一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，根据永磁操动真空断路器需要开断电流或关合电流的不同容量，选择不同的分闸命令模块控制断路器以不同的速度特性曲线运动，其中一条确保断路器能可靠分断断路器额定短路开断电流，另外一条确保断路器能可靠关合断路器额定短路关合电流；采用本发明，在不改变断路器任何零部件特性的情况下，能使得开断容量大而机械寿命短的真空断路器，变成开断容量大同时机械寿命也长的真空断路器；同时，采用本发明，能使得使用寿命长而开断容量小的真空接触器，变成使用寿命长同时开断容量也大的真空接触器；本发明适用于380V到126kV电压等级的任何型式的永磁操动的真空断路器。
1.一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，其特征在于：同一台参数确定的永磁操动真空断路器根据开断电流或关合电流的不同容量，选择不同的分闸命令模块及不同的合闸命令模块控制断路器以不同的速度特性曲线运动，其中在不同的分闸命令模块中至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠分断断路器额定短路开断电流，另外在不同的合闸命令模块中也至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠关合断路器额定短路关合电流。
2.根据权利要求1所说的一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，该方法使用的真空断路器包含有真空灭弧室（1）和通过连接轴（2）与真空灭弧室（1）相连的永磁操动机构（3），永磁操动机构（3）配有永磁机构控制器（4）；所述的永磁机构（3）包括一个中空的静铁芯（5），静铁芯（5）的顶部和底部分别设置有处在同轴线上的开口（6），静铁芯（5）内设置有动铁芯（7），动铁芯（7）上同轴设置有连接轴（2），连接轴（2）的两端分别从静铁芯（5）的顶部和底部的开口（6）伸出，在动铁芯（7）和静铁芯（5）之间依次设置有合闸线圈（8）、永久磁铁（9）和分闸线圈（10）；所述的永磁机构控制器（4）包括一个电源模块（23），电源模块（23）的电源输出端连接到电容器模块（24）的输入端，电容器模块（24）的输出端通过电力电子驱动模块（20）与分闸输出模块（21）、合闸输出模块（22）相连，永磁机构控制器（4）还包括调理电路（14），调理电路（14）的输出端连接到光电隔离模块（15）的输入端，光电隔离模块（15）的输出端与控制芯片（16）的输入端相连，控制芯片（16）的输出端通过光电隔离模块（17）分别与运行状态显示模块（19）和电力电子控制电路（18）的输入端相连，电力电子控制电路（18）的输出端与电力电子驱动模块（20）的输入端相连；在调理电路（14）的输入端分别连接有控制分闸命令模块（12）、故障分闸命令模块（13）、控制合闸命令模块（25）和故障合闸命令模块（26）；其特征在于：当真空灭弧室（1）进行控制分闸和控制合闸操作时，控制命令通过永磁机构控制器（4）的控制分闸命令模块（12）或控制合闸命令模块（25）进入，经调理电路（14）和光电隔离模块（15），送到控制芯片（16），控制芯片（16）将调制后的线圈电流信号通过光电隔离模块（17）送给电力电子控制电路（18），电力电子控制电路（18）再把线圈电流信号送给电力电子驱动模块（20），电力电子驱动模块（20）再通过分闸输出模块（21）或合闸输出模块（22）送给分闸线圈（8）或合闸线圈（9）；当真空灭弧室（1）进行故障分闸时，控制命令通过永磁机构控制器（4）的故障分闸命令模块（13）进入，经调理电路（14）和光电隔离模块（15），送到控制芯片（16），此时控制芯片（16）对线圈电流信号不加调制，直接把线圈电流信号送给分闸线圈（8）；当真空灭弧室（1）进行故障合闸时，控制命令通过永磁机构控制器（4）的故障合闸命令模块（26）进入，经调理电路（14）和光电隔离模块（15），送到控制芯片（16），此时控制芯片（16）对线圈电流信号不加调制，直接把线圈电流信号送给合闸线圈（10）。
3.根据权利要求2所说的一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，其特征在于：所述的故障分闸命令模块（13）和故障合闸命令模块（26）分别是一个或一个以上。
4.根据权利要求1所说的一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，其特征在于：所述的永磁操动真空断路器可以是三相的，也可以是单相的。
5.根据权利要求2或3所说的一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，其特征在于：所述的永磁操动真空断路器是三相的或单相的。
一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种真空断路器的控制方法，特别涉及一种提高真空断路器寿命的控制方法。
