CN1368746A

CN1368746A - 续流无电弧断电交流电力开关

Info

Publication number: CN1368746A
Application number: CN 01102834
Authority: CN
Inventors: 王振民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-09-11

Abstract

本发明采用续流原理,提出一种无电弧断电交流电力开关,实验完全表明本发明彻底抑制了开关中电弧的产生,极大延长了电力开关的使用寿命,杜绝了电弧所产生的事故,同时还可为国家节约大量贵重金属银,是一种极其理想的电力开关,有着十分诱人的使用前景。

Description

续流无电弧断电交流电力开关

本发明涉及一种交流电力开关。

在电力电路中，广泛使用电力开关，储如各类闸刀，继电器，接触器都属电力开关。在一般情况下，负载大都呈电感性，因此断电时，会在电力开关触头对间隙中形成强烈电弧，不仅极大缩短电力开关的电寿命，甚至会酿成事故，本发明就是针对这一问题，采用续流原理，提出一种无电弧断电交流电力开关。

为了阐明本发明的构思，首先对电力开关的一些结构给予明确的定义。电力开关是靠接触机构接通或切断电路的。如附图1和附图2所示，对于每个接触机构都有一个可动的导体称为活动体1。触头对2是活动体和电路的接触部分，和电路连接、固定的部分称为静触头21，和活动体连接的部分称为动触头22。一般把接通负载和电源的触头统称为主触头。通过两对主触头接通电源和负载的接触机构称为双触头接触机构(附图1)，通过一对主触头接通电源和负载的接触机构称为单触头接触机构(附图2)。接触机构连接负载和电源的两端分别称为负载端3和电源端4。

附图说明如下：

附图1是开关的双触头接触机构示意图，附图2是开关的单触头接触机构示意图。两图中1是活动体，2是主触头对，3是负载端，4是电源端，21是静触头，22是动触头。

附图3是本发明构思原理图，图中5是双向晶闸管，6是双向晶闸管控制电路或触发机构。

附图4是电磁力控制的电力开关结构示意图，图中7是在电磁线圈上增加的副绕组，8是整流二极管，9是滤波电容器，10是限流电阻。

附图5、6是单个双向晶闸管和接触机构连接的开关触发机构示意图，图中11是一对副触头。

附图7是多个双向晶闸管和接触机构连接的开关触发机构示意图，图中11是若干对副触头，12是若干个双向晶闸管阳极到阴极串接组。

附图8是具有明显绝缘分离电力开关结构示意图，图中14是相互绝缘联动的两个副触头，13是延迟分离机构。

以下阐明本发明的总体构思：

半导体器件双向晶闸管有一个良好特性：阳极和阴级存在电压时，对控制极施加脉冲电流，双向晶闸管维持导通，导通方向和电压方向相同，双向晶闸管导通后关断条件是：控制极失去电流，且阳极与阴极间无电流。如附图3所示，在一个开关接触机构电源端和负载端，分别连接双向晶闸管的阳极和阴极，再在开关触头对断开瞬间在控制极存在触发电流或对控制极施加触发脉冲，接触机构主触头对分开瞬间，双向晶闸管导通。当双向晶闸管控制极失去触发电流后，由于流入负载电流是交变的，遇到负载电流为零时，双向晶闸管自动关断。在接触机构主触头对断开时，由于双向晶闸管续流，不会在主触头对间隙中产生电弧。双向晶闸管关断是在电流为零的状态下发生的，此时负载电感电磁能量为零，不会产生反压，也不会形成电弧。

因此本发明总体构思为：续流无电弧断电交流电力开关包括若干个接触机构，若干个双向晶闸管5和若干个触发电路或者触发机构6。在每个接触机构连接的电路断开瞬间，接触机构负载端和电源端分别和一个双向晶闸管5的阳极和阴极是连接的(附图3、4、5、6)或者和若干个双向晶闸管5阳极到阴极串接组12是连接的(附图7)，这种连接可以是永久性的固定性连接(附图3、4、5、6、7)，也可以是通过一定机构暂时性的可分离性连接(附图8)。每个双向晶闸管控制极由触发电路或触发机构6(附图3)提供触发电流或者电脉冲，触发电流或者电脉冲在电路断开瞬间可以已经存在，也可以同步产生，并在双向晶闸管触发后瞬即消失。

