目前交流高壓斷路器根據(jù)其使用要求,按合閘動(dòng)力的不同,通常有氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu),液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu),彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu),電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中氣動(dòng),液壓和彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)都很復(fù)雜,圖10-15a)為非直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu),加工部件多,加工精度和工藝要求高,制造成本遠(yuǎn)高于電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu),且不易實(shí)行智能化控制。而電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)雖簡(jiǎn)單,成本適宜,但需直流供電,且短時(shí)功率要求很大,有時(shí)電源系統(tǒng)比斷路器自身價(jià)格還貴,還要對(duì)蓄電池日常維護(hù),行程和速度又受到限制。至于電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu),由于其合閘功率和速度達(dá)不到要求已基本不用。此外,要在斷路器實(shí)現(xiàn)靈活控制的動(dòng)作要求,現(xiàn)有的機(jī)械操動(dòng)機(jī)構(gòu)也難以適應(yīng)。新的辦法是采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖10-15b)所示。
采用筒型交流直線電動(dòng)機(jī)作為操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:①采用筒型直線電機(jī)后,原真空斷路器的一整套復(fù)雜的連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)全部由直線機(jī)構(gòu)替代,新的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)變得非常簡(jiǎn)單,體積大為縮?。ㄈ鐖D10-12b)。②可以采用交流饋電,其電源功率不需很大,這樣可為真空斷路器在無直流電源場(chǎng)合的使用提供了方便。③直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,主要原材料為硅鋼片和漆包線等,成本低,加工制造方便,一般電器制造廠均能生產(chǎn)。④對(duì)低速直線電動(dòng)機(jī),其速度推力特性(如圖10-16所示),適用于真空斷路器的操作要求。在起動(dòng)時(shí)(s=1),推力最大。而且,直線電動(dòng)機(jī)的這種特性對(duì)于具有對(duì)接式觸頭的斷路器而言,可以減少觸頭相碰時(shí)的撞擊振動(dòng)。⑤直線電動(dòng)機(jī)完全能提供真空斷路器所需的合閘功,而且其體積并不大。⑥直線電動(dòng)機(jī)有較快的起動(dòng)過程,較大的起動(dòng)推力,并易于改變速度—推力特性。⑦用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),可根據(jù)在合閘和拉閘的需要,采用不同的驅(qū)動(dòng)力和不同的速度。⑧它響應(yīng)快速,可直接接受電氣控制信號(hào),易于實(shí)現(xiàn)快速多變的控制要求。
這種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空斷路器,我國(guó)西安交通大學(xué)和浙江大學(xué)分別以其橫放直線電機(jī)與豎放直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式獲得成功。