淺談永磁機構的控制方式及特點

【摘要】斷路器永磁機構控制系統是斷路器的重要組成部分，控制系統直接影響到整個斷路器的性能，永磁機構真空斷路器的控制方式可以分為如下3種：繼電器控制方式、電子控制方式、微機控制方式。本分主要對著3種控制方式的特點進行了分析。

【關鍵詞】永磁機構；控制方式；特點

【中圖分類號】TM351 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0254-02

1.引言

永磁機構由于獨特的操動和保持原理，使其具有結構簡單、可靠、耐磨損等特點，可以提高斷路器的可靠性，因而永磁機構具有很大的發展前景。然而，對于用此機構的斷路器的重要組成部分一控制系統來說，其控制方案的優劣將直接影響到整個斷路器的性能。

永磁機構的控制系統是用來接受點信號，并通過邏輯最終給出指令控制操動機構動作的裝置。由于永磁機構和以往機構有很大的不同，所以控制部分也存在較大的差異。首先，他的電源一般由電容組成，因此，和一般斷路器比較，永磁機構的控制部分還應多一個電容充電控制環節，用以穩定電容的電壓值，保證整個系統性能的穩定。其次永磁機構無脫扣裝置，斷路器的合閘完全靠給分合閘線圈的通電來完成。電容器組作為永磁機構分合閘線圈的電源，其充放電過程由邏輯部分來控制?；ジ衅鞑糠种饕呻妷夯ジ衅?、電流互感器組成。邏輯判斷分析部分是實現斷路器控制的關鍵，它是通過對輸入電壓、電流量的比較分析來識別線路的短路、欠電壓、過電流等故障情況，當故障發生時，它發出的控制指令由永磁機構的執行機構來完成。

永磁機構的特點之一就是采用電子控制方式，以實現斷路器的所有功能，同時還具有智能化功能，其中包括在線檢測、同步關合技術的實現等，最大限度的體現了永磁機構的優越性。但是，作為永磁機構真空斷路器，其設計結構和原理決定了它可以采用多種控制技術，下面介紹幾種控制方式和特點。

根據實現邏輯部分的元件不同，永磁機構真空斷路器的控制方式可以分為如下3種：

繼電器控制方式、電子控制方式、微機控制方式。

2.繼電器控制方式

2.1 繼電器控制方式的描述

這種控制方式在以往斷路器的操動機構的控制部分應用很廣，它主要是控制繼電器實現了一系列邏輯判斷的功能，并通過其觸點的開閉來控制斷路器的分合閘行為。控制繼電器是一種自動電器，它適用于閉合與斷開交、直流小容量控制電路，一般作為控制和保護之用。

2.2 繼電器控制方式的特點

這種控制方式具有結構相對簡單的特點，但也存在較大的不足。首先由于繼電器觸點產生的電弧對觸點有燒損作用，影響了繼電器的使用時間，從而對整個斷路器的使用壽命產生影響。并且機械觸點關合和開端所需的時間較長，影響了斷路器在故障情況下的響應速度，無法滿足精確地控制要求，如繼電器控制很難實現同步關合功能。其次，由于繼電器體積、重量相對來說不小，所以會導致控制部分的體積較大、較笨重等。另外，控制繼電器的整定值不易調整，限制了斷路器控制部分應用的靈活性。如果僅從斷路器機構本身的可靠性考慮，采用這種傳統的繼電器控制方式是可以的，然而永磁機構是一種新的操動機構，相對于以往的斷路器操動機構來說，具有結構簡單、體積小、使用壽命長等特點，如果其控制部分采用繼電器方式，無法體現永磁機構的優勢。鑒于以上的分析，國外永磁機構的控制部分并不采用這種方式。

3.電子控制方式及特點

3.1 電子控制方式的描述

電子控制方式是隨著電力半導體技術的發展而產生的，它由電子裝置代替了以往的控制繼電器來實現所需的邏輯功能。原先的觸點開關被電力電子開關即晶閘管所替代。由于晶閘管的導通合關斷時間較繼電器來說要短得多，且不存在有觸點電器的電弧和滅弧問題，所以具有工作壽命長、響應速度快的特點。同時用小巧的電路板代替了原先笨重的繼電器，在重量和體積上都小了很多，具有簡單輕巧的特點。利用這種方式，在實現短路開斷、過電流延時、欠電壓保護、自動重合閘等功能基礎上，還可以實現聲光報警的功能。

3.2 電子控制方式的特點

晶閘管是一種電力電子開關器件，目前應用較為廣泛。它具有響應速度快、響應頻率快、無觸點等繼電器無可比擬的優點。用應晶閘管來代替繼電器，將可提高斷路器整體的響應速度和使用壽命。

永磁機構分為單穩態結構和雙穩態結構。所謂單穩態結構是指永磁機構只用于一個位置的保持；雙穩態結構是指動鐵心在行程終止的兩個位置，不需要任何能量或鎖扣即可保持。雙穩態結構可以采用單電容雙線圈或單線圈來控制。

這種控制方式存在著和繼電器控制凡是同樣的不足之處，即整定值不易調整，應用靈活度上存在著一定的局限性。另外，由于采用了微電子技術，而電子電路易受到外界環境的干擾，特別是永磁機構分合閘線圈或周圍線路中有大電流流過時，會產生較大的電磁干擾，影響控制電路的正常工作。所以采取足夠有效地抗干擾措施，加強電力電路工作的可靠性事必不可少的，否則會引起斷路器控制部分邏輯混亂，造成斷路器的誤動作。

4.微機控制方式及其特點

微機控制方式是基于數字、模擬技術通過編程有CPU來采集，處理外加信號并進行所需的邏輯分析判斷，最后發出動作命令來完成各項要求，具有智能化的功能。

永磁機構的微機控制方式是將微機技術和斷路器的控制方式有效地結合在一起，具有更強更靈活的邏輯判斷分析能力。由于配有永磁機構的斷路器分合閘特性只與線圈參數有關，同時控制電參數也是很容易實現，因此永磁機構的分合閘特性可以通過微機系統來控制，從而可以實現速度特性的智能控制、開關的選相分合閘、檢測動鐵心的運動位置和線圈電流、瞬時通電參數等，并可以實現自檢測功能。同時，可以通過外鍵盤輸入，進行功能的設置和參數的整定。微機控制方式所需的控制元件較前兩種方法要多，開發的時間和成本也高，但由于其特點顯著，深受用戶的喜愛。

5.結束語

斷路器智能檢測系統應用傳感技術，可以實現檢測、判斷、動作、通信、顯示、報警等功能，提高斷路器性能，便于維護和現場調整，同時也適用于傳統斷路器的檢控，微機問的數據通信，也是斷路器可以向遠距離集控化方向發展。由此，未來斷路器控制的自動化程度也將越來越高。

參考文獻

[1]林梓.永磁機構與真空斷路器機械工業出版社2002.5