依上述构思，可以构成下述几种方式控制电路或触发机构：

1、如附图4所示，对于电磁力控制的闭合开关，其控制电路构成是在其电磁线圈上增绕若干个彼此独立的副绕组7构成一个变压器，每个副绕组连接二极管8、电容9和电阻10构成一个整流滤波电路，整流方式可以是半波整流，也可以是全波整流，整流滤波电路输出端连接双向晶闸管的控制极和阴极。

2、如附图5、6所示，对于接触机构两端连接一个双向晶闸管阳极和阴极的电力开关，双向晶闸管的控制极通过副触头对11和接触机构的活动体构成可分离式接触，通过一定结构使副触头对11的闭合超前于主触头对，分离滞后于主触头对。而对于双触头接触机构，采用一定结构使和双向晶闸管阴极连接的主触头对分离滞后于另一对主触头，接触超前于另一对主触头，构成触发机构。

3、对于双触头接触机构，双向晶闸管的控制极可以直接和活动体1连接，构成触发机构。

4、如附图7所示，对于接触机构两端连接若干个双向晶闸管阳极到阴极串接组12的电力开关，在接触机构中增加若干个副触头对11，这些副触头对的动触头与活动体1连接，并采用一定机构使副触头对分离滞后于和双向晶闸管阴极连接的主触头对，并且两相邻的的副触头对中靠近双向晶闸管阴极连接端一方的副触头对分离超前于另一副触头对，这些副触头对的固定的副触头依次与串接的双向晶闸管控制极连接。而对于双触头接触机构，采用一定结构使和双向晶闸管阴极连接的主触头对分离滞后于另一对主触头，构成触发机构。

上述几种电力开关，在断电后仍有晶闸管连接负载和电源，在要求电源和负载必须明显绝缘分离的场合，如附图8所示，在接触机构中增设一个或两个副触头14。双向晶闸管阳级或阴极或者两者通过副触头连接接触机构的负载和电源两端，并通过延时机构13使副触头和接触机构两端断开时间滞后于双向晶闸管的关断时间。

实验完全表明：本发明提供的电力开关断电时不存在电弧。并续流晶闸管仅在开关关断瞬间工作，只要负载电流不超过晶闸管许可的浪涌电流即可，也不需要采取任何散热措施，因而制造成本很低。同时还可以以铜质触头代替银质触头，节约宝贵的银资源。因此本发明在电力系统中具有良好的应用前景。

Claims

1、一种续流无电弧断电交流电力开关，包括若干个接触机构，其主要特征在于：它还包括若干个双向晶闸管和若干个触发电路或者触发机构，在每个接触机构连接的电路断开瞬间，接触机构负载端和电源端分别和一个双向晶闸管的阳极和阴极是连接的，或者和若干个双向晶闸管阳极到阴极串接组是连接的，这种连接可以是永久性的固定性连接，也可以是通过一定机构暂时性的可分离性连接；每个双向晶闸管控制极由触发电路或触发机构提供触发电流或者电脉冲，触发电流或者电脉冲在电路断开瞬间可以已经存在，也可以同步产生，并在双向晶闸管触发后瞬即消失。

2、按照权利1所述的续流无电弧断电交流电力开关，对于电磁力控制的闭合开关，其控制电路构成是在其电磁线圈上增绕若干个彼此独立的副绕组构成一个变压器，每个副绕组连接二极管、电容和电阻构成一个整流滤波电路，整流方式可以是半波整流，也可以是全波整流，整流滤波电路输出端连接双向晶闸管的控制极和阴极。

3、按照权利1所述的续流无电弧断电交流电力开关，对于接触机构两端连接一个双向晶闸管阳极和阴极的电力开关，双向晶闸管的控制极通过副触头对和接触机构的活动体构成可分离式接触，构成触发机构。

4、按照权利1所述的续流无电弧断电交流电力开关，对于双触头接触机构，双向晶闸管的控制极可以直接和活动体连接，构成触发机构。

5、按照权利1所述的续流无电弧断电交流电力开关，对于接触机构两端连接若干个双向晶闸管阳极到阴极串接组的电力开关，在接触机构中增加若干个副触头对，这些副触头对的动触头与活动体连接，这些副触头对的固定的副触头依次与串接的双向晶闸管控制极连接，构成触发机构。

6、按照权利1所述的续流无电弧断电交流电力开关，在接触机构中增设一个或两个副触头；双向晶闸管阳级或阴极或者两者通过副触头连接接触机构的负载和电源两端，并通过延时机构使副触头对断开时间滞后于双向晶闸管的关断时间，构成电源和负载明显绝缘分离的开关。