CN109449694A - 直流插拔结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低压直流电器技术领域，具体涉及直流插拔结构，直流插拔结构包括主回路和分流回路，主回路包括插座和插头，分流回路包括电阻和电容，电阻和电容形成闭合回路且电阻和电容均串联在插头和插座之间，在插头和插座分离时，分流回路最终与插头或插座断开；本发明的直流插拔结构，其其结构简单、成本低廉，可快速分断直流电路。

Description

直流插拔结构
技术领域
本发明涉及低压直流电器技术领域，具体涉及直流插拔结构。
背景技术
在能源需求和环境保护的双重压力下，分布式发电技术获得了越来越多的重视和应用，大量的分布式电源，如太阳电池、燃料电池的出现，增加了直流电的应用场景。
而直流电源在使用过程中存在一个问题：分断时拉弧距离过长，且因电压不过零点，不会自动熄灭，相同功率等级的交流产品无法胜任直流工况。
现有技术，通过在回路上并联(或串联)电阻、或其它的一些开关电子元件，插拔时通过分段导通，来分摊每次灭弧所需消耗的能量。由于实现电弧熄灭需要让电流发生转移，而在有限的插座体积内，元器件的功率规格较小，转移的电流功率瞬间可达到元器件额定功率的十多倍以上，一般元器件无法承受，再者，倘若插拔过程中，插头被卡住，不能完全拔出，就有可能导致整个器件烧毁；若增加机械结构，实现快速分离的效果，则会使得成本上升。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供直流插拔结构，其结构简单、成本低廉，可快速分断直流电路。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种直流插拔结构，其包括连接到主回路1中的插座10；还包括至少一个与主回路1并联的分流回路2，分流回路2的一端与插座10电连，另一端与插入插座10的插头11配合，分流回路2包括电阻20和电容21，电容21一端与插座10电连，另一端与插头11配合，电阻20与电容21并联；所述插头11与插座10断开时，插头11首先与插座10分离，然后与分流回路2分离。
优选的，分流回路2与插头11配合的一端设置在插座10的插套上方。
优选的，所述电阻20一端与电容21一端相连形成第一节点，电阻20的另一端与电容21的另一端相连形成第二节点，第一节点与插座10电连，第二节点与静触点22电连，静触点22与插头11滑动接触配合。
优选的，所述静触点22设置在插座10的插套上方。
优选的，所述插座10包括第一插孔和第二插孔，插头11包括第一插针和第二插针，第一插针、第二插针分别与第一插孔、第二插孔对应配合；
所述电容21的一端与第一插孔电连，另一端与第一插针配合。
优选的，所述插座10包括L相插孔和N相插孔，插头11包括L端插针和N端插针，L端插针、N端插针分别与L相插孔、N相插孔对应配合；
还包括两个分流回路2，一个分流回路2的电容21的一端与L相插孔电连，另一端与L端插针配合；另一个分流回路2的电容21的一端与N相插孔电连，另一端与N端插针配合。
一种直流插拔结构，其包括连接到主回路1中的插头11；
还包括至少一个与主回路1并联的分流回路2，分流回路2一端与插头11电连，另一端与插头11插入的插座10配合，分流回路2包括电阻20和电容21，电容21一端与插头11电连，另一端与插座10配合，电阻20与电容21并联；所述插座10与插头11断开时，插座10首先与插头11分离，然后与分流回路2分离。
优选的，所述电阻20一端与电容21一端相连形成第一节点，电阻20的另一端与电容20的另一端相连形成第二节点，第一节点与静触点22电连，静触点22与插座10滑动接触，第二节点与插头11电连。
本发明的直流插拔结构，通过在主回路并联分流回路，在插头与插座断开时，插头和插座之间产生电弧，电弧能量被转移至分流回路的电容，使主回路内的能量不足以维持电弧燃烧，使电弧熄灭，当电容充满电后，主回路即处于断开状态，此时只有电阻内有较小的电流通过，然后将插头与分流回路分断，即实现了插头与插座的完全断开，而插头和插座断开后，电阻则可以逐渐消耗电容内的电能，因此，本发明的直流插拔结构，在插头(或插座)拔出很短距离，既可以熄灭电弧，并利用电容充满电后即自动断路的特性，分断主回路，可快速分断主回路，显著提高了插头与插座的分断效率，提高了用电安全。
附图说明
图1是本发明直流插拔结构的第一结构示意图，其具有一个分流回路；