背景技术
[0002] 真空断路器是主触头在高真空环境中关合或断开的一种电器设备。其操动机构有多种型式，弹簧操动机构和永磁操动机构是目前广泛应用的两种操动机构型式。现有真空断路器操动机构控制方法是这样的：接到分合闸控制命令后，弹簧操动机构将储能弹簧的势能转化为动触头的动能使其运动，永磁操动机构依靠通电线圈产生的电磁力和永磁体的磁力二者的合力使动触头运动。
[0003] 现有真空断路器操动机构控制方法的特点是：分闸过程中，动触头按照分闸速度特性曲线运动；合闸过程中，动触头按照合闸速度特性曲线运动。当断路器被制造出厂之后，其分闸和合闸速度特性曲线就已经确定了。在保证真空断路器零部件特性不变时，这台断路器的分闸和合闸速度特性曲线是不能被改变的。一台断路器只有一条分闸速度特性曲线和一条合闸速度特性曲线。从断路器的速度特性曲线能够推算出断路器的力特性。
[0004] 综合以上分析可以看出，现有真空断路器的控制方法在分合闸操作过程中，不区分真空断路器的开断容量，例如分断电流大于额定电流或是小于额定电流，以不可控的相同的机械特性使动触头运动。无论多大或多小的电流，分闸(合闸)过程中断路器的机械冲击力分别都是相同的。因为大多数情况下，断路器分断或关合的电流小于额定电流，因此，降低小电流时断路器的机械冲击力就能提高断路器的寿命。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，这种控制方法是：同一台参数确定的永磁操动真空断路器在开断不同容量的电流时，选择不同的分闸命令模块，通过永磁操动控制器调制分或合闸线圈电流，从而控制断路器以不同的速度特性曲线运动，减轻真空断路器动触头与静触头间的机械冲击力，达到提高真空断路器寿命的目的。
[0006] 为简化起见，下面将分断电流大于额定电流的断路器分断过程简称为故障分闸，将分断电流小于等于额定电流的断路器分断过程简称为控制分闸。同样的，将合闸电流大于额定电流的合闸过程简称为故障合闸，将合闸电流小于等于额定电流的合闸过程简称为控制合闸。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0008] 一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，同一台参数确定的永磁操动真空断路器根据开断电流的不同容量，选择不同的分闸命令模块控制断路器以不同的速度特性曲线运动，其中至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠分断断路器额定短路开断电流，另外至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠关合断路器额定短路关合电流。
[0009] 一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，该方法使用的真空断路器包含有真空灭弧室1和通过连接轴2与真空灭弧室1相连的永磁操动机构3，永磁操动机构3配有永磁机构控制器4；所述的永磁机构3包括一个中空的静铁芯5，静铁芯5的顶部和底部分别设置有处在同轴线上的开口6，静铁芯5内设置有动铁芯7，动铁芯7上同轴设置有连接轴2，连接轴2的两端分别从静铁芯5的顶部和底部的开口6伸出，在动铁芯7和静铁芯5之间依次设置有合闸线圈8、永久磁铁9和分闸线圈10；所述的永磁机构控制器4包括一个电源模块23，电源模块23的电源输出端连接到电容器模块24的输入端，电容器模块24的输出端通过电力电子驱动模块20与分闸输出模块21、合闸输出模块22相连，永磁机构控制器4还包括调理电路14，调理电路14的输出端连接到光电隔离模块15的输入端，光电隔离模块15的输出端与控制芯片16的输入端相连，控制芯片16的输出端通过光电隔离模块
17分别与运行状态显示模块19和电力电子控制电路18的输入端相连，电力电子控制电路
18的输出端与电力电子驱动模块20的输入端相连；在调理电路14的输入端分别连接有控制分闸命令模块12、故障分闸命令模块13、控制合闸命令模块25和故障合闸命令模块26；
当真空灭弧室1进行控制分闸和控制合闸操作时，控制命令通过永磁机构控制器4的控制分闸命令模块12或控制合闸命令模块25进入，经调理电路14和光电隔离模块15，送到控制芯片16，控制芯片16将调制后的线圈电流信号通过光电隔离模块17送给电力电子控制电路18，电力电子控制电路18再把线圈电流信号送给电力电子驱动模块20，电力电子驱动模块20再通过分闸输出模块21或合闸输出模块22送给分闸线圈8或合闸线圈9；当真空灭弧室1进行故障分闸时，控制命令通过永磁机构控制器4的故障分闸命令模块13进入，经调理电路14和光电隔离模块15，送到控制芯片16，此时控制芯片16对线圈电流信号不加调制，直接把线圈电流信号送给分闸线圈8；当真空灭弧室1进行故障合闸时，控制命令通过永磁机构控制器4的故障合闸命令模块26进入，经调理电路14和光电隔离模块15，送到控制芯片16，此时控制芯片16对线圈电流信号不加调制，直接把线圈电流信号送给合闸线圈10。
