CN103325592A - 直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法，所述灭弧装置包括吸收电路和直流机械开关；所述直流机械开关安装在直流供电线路上，所述吸收电路并联安装到所述直流机械开关的两端。将吸收电路并联到常规直流机械开关的两端，可以避免直流机械开关在断开过程中出现的拉弧现象，从而延长了直流机械开关的使用寿命。

Description

直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法

技术领域

本发明涉及一种灭弧装置，具体涉及一种直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法。

背景技术

直流电源，例如蓄电池，广泛应用于人们生产生活的各个领域中，用于为各种仪器、仪表和照明设备等负载供电。

在直流电源和负载所组成的直流供电线路中，通常采用机械开关控制供电线路的通断。但是，机械开关在断开的过程中，由于电流的存在，开关触点在分离时经常产生弧光，从而降低机械开关的使用寿命；并且，当弧光严重时，会直接烧毁开关触点，甚至发生火灾。因此，为了降低弧光现象，提高直流开关的使用寿命，现有技术中，人们需要使用专业直流开关，但是，专业直流开关具有价格昂贵和体积较大的缺点，从而不方便专业直流开关的推广普及。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法，将吸收电路并联到常规直流机械开关的两端，可以避免直流机械开关在断开过程中出现的拉弧现象，从而延长了直流机械开关的使用寿命。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种直流机械开关的灭弧装置，所述灭弧装置包括吸收电路和直流机械开关；所述直流机械开关安装在直流供电线路上，所述吸收电路并联安装到所述直流机械开关的两端。

优选的，所述吸收电路为电容。

优选的，所述吸收电路为串联的RC电路。

优选的，所述吸收电路为RCD电路；所述RCD电路包括电阻R、电容C和二极管D；其中，二极管D与电容C串联连接，电阻R与电容C并联连接。

优选的，所述直流机械开关安装在所述直流供电线路的正线侧。

优选的，所述直流机械开关安装在所述直流供电线路的负线侧。

优选的，所述直流机械开关包括第一直流机械开关和第二直流机械开关；所述第一直流机械开关安装在所述直流供电线路的正线侧，所述第二直流机械开关安装在所述直流供电线路的负线侧。

本发明还提供一种直流机械开关的灭弧方法，包括以下步骤：

S1，当所述直流机械开关处于闭合状态时，所述吸收电路处于短路状态，所述吸收电路的端电压为0；

S2，当所述直流机械开关从闭合状态转变为断开状态时，即：所述直流机械开关的动触点逐渐远离静触点的过程中，所述吸收电路从短路状态转变为导通状态，所述吸收电路吸收所述直流机械开关输入端位置的直流供电线路产生的电感电流；

S3，当所述吸收电路吸收所述电感电流达到饱和状态时，所述吸收电路自动断开，并且，此时，所述直流机械开关的动触点和所述静触点之间的距离达到安全距离，所述直流机械开关在断开过程中所产生的拉弧被所述吸收电路吸收。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法，该灭弧装置并联到常规直流机械开关的两端，可以有效吸收直流机械开关断开时产生的能量，避免直流机械开关在断开过程中出现的拉弧现象，从而延长了直流机械开关的使用寿命。而且，该直流机械开关的灭弧装置还具有体积小和成本低的优点，方便推广普及。

附图说明

图1为本发明实施例提供的直流机械开关在正线侧且吸收电路为C时的电路图；

图2为本发明实施例提供的直流机械开关在正线侧且吸收电路为RC时的电路图；

图3为本发明实施例提供的直流机械开关在正线侧且吸收电路为RCD时的一种电路图；

图4为本发明实施例提供的直流机械开关在正线侧且吸收电路为RCD时的另一种电路图；

图5为本发明实施例提供的直流机械开关在负线侧且吸收电路为C时的电路图；

图6为本发明实施例提供的直流机械开关在负线侧且吸收电路为RC时的电路图；

图7为本发明实施例提供的直流机械开关在负线侧且吸收电路为RCD时的一种电路图；

图8为本发明实施例提供的直流机械开关在负线侧且吸收电路为RCD时的另一种电路图；

图9为本发明实施例提供的直流机械开关分别在正负线侧时的一种电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明提供一种直流机械开关的灭弧装置，所述灭弧装置包括吸收电路和直流机械开关；所述直流机械开关安装在直流供电线路上，所述吸收电路并联安装到直流机械开关的两端。

