專利名稱：觸頭型無弧斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于配電系統(tǒng)的觸頭型無弧斷路器，是對現(xiàn)有混合式斷路器的改進。
目前已存在有多種結(jié)構(gòu)的無電弧開關(guān)和斷路器，就無弧斷路器來說，混合式斷路器具有導(dǎo)通壓降損耗小，并可簡化散熱裝置等優(yōu)點，它的基本結(jié)構(gòu)是采用機械觸頭和晶閘管電子開關(guān)相并聯(lián)的方式，由機械觸頭承載電路的長期負(fù)載，而晶閘管電子開關(guān)只是在機械觸頭通斷的瞬間轉(zhuǎn)移觸頭電流，以實現(xiàn)斷路器的無弧閉合和分?jǐn)?，目前，混合式斷路器還存在以下的不足其一，由于半導(dǎo)體器件和電容自身特性的作用，該斷路器在分?jǐn)嘁院笕匀淮嬖谝欢康男孤╇娏鳎绊懥怂母綦x絕緣性能，第二，對晶閘管來說，因其不能自關(guān)斷，需采用過零關(guān)斷或強迫關(guān)斷的方式，才能提高晶閘管的過載能力和分?jǐn)嗳萘?，如蘇聯(lián)專利SU1517074《混合式斷路器分?jǐn)嚯娏鞯姆椒ā分兴岢龅牟捎镁чl管和換向電容組成強迫關(guān)斷電路，可使分?jǐn)嗳萘康玫捷^大的提高，但上述的強迫關(guān)斷電路存在著換向電容體積大，控制電路較為復(fù)雜的問題。
本發(fā)明的目的在于避免上述不足之處而提供一種分?jǐn)嗪缶哂辛己玫母綦x絕緣性能、分?jǐn)嗳萘扛咔译娮娱_關(guān)結(jié)構(gòu)較為簡單的觸頭型無弧斷路器。
本發(fā)明的目的由以下方案來實現(xiàn)具有主觸頭2，在主觸頭兩端并接有一電子開關(guān)組件3，其不同之處在于并接的電子開關(guān)組件3的一側(cè)串接有與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭1，電子開關(guān)組件(3)由晶體管電路構(gòu)成。
上述方案中，輔助性主觸頭(1)與主觸頭(2)的聯(lián)動時序為在閉合時，輔助性主觸頭先于主觸頭閉合，在斷開時，輔助性主觸頭后于主觸頭斷開。
上述晶體管電路由晶體管和基極驅(qū)動電路7組成，在交流電路中電子開關(guān)組件3可由二個反向并接的晶體管電路構(gòu)成，在直流電路中電子開關(guān)組件3可由一個單向的晶體管電路構(gòu)成。
本發(fā)明的工作過程如下當(dāng)斷路器開始閉合時，主觸頭2動作并帶動輔助性主觸頭1先行閉合，在基極驅(qū)動電路的作用下，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載電流由晶體管電路接通，直至主觸頭閉合負(fù)載電流轉(zhuǎn)移至主觸頭支路，此時，晶體管兩端電壓相等，即自動截止，完成無弧閉合過程;當(dāng)斷路器分?jǐn)鄷r，在主觸頭開始分離的瞬間，晶體管兩端的電壓增加，通過基極驅(qū)動電路使晶體管導(dǎo)通，負(fù)載電流從主觸頭支路轉(zhuǎn)移至晶體管支路。隨著主觸頭分離動作的繼續(xù)，晶體管的導(dǎo)通率隨之減小，直至晶體管截止，隨后，由于聯(lián)動作用，輔助性主觸頭也滯后分離斷開，完成斷路器無弧斷開的過程，并使負(fù)載和電源安全可靠的絕緣隔離。
本發(fā)明的主要特點在于與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭的增設(shè)，可防止電子開關(guān)電路在截止?fàn)顟B(tài)時泄漏電流的產(chǎn)生，使斷路器具備安全可靠的隔離絕緣性能;另一方面，電子開關(guān)組件采用晶體管電路，構(gòu)成晶體管快速衰減自關(guān)斷電路，它能在主觸頭2接通和分?jǐn)嗟乃查g快速轉(zhuǎn)移電弧電流，并在分?jǐn)噙^程中自衰減截止，在斷路器閉合時，晶體管的導(dǎo)通率由小到大，在斷路器分?jǐn)鄷r，晶體管的導(dǎo)通率由大到小而截止，導(dǎo)通時間通常為1-3ms，由于導(dǎo)通時間短，因而使晶體管的過載能力和分?jǐn)嗳萘康玫酱蠓鹊奶岣?，使本發(fā)明具備了高斷流容量特性，此外，由于采用晶體管電路，整個電路的結(jié)構(gòu)也較為簡單。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本發(fā)明一個實施例的電路圖。
圖3為本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)圖示。
圖4為本發(fā)明在交流電路中閉合和斷開時的動作時序圖。
