目前交流高壓斷路器根據(jù)其使用要求,按合閘動力的不同,通常有氣動操動機構(gòu),液壓操動機構(gòu),彈簧操動機構(gòu),電磁操動機構(gòu)和電動機操動機構(gòu)。其中氣動,液壓和彈簧操動機構(gòu)都很復雜,圖10-15a)為非直線電機驅(qū)動的操動機構(gòu),加工部件多,加工精度和工藝要求高,制造成本遠高于電磁操動機構(gòu),且不易實行智能化控制。而電磁操動機構(gòu)雖簡單,成本適宜,但需直流供電,且短時功率要求很大,有時電源系統(tǒng)比斷路器自身價格還貴,還要對蓄電池日常維護,行程和速度又受到限制。至于電動機操動機構(gòu),由于其合閘功率和速度達不到要求已基本不用。此外,要在斷路器實現(xiàn)靈活控制的動作要求,現(xiàn)有的機械操動機構(gòu)也難以適應。新的辦法是采用直線電機驅(qū)動的電氣驅(qū)動機構(gòu)。如圖10-15b)所示。
采用筒型交流直線電動機作為操動機構(gòu)的優(yōu)點是:①采用筒型直線電機后,原真空斷路器的一整套復雜的連桿驅(qū)動機構(gòu)全部由直線機構(gòu)替代,新的驅(qū)動機構(gòu)變得非常簡單,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合的使用提供了方便。③直線電動機結(jié)構(gòu)簡單,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對低速直線電動機,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。在起動時(s=1),推力最大。而且,直線電動機的這種特性對于具有對接式觸頭的斷路器而言,可以減少觸頭相碰時的撞擊振動。⑤直線電動機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直線電動機有較快的起動過程,較大的起動推力,并易于改變速度—推力特性。⑦用直線電機驅(qū)動,可根據(jù)在合閘和拉閘的需要,采用不同的驅(qū)動力和不同的速度。⑧它響應快速,可直接接受電氣控制信號,易于實現(xiàn)快速多變的控制要求。
這種由直線電機驅(qū)動的真空斷路器,我國西安交通大學和浙江大學分別以其橫放直線電機與豎放直線電機驅(qū)動的方式獲得成功。