永磁操动机构：真空断路器革新者

永磁操动机构是国内近些年来开始制造并投入应用的真空断路器操动机构，具有出力大、重量轻、操控方便、动作可靠等优点。永磁操动机构使用的零件数量比弹簧机构减少了90%以上，结构大为简化。在合闸位置，操动机构永久磁铁利用动、静铁心提供的低磁阻抗通道将动铁心保持在合闸位置；在分闸位置，通过分闸弹簧保持；因此机械传动非常简洁。真空灭弧室触头运动平稳，无拒合、拒分及误合、误分现象。手动分闸也灵活方便。

将永磁体应用于脱扣器，国外早在20世纪60年代就已开始研究，80年代新型永磁体钕铁硼稀土材料的出现才为永磁技术应用奠定了基础，90年代英国设计出第一台样机。国际著名电器生产商ABB公司研制成功的VM1真空断路器配置的就是双稳态双线圈永磁操动机构。国内目前已有几十个厂家能生产永磁机构，经过数年的运行实践，证明这种机构是一种简单可靠、性能卓越、免调试、免维护机构，寿命可达10万次以上。永磁机构近期内将与弹簧机构并驾齐驱，以后可能逐渐成为主流产品。

图2-60所示为一种永磁操动机构的外形图。

1.工作原理

合闸时，智能控制器控制外部电路向线圈提供驱动电流，线圈电流产生的磁场与永久磁铁产生的磁场方向一致，相互叠加，当驱动力大于断路器的分闸保持力时，动铁心开始向下运动，并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大，最终将动铁心推到合闸位置。此时控制器按程序设定的保护时间切断线圈电源。由于这时铁磁回路已经闭合，永磁体的磁场力已足以满足断路器维持合闸的需求，从而使断路器处于合闸位置，并保持在合闸状态。

图2-60 永磁操动机构的外形图(www.xing528.com)

分闸时，向线圈施加一个与合闸时极性相反的分闸电流，该电流产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相反，削弱了铁磁回路的磁场，使剩余磁力小于断路器的合闸保持力，在分闸电磁力、分闸弹簧和触头弹簧的共同作用下，动铁心回到分闸位置，并保持在分闸状态。

2.关于操作电源

断路器操动机构使用的直流电源由配电室直流屏提供，为了保证直流系统异常停电时断路器仍能可靠跳闸，直流屏应配置蓄电池或电容器，正常工作时它们处于浮充电状态。当前常用配置蓄电池的直流屏作为合、分闸的直流电源，而永磁机构由于所需的电源容量较小，采用配置电容器的直流屏作为合、分闸的直流电源。原因分析如下：第一，永磁机构完成一次分—合—分的操作，所需能量在250J以下，电容器完全可以满足这一要求。由于电容器容量较小，只需几秒时间即可充满电，充电电流也在2A范围以内，所以电源容量一般在100V·A以下，即便停电24h仍能进行分闸操作。二是从供电性质来看，合、分闸操作的冲击性负载性质很适合由电容器供电，而冲击性负载对蓄电池是很不利的。三是从充电电源来考虑，电容器对滤波、稳压要求不高。四是电容器能经受短路的冲击，可放电到任意电压不受损坏，而蓄电池在这些性能上都不及电容器。五是从经济上讲，电容器比蓄电池投资省、重量轻、寿命长、维护简单。因此，只要电容器容量足够大，作为合、分闸的能源是非常理想的。

3.智能控制

智能控制器强大的处理功能可以方便实现各种自动化保护功能，所以只要开关柜内装配了永磁断路器，就可实现以往开关柜使用很多电器元件才能实现的所有继电保护与控制功能。