[0010] 在实际应用中，所述的故障分闸命令模块13是一个或一个以上；故障合闸命令模块26是一个或一个以上。
[0011] 本发明的方法应用在分断和关合真空灭弧室1时，基于控制芯片16的永磁机构控制器4根据真空灭弧室1的不同分断电流或关合电流，以不同的速度特性曲线断开或关合真空灭弧室1，从而减轻了真空断路器动触头与静触头间的冲击力，进而延长了真空断路器的机械寿命和使用寿命。
[0012] 本发明的应用能使得开断较大短路电流的真空断路器，又能具有较长的机械寿命，例如额定电流630A，额定短路开断电流20kA的真空断路器，使用本发明所述方法，其机械寿命能达到100万次以上。
[0013] 本发明的应用还能使得机械寿命很长的真空接触器，又能具有开断较大短路电流的能力。
[0014] 本发明适用于380V到126kV电压等级的任何型式的永磁操动真空断路器；该真空断路器可以是三相的，也可以是单相的。
附图说明
[0015] 图1是使用本发明方法的永磁操动真空断路器的结构示意图。
[0016] 图2是使用本发明方法的永磁操动真空断路器的永磁机构的结构示意图。
[0017] 图3是使用本发明方法的永磁操动真空断路器的永磁机构控制器4的逻辑框图。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本发明作进一步的详细叙述。
[0019] 一种提高永磁操动真空断路器寿命的控制方法，同一台参数确定的永磁操动真空断路器根据开断电流或关合电流的不同容量，选择不同的分闸命令模块控制断路器以不同的速度特性曲线运动，其中至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠分断断路器额定短路开断电流，另外至少一条速度特性曲线确保断路器能可靠关合断路器额定短路关合电流。
[0020] 参照图1，一种使用本发明方法的永磁操动真空断路器，包含有真空灭弧室1和通过连接轴2与真空灭弧室1相连的永磁操动机构3，永磁操动机构3的合分闸线圈的输入端与永磁机构控制器4的合分闸输出模块的输出端相连接。
[0021] 参照图2，所述的永磁机构3包括一个中空的静铁芯5，静铁芯5的顶部和底部分别设置有处在同轴线上的开口6，静铁芯5内设置有动铁芯7，动铁芯7上同轴设置有连接轴2，连接轴2的两端分别从静铁芯5的顶部和底部的开口6伸出，在动铁芯7和静铁芯5之间依次设置有合闸线圈8、永久磁铁9和分闸线圈10；动铁芯7通过连接轴2与真空灭弧室1相连接。
[0022] 参照图3，所述的永磁机构控制器4包括一个电源模块23，电源模块23的电源输出端连接到电容器模块24的输入端，电容器模块24的输出端通过电力电子驱动模块20与分闸输出模块21、合闸输出模块22相连，永磁机构控制器4还包括调理电路14，调理电路14的输入端分别与控制分闸命令模块12、故障分闸命令模块13、控制合闸命令模块25、故障合闸命令模块26的输出端相连，调理电路14的输出端连接到光电隔离模块15的输入端，光电隔离模块15的输出端与控制芯片16的输入端相连，控制芯片16的输出端通过光电隔离模块17分别与运行状态显示模块19和电力电子控制电路18的输入端相连，电力电子控制电路18的输出端与电力电子驱动模块20的输入端相连。
[0023] 本发明的控制方法是：当真空灭弧室1进行控制分闸操作时，控制命令通过永磁机构控制器4的控制分闸命令模块12进入，经调理电路14和光电隔离模块15，送到控制芯片16，控制芯片16将调制后的线圈电流信号通过光电隔离模块17送给电力电子控制电路18，电力电子控制电路18再把信号送给电力电子驱动模块20，电力电子驱动模块20再通过分闸输出模块21或合闸输出模块22送给分闸线圈8，使得真空灭弧室1此时的分闸速度较低，在分闸过程中对真空灭弧室中波纹管的机械冲击力较小，因而能延长真空断路器的机械寿命和使用寿命。
[0024] 当真空灭弧室1进行故障分闸时，控制命令通过永磁机构控制器4的故障分闸命令模块13进入，经调理电路14和光电隔离模块15，送到控制芯片16，此时控制芯片16对线圈电流信号不进行任何调制，直接把线圈电流信号送给分闸线圈8。这样，真空断路器就能以最快的速度特性分闸。
[0025] 在实际应用中，上述的故障分闸命令模块13是一个或一个以上；故障合闸命令模块26是一个或一个以上。
[0026] 因为在真空断路器的寿命周期内，分断短路电流次数占真空断路器总寿命的比例很小，故本发明所述的延长永磁操动真空路器寿命的方法得以实现。采用本发明的方法，在不改变永磁操动真空断路器任何零部件特性的情况下，能使得开断容量大而机械寿命短的永磁操动真空断路器，变成开断容量大同时机械寿命也长的永磁操动真空断路器。采用本发明的方法，能直接导致永磁操动真空断路器和永磁操动真空接触器两者特性合二而一，即具有断路器功能的永磁操动真空接触器，也可作为具有长寿命接触器功能的永磁操动真空断路器。