应用上述装置灭弧时，具体的灭弧方法包括以下步骤：

S1，当直流机械开关处于闭合状态时，吸收电路处于短路状态，吸收电路的端电压为0；

S2，当直流机械开关从闭合状态转变为断开状态时，即：直流机械开关的动触点逐渐远离静触点的过程中，吸收电路从短路状态转变为导通状态，吸收电路吸收直流机械开关输入端位置的直流供电线路产生的电感电流；

S3，当吸收电路吸收电感电流达到饱和状态时，吸收电路自动断开，并且，此时，直流机械开关的动触点和静触点之间的距离达到安全距离，直流机械开关在断开过程中所产生的拉弧被吸收电路吸收。

因此，本发明中，将吸收电路并联到常规直流机械开关的两端，可以有效吸收直流机械开关断开时产生的能量，避免直流机械开关在断开过程中出现的拉弧现象。本发明中，对吸收电路的具体形式并不限制，凡是具备上述功能的吸收电路均在本发明保护范围之内。并且，直流机械开关可以安装在直流供电线路的正线侧、或者负线侧、或者同时安装在正线侧或负线侧，以直流机械开关安装位置为例，下面列举几种灭弧装置的具体电路结构。

实施例一：直流机械开关安装在直流供电线路的正线侧

当直流机械开关安装在直流供电线路的正线侧时，吸收电路可以灵活设置。本实施例共列举4种吸收电路。

第一种吸收电路：

如图1所示，吸收电路为电容C。

其工作原理为：

S1，当直流机械开关K处于闭合状态时，电容C处于短路状态，直流电流经过直流机械开关后输出给负载；

S2，当直流机械开关K从闭合状态转变为断开状态时，即：直流机械开关K的动触点逐渐远离静触点的过程中，电容C从短路状态转变为导通状态，直流机械开关输入端位置的直流供电线路产生的电感电流向电容C充电；

S3，当电容C吸收电感电流达到饱和状态时，电容C转为截止状态，并且，此时，直流机械开关K的动触点和静触点之间的距离达到安全距离，整个供电电路完全断开状态，不向负载供电。由于直流机械开关在断开过程中所产生的拉弧被电容C吸收，因此，在直流机械开关断开过程中，不会产生弧光。

第二种吸收电路：

如图2所示，吸收电路为串联的RC电路。

向电容C串联电阻R，电阻R具有阻尼作用，其工作原理为：

S1，当直流机械开关K处于闭合状态时，电容C和电阻R所在支路处于短路状态，电阻R不消耗电能，直流电流经过直流机械开关后输出给负载；

S2，当直流机械开关K从闭合状态转变为断开状态时，即：直流机械开关K的动触点逐渐远离静触点的过程中，电容C从短路状态转变为导通状态，直流机械开关输入端位置的直流供电线路产生的电感电流向电容C充电，同时，通过电阻R对电容C充电。由于电阻R的作用，阻抗变大，因此，电容C等效地增加了直流机械开关K的并联电容容量，从而抑制了直流机械开关K断开时的电压浪涌；

S3，当电容C吸收电感电流达到饱和状态时，电容C转为截止状态，并且，此时，直流机械开关K的动触点和静触点之间的距离达到安全距离，整个供电电路完全断开状态，不向负载供电。由于直流机械开关在断开过程中所产生的拉弧被电容C吸收，因此，在直流机械开关断开过程中，不会产生弧光。

