永磁操作機構是國內近幾年開(kāi)始制造井投入應用的真空斷路器操作機構，具有出力大、重量輕、操控方便、動(dòng)作可靠、所需的電源容量較小等優(yōu)點(diǎn)。永磁操作機構使用的零件數量比彈簧機構減少了90%以上，結構大為簡(jiǎn)化。在合閘位置，操作機構的永久磁鐵利用動(dòng)、靜鐵心提供的低磁阻抗通道將動(dòng)鐵心保持在合閘位置：在分閘位置，通過(guò)分閘彈簧保持；因此機械傳動(dòng)非常簡(jiǎn)潔。真空滅弧室觸頭運動(dòng)平穩，無(wú)拒合、拒分及誤合、誤分現象。手動(dòng)分閘也靈活方便。

將永磁體應用于脫扣器，國外早在上世紀60年代就已開(kāi)始研究，直到上世紀80年代新型永磁體釹鐵硼稀土材料的出現才為永磁技術(shù)應用奠定了基礎。國際著(zhù)名電器生產(chǎn)商ABB公司研制成功的VMI真空斷路器配置的就是雙穩態(tài)雙線(xiàn)圈永磁操作機構。國內目前已有幾十個(gè)廠(chǎng)家能生產(chǎn)永磁機構，經(jīng)過(guò)數年的運行實(shí)踐，證明這種機構是一種簡(jiǎn)單可靠、性能卓越、免調試、免維護的機構，壽命可達10萬(wàn)次以上。永磁機構近期內將與彈簧機構并駕齊驅?zhuān)院罂赡苤饾u成為主流產(chǎn)品。

1．工作原理

永磁操作機構可以采用一個(gè)合閘、分閘公用的合、分閘線(xiàn)圈，這一點(diǎn)與電磁操作機構、彈簧儲能操作機構不同，后者的合閘線(xiàn)圈與分閘線(xiàn)圈是各自獨立的。合閘時(shí)，控制電路向合、分閘線(xiàn)圈提供驅動(dòng)電流，線(xiàn)圈電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一致，相互疊加，使操作機構驅動(dòng)力大于斷路器的分閘保持力，動(dòng)鐵心開(kāi)始運動(dòng)而使磁隙減小，操作機構的驅動(dòng)力隨著(zhù)磁隙的減小而急劇增大，最終將動(dòng)鐵心推到合閘位置。由于合閘屆鐵磁回路已經(jīng)閉合，永磁體的磁場(chǎng)力已足以滿(mǎn)足斷路器維持合閘的需求，從而使斷路器保持在合閘狀態(tài)，因此合閘后控制電路按程序設定的保護時(shí)間切斷線(xiàn)圈電源。

分閘時(shí)，向合、分閘線(xiàn)圈施加一個(gè)與合閘時(shí)極性相反的分閘電流，該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，削弱了鐵磁回路的磁場(chǎng)，使剩余磁力小于斷路器的合閘保持力，在分閘電磁力、分閘彈簧和觸頭彈簧的共同作用下，動(dòng)鐵心回復到分閘位置，井保持在分閘狀態(tài)。

2．操作電源

斷路器操作機構使用的直流電源通常由配電室直流屏提供．為了保證直流系統在異常停電時(shí)斷路器仍能可靠跳閘，宣流屏應配置蓄電池或電容器，正常工作時(shí)它們處于浮充電狀態(tài)。當前常用配置蓄電池的直流屏作為合、分閘的直流電源，而永磁機構由于所需的電源容量較小，特別適合采用配置電容器的直流屏作為合、分閘的直流電源。

永磁機構完成一次分／合，分的操作，所需能量在250焦耳以下，電容器完全可以滿(mǎn)足這一要求。由于電容器容量較小，只需幾秒至10秒時(shí)間即可充滿(mǎn)電，充電電流也在2A范圍以?xún)?，所以電源容量一般?00VA以下．即便停電24小時(shí)仍能進(jìn)行分閘操作。另外，從供電性質(zhì)來(lái)看，合、分閘操作的沖擊性負載性質(zhì)很適合由電容器供電，而沖擊性負載對蓄電池是很不利的。三是從充電電源來(lái)考慮，電容器對濾波、穩壓要求不高。四是電容器能經(jīng)受短路的沖擊，可放電到任意電壓不受損壞，而營(yíng)電池在這些性能上都不及電容器。五是從經(jīng)濟上講，電容器比蓄電池投資省、重量輕、壽命長(cháng)、維護簡(jiǎn)單。因此，只要電容器容量足夠大，作為合、分閘的能源是非常理想的。

3．控制電路實(shí)例

現以ZN139型斷路器配置的永磁操作機構為例，介紹其技術(shù)參數和控制電路。

ZN139型真空斷路器由于安裝使用條件的不同，可有幾種控制電路方案，圖6是手車(chē)式斷路器的一種推薦控制電路方案。電路中使用配電室提供的直流合閘操作電源+HM、-HM及控制電源+KM、-KM，電壓值為DC220V。圖中的“BH”是微機保護裝置，雖然其價(jià)格略高．但由于功能強大，隨著(zhù)安全生產(chǎn)意識的提高，使用巳日漸普及。它可以實(shí)現電壓測量、電流測量、過(guò)電壓保護、欠電壓保護、CT（電流互感器）斷線(xiàn)檢測、PT（電壓互感器）斷線(xiàn)檢測、定時(shí)限過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、遮斷保護、零序電流保護、負序電流保護、電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)保護、過(guò)熱保護、控制回路異常報警、遙信、遙控及遙測、裝置自身故障告警等功能。下圖中只畫(huà)出了與真空斷路器手動(dòng)合、分閘控制相關(guān)的部分接線(xiàn)。手動(dòng)合閘時(shí)，操作KK開(kāi)關(guān)至合閘位置，其觸頭5、8接通，微機保護器BH內的相應觸點(diǎn)在系統正常時(shí)呈閉合狀態(tài)，合閘繼電器HK線(xiàn)圈得電，其觸點(diǎn)動(dòng)作吸合，合、分閘線(xiàn)圈L被接入合閘操作電源+HM，-HM的電路中，線(xiàn)圈L的左端接+HM．右端接-HM，產(chǎn)生的電磁力使真空斷路器合閘。手動(dòng)分閘時(shí)，操作KK開(kāi)關(guān)至眺閘位置，其觸頭6、7接通，微機保護器BH內的相應觸點(diǎn)在系統正常時(shí)星閉合狀態(tài)，跳閘繼電器TK線(xiàn)圈得電，其觸點(diǎn)動(dòng)作吸合，合、分閘線(xiàn)圈L也被接入合閘操作電源+HM、-HM的電路中，但跳閘時(shí)線(xiàn)圈L接入的電源極性與合閘時(shí)相反，即線(xiàn)圈L的左端接-HM，右端接+HM．產(chǎn)生的電磁力使真空斷路器分閘。由于分閘需要的電流較小，所以在電路中串人了限流電阻R。