图2是本发明直流插拔结构的第二结构示意图，其具有两个分流回路；
图3是本发明直流插拔结构的结构第三结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1给出的实施例，进一步说明本发明的直流插拔结构的具体实施方式。本发明的直流插拔结构不限于以下实施例的描述。
本发明直流插拔结构，其包括连接到主回路1中的插座10；其特征在于：还包括至少一个与主回路1并联的分流回路2，分流回路2的一端与插座10电连，另一端与插入插座10的插头11配合，所述插头11与插座10断开时，插头11首先与插座10分离，然后与分流回路2分离；分流回路2包括电阻20和电容21，电容21一端与插座10电连，另一端与插头11配合，电阻20与电容21并联。
直流电源在分断时，拉弧距离过长，而且因为电压不过零点，不会自动熄灭。现有技术为解决上述问题，长在主回路上并联或串联电阻、或其它一些开关电子元件，以在插拔式通过分段导通，分摊每次电弧所需消耗的能量，由于实现电弧熄灭需要让电流发生转移，而在有限的插座体积内，元器件的功率规格，转移的电流功率瞬间可达到元器件额定功率的十多倍以上，一般元器件无法承受，再者，倘若在插拔过程中，插头被卡住，不能完全拔出，就可能导致整个元器件烧毁；若增加机械结构，实现快速分离的效果，则会使成本上升。
本发明的直流插拔结构，通过在主回路1并联分流回路2，在插头11与插座10断开时，插头11和插座10之间产生电弧，电弧能量被转移至分流回路2的电容21，使主回路内的能量不足以维持电弧燃烧，使电弧熄灭，当电容21充满电后，主回路1即处于断开状态，此时只有电阻20内有较小的电流通过，然后将插头11与分流回路2分断，即实现了插头11与插座10的完全断开，而插头11和插座10断开后，电阻20则可以逐渐消耗电容21内的电能，因此，本发明的直流插拔结构，在插头11拔出很短距离，既可以熄灭电弧，并利用电容充满电后即自动断路的特性，分断主回路，显著提高了插头11与插座10的分断效率，提高了用电安全。
如图1所示为本发明的直流插拔结构的一种实施方式。
如图1所示，本发明直流插拔结构包括包括连接到主回路1中的插座10以及与插座10配合的插头11，还包括至少一个与主回路1并联的分流回路2，分流回路2的一端与插座10电连，另一端与插入插座10的插头11配合，所述插头11与插座10断开时，插头11首先与插座10分离，然后与分流回路2分离。
优选的，分流回路2与插头11配合的一端设置在插座10的插套上方，使得插头11先与插座10的插头分离，再与分流回路2分离。显然，也可以采用其它的传动结构，使得插头11首先与插座10分离，然后与分流回路2分离，均属于本发明的保护范围。
优选的，所述插座10为两相插座，包括第一插孔和第二插孔，第一插孔为L相插孔，第二插孔为N相插孔；所述插头11为两相插头，包括第一插针和第二插针，第一插针为L相插针，第二插针为N相插针；所述第一插针、第二插针分别与第一插孔、第二插孔对应配合。
优选的，所述分流回路2包括电阻20、电容21和静触点22，电阻20与电容21并联，电阻20的一端与电容21的一端相连形成第一节点，电阻20的另一端与电容21的另一端相连形成第二节点，第二节点与静触点22电连。
优选的，所述静触点22固定设置在插座10内。
优选的，所述静触点22为镀银触点。
优选的，所述电阻20和电容21均可拆卸，以便于本发明插座10和插头11应用于不同场合时，更换电阻20和电容21。
优选的，如图1所示，本发明直流插拔结构包括一个分流回路2，分流回路2的第一节点与插座10的L相插孔(或N相插孔)电连，分流回路2的静触点2与插头11的L相插针(或N相插针)滑动接触配合。
优选的，如图2所示，本发明直流插拔结构包括两个分流回路2，一个分流回路2，其第一节点与L相插孔电连，其静触点22与L相插针滑动接触配合；另一个分流回路2，其第一节点与N相插孔电连，其静触点22与N相插针滑动接触配合。
需要指出的是，所述插座10也可以是三相插座或四相插座，插头11与插座10对应配合，分流回路2的个数也可以根据实际需要，例如分断电流的大小、插座/插头规格等，进行选择。
如图3所示，本发明还公开另一种直流插拔接结构。
本发明的直流插拔结构，包括连接到主回路1中的插头11，插头11与插座10插拔配合，还包括至少一个与主回路1并联的分流回路2，分流回分流回路2的一端与插头11电连，另一端与插座10配合，分流回路2包括电阻20和电容21，电容21一端与插头11电连另一端与插座10配合，电阻20与电容21并联，插座10与插头11断开时，插座10首先与插头11分离，然后与分流回路2分离。