圖5為本發(fā)明另一個實施例的電路圖。
圖6為本發(fā)明在直流電路中閉合和斷開時的動作時序圖。
本發(fā)明的一個實施例如圖2、3所示，具有觸頭斷路器組件5，觸頭斷路器組件由主觸頭2、熱脫扣器4及瞬時脫扣器6串接而成，在主觸頭的兩端并接有電子開關(guān)組件3，在電子開關(guān)組件的一側(cè)串接有與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭1，電子開關(guān)組件由兩個反向并接的晶體管T1、T2組成，晶體管的基極與基極驅(qū)動電路7相聯(lián)接，其中二極管D1、聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和電阻R2相串接，R2、R3的聯(lián)接處與晶體管T1的基極相接，二極管D2、聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和電阻R1相串接，R1、R3的聯(lián)接處與晶體管T2的基極相接，上述電路中二極管D1與電阻R1相并接，二極管D2與電阻R2相并接，另外，晶體管T1的集電極和T2的發(fā)射極及二極管D1的正極相聯(lián)并通過輔助性主觸頭1與主觸頭2的一端相聯(lián)，晶體管T1的發(fā)射極和T2的集電極及二極管D2的正極相聯(lián)與主觸頭2的另一端相聯(lián)。圖3為本實施例的結(jié)構(gòu)圖示，在觸頭式斷路器內(nèi)加裝輔助性主觸頭1，并使其與主觸頭2聯(lián)動，輔助性主觸頭的動觸頭經(jīng)絕緣層8與主觸頭的動觸頭相互隔離，晶體管T1、T2裝于斷路器的外殼底部。本實施例的斷路器適于交流電路中使用，其工作過程如下閉合時，主觸頭2動作帶動輔助性主觸頭1先行閉合，聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3也同時導(dǎo)通并處于最大電阻位，電流經(jīng)D1(或D2)和聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3并經(jīng)晶體管T1(或T2)的基極使晶體管導(dǎo)通，此時，R1(或R2)使晶體管T2(或T1)的基極和發(fā)射極短接，可防止極間出現(xiàn)過高的反向電壓，使其處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)主觸頭即將閉合之際，聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3的阻值變小，晶體管基極電壓逐步變高，其導(dǎo)通率也逐步增至最大，直至主觸頭閉合，晶體管自動截止;分?jǐn)鄷r，在主觸頭分離的瞬間，晶體管兩端產(chǎn)生壓差即自動導(dǎo)通，此時聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3的阻值最小，晶體管處于最大導(dǎo)通率狀態(tài)，爾后，隨著主觸頭分離動作的繼續(xù)，R3的阻值逐漸增大，導(dǎo)通率隨之減小，直至聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3關(guān)斷而使晶體管截止，即完成無弧斷開過程。上述工作過程的時序如圖4所示，t0為斷路器的接通指令，其中t1-t4表示輔助性主觸頭的閉合時間，t2-t3為主觸頭的閉合時間，I1表示晶體管電路的導(dǎo)通電流波形，I2表示主觸頭的導(dǎo)通電流波形，I表示負(fù)載電流波形，其中△t1-2與△t3-4均為1-3ms，t5時主觸頭及輔助性主觸頭均返回原始分離位置，斷路器分?jǐn)鄤幼魍瓿伞?br> 本發(fā)明的另一個實施例如圖5所示，其觸頭斷路器組件5結(jié)構(gòu)與上一實施例相同，在主觸頭2的兩端并接有電子開關(guān)組件3，在電子開關(guān)組件的正極串接有與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭1，電子開關(guān)組件由一個晶體管T1電路構(gòu)成，基極驅(qū)動電路由聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和R2組成，R3、R2的聯(lián)接處與晶體管T1的基極相聯(lián)，基極驅(qū)動電路的兩端與晶體管T1的集電極和發(fā)射極分別相聯(lián)。本實施例的斷路器適于直流電路中使用，其工作過程時序如圖6所示，其代號和含義與圖4相同。
