專利名稱：一種同步開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步開關(guān)。屬于有關(guān)合電壓相位角可控、零電流開斷要求的電器開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)同步開關(guān)關(guān)合電壓的相位角的要求有兩種，一種是關(guān)合電容性負(fù)荷，要求電壓為零時(shí)關(guān)合開關(guān)，另一種是關(guān)合感性負(fù)荷，要求電壓為峰值時(shí)關(guān)合開關(guān)。目的均是為避免涌流。本文件以要求電壓為零時(shí)關(guān)合開關(guān)為例進(jìn)行描述，以簡(jiǎn)化文字，便于閱讀理解。所有電壓為零的例子，均適用于要求電壓為峰值的情況。現(xiàn)有的同步開關(guān)有兩種方式。一種是通過(guò)記憶開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，在電壓為零時(shí)刻之前，提前向開關(guān)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，提前的時(shí)間就是曾經(jīng)記憶的開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，使得觸頭在接觸瞬間，正好趕到電壓過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間。這種方式的缺點(diǎn)是1.開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間受機(jī)構(gòu)機(jī)械摩擦力、時(shí)間、溫度、電源電壓、儲(chǔ)能電容的容量及內(nèi)阻等諸多因素影響。而機(jī)構(gòu)的機(jī)械摩擦力、儲(chǔ)能電容的容量及內(nèi)阻在儲(chǔ)能狀態(tài)時(shí)都很難測(cè)量。其可靠性和精度都不可能很高。2.對(duì)三相開關(guān)來(lái)說(shuō)，三相電壓過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間是不同的，開關(guān)合、分閘操作必然要分相操作，需要三個(gè)操作機(jī)構(gòu)，制造成本必然大幅增加。另一種同步開關(guān)采用的方法是將可控硅并聯(lián)在普通開關(guān)的主觸頭兩端，在需要關(guān)合時(shí)，先觸發(fā)可控硅，使其在電壓為零時(shí)導(dǎo)通，然后關(guān)合開關(guān)的主觸頭，以此來(lái)避免涌流；在需要開斷時(shí)，主觸頭先斷開，待負(fù)荷電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)，可控硅再開斷，避免截流產(chǎn)生過(guò)電壓。在高電壓情況下，需要多個(gè)可控硅串聯(lián)，這種方式的成本相當(dāng)高。受電子元件可靠性制約，綜合可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同步開關(guān)，以解決要求零電壓關(guān)合、零電流開斷的開關(guān)技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下方案I :在普通開關(guān)(負(fù)荷開關(guān)、接觸器、斷路器)上的滅弧室內(nèi)，靠近一個(gè)主觸頭的位置處，設(shè)置一個(gè)由導(dǎo)電材料制成的觸發(fā)電極，所述一個(gè)主觸頭和觸發(fā)電極之間的距離保持在有觸發(fā)脈沖電壓輸入時(shí)，能夠保證發(fā)生放電的距離。放電產(chǎn)生導(dǎo)電的等離子體，致使滅弧室的兩個(gè)主觸頭之間由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電狀態(tài)；觸發(fā)脈沖電源輸出端與一個(gè)主觸頭和觸發(fā)電極分別連接；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測(cè)普通開關(guān)主觸頭的端電壓和電流信號(hào)的觸發(fā)脈沖控制器相連接。方案2 :將真空觸發(fā)開關(guān)，又稱TVS管的主觸頭并聯(lián)在普通開關(guān)的滅弧室的兩主觸頭上；真空觸發(fā)開關(guān)的觸發(fā)端口接觸發(fā)脈沖電源輸出端；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測(cè)普通開關(guān)主觸頭的端電壓和電流信號(hào)的觸發(fā)脈沖控制器相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下I、利用觸發(fā)脈沖電壓放電，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的零電壓關(guān)合，零電流開斷，其時(shí)間的精準(zhǔn)度和可罪性有本質(zhì)性的提聞;2、由于可靠實(shí)現(xiàn)開關(guān)的零電壓關(guān)合，零電流開斷，對(duì)電網(wǎng)的沖擊大大減小，消除由此產(chǎn)生的涌流和過(guò)電壓，對(duì)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行有重大意義；3、由于可靠實(shí)現(xiàn)開關(guān)的零電壓關(guān)合，零電流開斷，主觸頭的電磨損大大降低，延長(zhǎng)開關(guān)本體的使用壽命，提聞開關(guān)本體的可罪性；4、由于可靠實(shí)現(xiàn)開關(guān)的零電壓關(guān)合，零電流開斷，對(duì)開關(guān)本體的要求不像以前那樣嚴(yán)格、苛刻，可以降低開關(guān)本體的制造費(fèi)用；5、與之配套的觸發(fā)脈沖電源，觸發(fā)脈沖控制器較現(xiàn)有的同步開關(guān)控制裝置簡(jiǎn)單、