优选的，所述电阻20一端与电容21一端相连形成第一节点，电阻20的另一端与电容20的另一端相连形成第二节点，第一节点与静触点22电连，静触点22与插座10滑动接触，第二节点与插头11电连。
需要指出的是，本发明的直流插拔结构，其分流回路2包括并联的电容21和电阻20，在插座10和插头11分离时，产生电弧，电容21吸收能量，因为电容21充满后会自动断开，因此必须在电容21充满之前熄灭电弧，因此需要根据分断电流的大小调整电容的体积，以实现最佳的灭弧效果，电弧熄灭后，电容21内的电能会经由电阻20缓慢释放，为下次灭弧做准备。经实验证明，所述分流回路2如果仅设置电阻20，一则采用的是限流原理，无法根治电弧，二来，如果电阻值过小，在插头插座分离式，热耗过大，容易烧毁电阻，如果电阻过大，电阻会被电弧短接，不能起到限流作用，因此电阻的选值较难；而本发明的分流回路2，只需要电容21具有足够大的电容值，即可实现对电弧能量的完全吸收，从而确保电弧的完全系熄灭。而且本发明的分流回路2，其电容21既可以与负载侧固定电连，也可以与电源侧固定电连，在插座10和插头11完全闭合或者完全分离(即插头11或插座10与分流回路2不再电接触)后，电容21即不再接入主回路1(即电容21或者被短路，或者与主回路1处于断开状态)，而仅仅通过电阻20进行放电，因此保证电容21可以长时间可靠的工作，而不会因长时间接入主回路1而发生损坏。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流插拔结构，其包括连接到主回路(1)中的插座(10)；其特征在于：还包括至少一个与主回路(1)并联的分流回路(2)，分流回路(2)的一端与插座(10)电连，另一端与插入插座(10)的插头(11)配合，分流回路(2)包括电阻(20)和电容(21)，电容(21)一端与插座(10)电连，另一端与插头(11)配合，电阻(20)与电容(21)并联；所述插头(11)与插座(10)断开时，插头(11)首先与插座(10)分离，然后与分流回路(2)分离。
2.根据权利要求1所述的直流插拔结构，其特征在于：分流回路(2)与插头(11)配合的一端设置在插座(10)的插套上方。
3.根据权利要求1所述的直流插拔结构，其特征在于：所述电阻(20)一端与电容(21)一端相连形成第一节点，电阻(20)的另一端与电容(21)的另一端相连形成第二节点，第一节点与插座(10)电连，第二节点与静触点(22)电连，静触点(22)与插头(11)滑动接触配合。
4.根据权利要求3所述的直流插拔结构，其特征在于：所述静触点(22)设置在插座(10)的插套上方。
5.根据权利要求1所述的直流插拔结构，其特征在于：所述插座(10)包括第一插孔和第二插孔，插头(11)包括第一插针和第二插针，第一插针、第二插针分别与第一插孔、第二插孔对应配合；
所述电容(21)的一端与第一插孔电连，另一端与第一插针配合。
6.根据权利要求1所述的直流插拔结构，其特征在于：所述插座(10)包括L相插孔和N相插孔，插头(11)包括L端插针和N端插针，L端插针、N端插针分别与L相插孔、N相插孔对应配合；
还包括两个分流回路(2)，一个分流回路(2)的电容(21)的一端与L相插孔电连，另一端与L端插针配合；另一个分流回路(2)的电容(21)的一端与N相插孔电连，另一端与N端插针配合。
7.一种直流插拔结构，其包括连接到主回路(1)中的插头(11)；
其特征在于：还包括至少一个与主回路(1)并联的分流回路(2)，分流回路(2)一端与插头(11)电连，另一端与插头(11)插入的插座(10)配合，分流回路(2)包括电阻(20)和电容(21)，电容(21)一端与插头(11)电连，另一端与插座(10)配合，电阻(20)与电容(21)并联；所述插座(10)与插头(11)断开时，插座(10)首先与插头(11)分离，然后与分流回路(2)分离。
8.根据权利要求7所述的直流插拔结构，其特征在于：
所述电阻(20)一端与电容(21)一端相连形成第一节点，电阻(20)的另一端与电容(20)的另一端相连形成第二节点，第一节点与静触点(22)电连，静触点(22)与插座(10)滑动接触，第二节点与插头(11)电连。
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