永磁断路器开断部分和其他断路器一样，区别在操作机构部分。永磁真空断路器操作机构一般使用双稳态永磁机构，也有使用单稳态的。
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。
断路器要能动作必须要带有动力源，也就是操作机构，可以把操作机构理解成是断路器中的一个组件。
我们平常说真空断路器一般采用弹簧操作机构，这种断路器操作是靠弹簧来拉的。
这几年出现了一种采用磁铁的磁力来操作断路器的操作机构，简称永磁机构。永磁真空断路器就是指这种断路器的操作机构是永磁机构，不是弹簧机构。
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
zui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
其工作过程如下:接通控制电源,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。