本發(fā)明的晶體管電路中的基極驅(qū)動電路還可采用延時控制、行程控制、光電控制、PWM脈寬調(diào)制控制等其它合適的方式，其具體結(jié)構(gòu)隨所選用晶體管的不同類型(如GTR、1GBT或功率MOS等)和斷路器的不同品種、規(guī)格而不同，電源可采用單電源或雙電源，但其功能應(yīng)能使晶體管的導(dǎo)通時間及導(dǎo)通率達到本發(fā)明的要求。
權(quán)利要求
1.一種適用于配電系統(tǒng)的觸頭型無弧斷路器，具有主觸頭(2)，在主觸頭兩端并接有一電子開關(guān)組件(3)，其特征在于并接的電子開關(guān)組件(3)的一側(cè)還串接有與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭(1)，電子開關(guān)組件(3)由晶體管電路構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于晶體管電路由晶體管和基極驅(qū)動電路(7)組成。
3.按權(quán)利要求1或2所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于電子開關(guān)組件(3)可由二個反向并接的晶體管電路構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1或2所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于電子開關(guān)組件(3)可由一個單向的晶體管電路構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求1或2所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于閉合時，輔助性主觸頭(1)先于主觸頭(2)閉合，斷開時，輔助性主觸頭(1)后于主觸頭(2)斷開。
6.按權(quán)利要求3所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于二極管D1、聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和電阻R2相串接，R2、R3的聯(lián)接處與晶體管T1的基極相接，二極管D2、聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和電阻R1相串接，R1、R3的聯(lián)接處與晶體管T2的基極相接，此外，二極管D1與電阻R1相并接，二極管D2與電阻R2相并接，晶體管T1的集電集和T2的發(fā)射極及二極管的D1的正極相聯(lián)并通過輔助性主觸頭(1)與主觸頭(2)的一端相聯(lián)，晶體管T1的發(fā)射極和T2的集電極及二極管D2的正極相聯(lián)與主觸頭(2)的另一端相聯(lián)。
7.按權(quán)利要求4所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于基極驅(qū)動電路由聯(lián)動開關(guān)-變阻器R3和R2組成，R3、R2的聯(lián)接處與晶體管T1的基極相聯(lián)，基極驅(qū)動電路的兩端與晶體管T1的集電極和發(fā)射極分別相聯(lián)。
8.按權(quán)利要求1或2所述的觸頭型無弧斷路器，其特征在于晶體管的導(dǎo)通時間為1-3ms，在斷路器閉合時，晶體管的導(dǎo)通率由小到大，在斷路器分?jǐn)鄷r，晶體管的導(dǎo)通率由大到小而截止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于配電系統(tǒng)的觸頭型無弧斷路器，是對現(xiàn)有混合式斷路器的改進。它具有主觸頭，在主觸頭兩端并接有一電子開關(guān)組件，主要特點在于并接的電子開關(guān)組件一側(cè)串接有與主觸頭聯(lián)動的輔助性主觸頭，電子開關(guān)組件則由晶體管電路構(gòu)成。本發(fā)明在分?jǐn)嗪缶哂辛己玫母綦x絕緣性能，晶體管電路能使主觸頭在接通和分?jǐn)嗟乃查g快速轉(zhuǎn)移電弧電流，并在分流過程中自衰減截止，使本發(fā)明具有高斷流容量特性。此外，本發(fā)明電路的結(jié)構(gòu)也較為簡單。
文檔編號H01H9/30GK1081533SQ9310536
公開日1994年2月2日 申請日期1993年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月12日
發(fā)明者潘平生 申請人:武漢開關(guān)總廠