便宜、可靠；6、綜合成本比現(xiàn)有的同步開關(guān)低，利于普及推廣；


圖I是本發(fā)明一種實(shí)施方案的示意圖。圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作原理說(shuō)明如下參見圖1，圖I提供了一種實(shí)施方案。在普通開關(guān)(負(fù)荷開關(guān)、接觸器、斷路器)的滅弧室內(nèi)增加一觸發(fā)電極3。觸發(fā)電極3是用導(dǎo)電材料制成的，安裝在滅弧室4主觸頭2的內(nèi)部。觸發(fā)脈沖電源5的輸出端接觸發(fā)電極3和主觸頭2。觸發(fā)脈沖控制器6接收合、分閘命令7和檢測(cè)主觸頭1、2的端電壓、電流信號(hào)8。在接收到合閘命令7后，分別檢測(cè)三相主觸頭1、2間端電壓，在三相主觸頭端電壓依次達(dá)到零值時(shí)，分別觸發(fā)該相滅弧室4內(nèi)的觸發(fā)電極3，產(chǎn)生導(dǎo)電的等離子體，使其在主觸頭1、2的端電壓為零時(shí)刻由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)合。由于從合閘命令開始到主觸頭接通需要的時(shí)間大于觸發(fā)導(dǎo)通的時(shí)間，觸發(fā)導(dǎo)通后，負(fù)荷電流從主觸頭間隙的電弧中通過(guò)。當(dāng)主觸頭接觸時(shí)，端電壓降為零，主觸頭間的電弧熄滅，負(fù)荷電流從主觸頭流過(guò)，完成零電壓關(guān)合過(guò)程；在觸發(fā)脈沖控制器6接收到分閘命令時(shí)，同時(shí)觸發(fā)三相滅弧室的觸發(fā)電極3，在主觸頭從開始分開到達(dá)到分閘位置時(shí)間內(nèi)，負(fù)荷電流從主觸頭間隙的電弧中通過(guò)，由于此期間觸發(fā)脈沖電壓持續(xù)產(chǎn)生導(dǎo)電的等離子體，使主觸頭之間保持導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)荷電流不會(huì)突然截?cái)?，避免由截流產(chǎn)生過(guò)電壓， 以致引起電弧重燃，造成關(guān)斷失敗。待三相主觸頭運(yùn)動(dòng)到分閘位置時(shí)，觸發(fā)脈沖控制器6檢測(cè)三相主觸頭的電流，在各相電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)，分別依次停止各相的觸發(fā)脈沖電壓，使主觸頭之間立刻恢復(fù)絕緣狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)零電流開斷的目的。主觸頭運(yùn)動(dòng)到分閘位置的判斷有兩種方案，一種是加裝位置傳感器；另一種是根據(jù)主觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)間，延時(shí)檢測(cè)主觸頭電流。圖2提供同步開關(guān)的另一種實(shí)施方案。將真空觸發(fā)開關(guān)，又稱TVS管9的主觸頭 10、11并聯(lián)在普通開關(guān)(負(fù)荷開關(guān)、斷路器、接觸器)的滅弧室4兩主觸頭1、2上。真空觸發(fā)開關(guān)，又稱TVS管9的觸發(fā)、控制與圖I相同。不同的是觸發(fā)脈沖電壓是施加在真空觸發(fā)開關(guān)，又稱TVS管9的觸發(fā)電極3和主觸頭10上的。對(duì)于三相開關(guān)，需要將三個(gè)真空觸發(fā)開關(guān)(TVS管)分別并聯(lián)在開關(guān)的三個(gè)滅弧室上，分別由三個(gè)觸發(fā)脈沖電源和控制器觸發(fā)、 控制。
權(quán)利要求
1.一種同步開關(guān)，其特征在于，在普通的開關(guān)上的滅弧室內(nèi)，靠近一個(gè)主觸頭的位置處，設(shè)置一個(gè)由導(dǎo)電材料制成的觸發(fā)電極，所述一個(gè)主觸頭和觸發(fā)電極之間的距離保持在有觸發(fā)脈沖電壓輸入時(shí)，能夠保證發(fā)生放電的距離；觸發(fā)脈沖電源輸出端與一個(gè)主觸頭和觸發(fā)電極分別連接；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測(cè)開關(guān)主觸頭的端電壓和電流信號(hào)的觸發(fā)脈沖控制器相連接。
2.一種同步開關(guān)，其特征在于，將真空觸發(fā)開關(guān)，又稱TVS管的主觸頭并聯(lián)在普通開關(guān)的滅弧室的兩主觸頭上；真空觸發(fā)開關(guān)的觸發(fā)端口接觸發(fā)脈沖電源輸出端；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測(cè)普通開關(guān)主觸頭的端電壓和電流信號(hào)的觸發(fā)脈沖控制器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步開關(guān)，由普通的開關(guān)(包括負(fù)荷開關(guān)、斷路器、接觸器)和附加在滅弧室內(nèi)的觸發(fā)電極以及觸發(fā)脈沖電源和觸發(fā)脈沖控制器組成。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有的同步開關(guān)存在的可靠性差、穩(wěn)定性不高，成本高等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01H9/56GK102592867SQ20121004657
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者張斌, 張鵬 申請(qǐng)人:張斌