当直流机械开关K从断开状态又转变为闭合状态时，电容C通过直流机械开关放电，其放电电流被电阻R所限制，避免电容器放电电流过大而损坏电路中的相关电子器件。

第三种吸收电路：

如图3和图4所示，吸收电路为RCD电路；其中，RCD电路包括电阻R、电容C和二极管D；二极管D与电容C串联连接，电阻R与电容C并联连接。具体的，图3中，电阻R与电容C并联连接后，输出端电连接二极管D；图4中，二极管D的电流输出端与并联的电阻R与电容C的输入端电连接。

以图3所示RCD电路为例，二极管D的作用为单向导电，通过二极管D，可以保证电流只在直流机械开关K断开的时候，向电容C充电。

实施例二：直流机械开关安装在直流供电线路的负线侧

当直流机械开关安装在直流供电线路的负线侧时，吸收电路可以灵活设置。本实施例共列举4种吸收电路。

如图5所示，吸收电路为电容C。

如图6所示，吸收电路为串联的RC电路。

如图7和图8所示，吸收电路为RCD电路；其中，RCD电路包括电阻R、电容C和二极管D；二极管D与电容C串联连接，电阻R与电容C并联连接。具体的，图7中，二极管D的电流输出端与并联的电阻R与电容C的输入端电连接；图8中，电阻R与电容C并联连接后，输出端电连接二极管D。

图5-8所示吸收电路的原理与图1-4所示吸收电路的原理相同，在此不再赘述。

实施例三：直流机械开关分别安装在直流供电线路的正线侧和负线侧

具体的，如图9所示，直流机械开关包括第一直流机械开关和第二直流机械开关；第一直流机械开关安装在直流供电线路的正线侧，第二直流机械开关安装在直流供电线路的负线侧。

在第一直流机械开关的两端并联第一吸收电路，在第二直流机械开关的两端并联第二吸收电路。其中，第一吸收电路的结构与图1至图4的结构相同，第二吸收电路的结构与图5至图8的结构相同，在此不再详细说明。

综上所述，本发明提供的直流机械开关的灭弧装置及灭弧方法，该灭弧装置并联到常规直流机械开关的两端，可以有效吸收直流机械开关断开时产生的能量，避免直流机械开关在断开过程中出现的拉弧现象，从而延长了直流机械开关的使用寿命。而且，该直流机械开关的灭弧装置还具有体积小和成本低的优点，方便推广普及。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述灭弧装置包括吸收电路和直流机械开关；所述直流机械开关安装在直流供电线路上，所述吸收电路并联安装到所述直流机械开关的两端。

2.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述吸收电路为电容。

3.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述吸收电路为串联的RC电路。

4.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述吸收电路为RCD电路；所述RCD电路包括电阻R、电容C和二极管D；其中，二极管D与电容C串联连接，电阻R与电容C并联连接。

5.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述直流机械开关安装在所述直流供电线路的正线侧。

6.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述直流机械开关安装在所述直流供电线路的负线侧。

7.根据权利要求1所述的直流机械开关的灭弧装置，其特征在于，所述直流机械开关包括第一直流机械开关和第二直流机械开关；所述第一直流机械开关安装在所述直流供电线路的正线侧，所述第二直流机械开关安装在所述直流供电线路的负线侧。

8.一种直流机械开关的灭弧方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，当所述直流机械开关处于闭合状态时，所述吸收电路处于短路状态，所述吸收电路的端电压为0；

S2，当所述直流机械开关从闭合状态转变为断开状态时，即：所述直流机械开关的动触点逐渐远离静触点的过程中，所述吸收电路从短路状态转变为导通状态，所述吸收电路吸收所述直流机械开关输入端位置的直流供电线路产生的电感电流；

S3，当所述吸收电路吸收所述电感电流达到饱和状态时，所述吸收电路自动断开，并且，此时，所述直流机械开关的动触点和所述静触点之间的距离达到安全距离，所述直流机械开关在断开过程中所产生的拉弧被所述吸收电路吸收。

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