驱动为前一级驱动补充推动能量，能够实现更大开距、更大驱动能量、更快合闸。

3、强度更高的壳体及内部构造，满足高电斥力要求，可承受等大等级的电流冲击。

附图说明

图1为实施例1中多级压力触发式旁路开关的整体结构侧视图；

图2为实施例1中多级压力触发结构剖面图；

图3为实施例2中多级压力触发式旁路开关的整体结构正视图；

图4为实施例2中多级压力触发结构等轴测视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1：

本实施例提供了一种多级压力触发式旁路开关，如图1和图2所示，其本体结构包括多级压力触发结构、绝缘子组和接触部分，其中：

所述多级压力触发结构包括气体发生器1三只、第一压块2、第二压块3、上磁缸盖4、磁缸5、动铁芯6、下磁缸盖7、第一橡胶垫8、第二橡胶垫11、导磁环9、永磁10、第三橡胶垫12、第四橡胶垫13，其中：三只气体发生器1三角并列，顶端是电路连接点，底端探入腔体内触发后爆炸，中部凸起夹在第一压块2和第二压块3的凹槽间，且有第四橡胶垫13穿过气体发生器1周身增加气密性，第一压块2和第二压块3通过螺钉紧固在一起；相似地，第三橡胶垫12也被第二压块3和上磁缸盖4夹在凹槽处增加气密性，第二压块3和上磁缸盖4通过螺钉紧固在一起。所述磁缸5呈圆环柱体，上、下表面分别贴合上磁缸盖4、下磁缸盖7并通过螺钉紧固，包围成一个气腔。所述动铁芯6外侧环绕导磁环9，上下极面可与磁缸盖留有工作气隙，能够上下移动。所述永磁10径向充磁，分块固定在导磁环9外侧与磁缸5内壁间，且与导磁环9同高，上下表面和磁缸盖间各垫有第二橡胶垫11、第一橡胶垫8。

所述绝缘子组包括拉杆31、开槽螺母32、绝缘子33和超程弹簧34，其中：绝缘子33呈凵状将超程弹簧34包围在内部，且在开口处与开槽螺母32螺纹紧固；开槽螺母32外壁有螺纹，与绝缘子33旋紧，中间留有穿过拉杆31的圆孔；拉杆31顶端与动铁芯6底端螺纹孔连接，末端圆盘则穿过开槽螺母32，没入绝缘子33内，压在超程弹簧34上。

所述接触部分包含动导电排35、静导电排37和真空灭弧室36，其中：动导电排35夹在绝缘子33与真空灭弧室36中间，由绝缘子33末端螺纹接头穿过动导电排35的圆孔旋入到真空灭弧室36的动端；静导电排37通过螺钉固定在外框和真空灭弧室36静端之间；真空灭弧室36内部动静触头同轴相对，自由状态下因为真空自闭力的作用吸合在一起，分闸状态下动静触头需拉开额定开距，固真空灭弧室36动端跟动导电排35、绝缘子33固定，静端跟静导电排37、外框固定。

本实施例采用三只气体发生器为接触器提供合闸驱动，具体工作过程如下：

1、分闸状态下，动铁芯上端面贴合在上磁缸盖一侧，此时永磁磁通闭合路径在气隙处产生的永磁吸力，接触器在磁力作用下保持稳定分闸。

2、启动合闸时，线路板立即触发点火一级气体发生器，一级气体发生器引爆立即释放大量气体释放在气缸内，产生高气压作用在动铁芯上表面，动铁芯合力变为向下时开始推动动铁芯带动拉杆、绝缘子、动触头向下运动。在动铁芯运动过程中，线路板顺次控制触发二级、三级气体发生器，在行程中持续为气缸内提供高气压，补充能量，抵抗向上的反力，实现接触器大开距、快合闸功能。

3、动铁芯一旦与下磁缸盖吸合，形成永磁磁通小气隙闭合路径，在气隙处产生较大吸力，接触器在磁力作用下保持稳定合闸。需要重新分闸时，则通过扳动手分杆来手动分闸。

实施例2：

本实施例提供了一种多级压力触发式旁路开关，如图3和图4所示，其本体结构包括多级压力触发结构、绝缘子组和接触部分，其中：

所述多级压力触发结构包含压力罐21三只，电磁阀22三只，气缸23，气缸连接板24，其中：三只压力罐21固定在气缸23外，分别连接三只电磁阀22的进气接口；三只电磁阀22的出气接口则位于底端，与气缸连接板螺纹连接，皆和气缸23内部相通，电磁阀22引线连接控制电路。气缸23通过气缸连接板24上的三个连接孔与电磁阀22连通，通过内部可动部件与拉杆的连接，实现压力触发动作。

所述绝缘子组包括拉杆41、开槽螺母42、绝缘子43和超程弹簧44，其中：绝缘子43呈凵状将超程弹簧44包围在内部，且在开口处与开槽螺母42螺纹紧固；开槽螺母42外壁有螺纹，与绝缘子旋紧，中间留有穿过拉杆41的圆孔；拉杆41顶端与气缸23内部可动部件螺纹紧固，末端圆盘则穿过开槽螺母42，没入绝缘子43内，压在超程弹簧44上。

所述接触部分包含动导电排45、静导电排47和真空灭弧室46，其中：动导电排45夹在绝缘子43与真空灭弧室46中间，由绝缘子43末端螺纹接头穿过动导电排45的圆孔旋入到真空灭弧室46的动端；静导电排47通过螺钉固定在外框和真空灭弧室46静端之间；真空灭弧室46内部动静触头同轴相对，自由状态下因为真空自闭力的作用吸合在一起，分闸状态下动静触头需拉开额定开距，固真空灭弧室46动端跟动导电排45、绝缘子43固定，静端跟静导电排45、外框固定。

本实施例采用气体/液体介质配合电磁阀或快速开关为接触器提供合闸驱动。高压气体/液体储存在压力罐中，连通电磁阀介质入口，线路板控制微型电磁阀通断。具体工作过程如下：

1、分闸状态下，气缸内可动部件保持在分闸位置。

2、启动合闸时，线路板立即控制微型电磁阀导通，压力罐内高压介质通过电磁阀流通，迅速导入到气缸，持续推动气缸内可动部件带动拉杆、绝缘子向合闸侧移动，直至触头动作合闸。

3、可动部件抵达合闸侧后，保持稳定合闸。需要重新分闸时，则通过扳动手分杆来手动分闸。