CN209981042U - 一种用于电气直流接点的消弧电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于电气直流接点的消弧电路，包括接点、电阻R、电容C、二极管D1、二极管D2和压敏电阻YM；两个接点之间串联连接有电阻R和电容C，二极管D1和电阻R并联，二极管D2和电容C反向并联；压敏电阻YM并联在两个接点之间；二极管D1用于给电容C充电。本实用新型中采用高耐压的电解电容、使本实用新型适用于直流电路中的各种电气接点保护，达到了在分断直流电流时接点不起电弧的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于消弧电路技术领域，特别涉及一种用于电气直流接点的消弧电路。
背景技术
目前在各领域控制电路中，继电器、限位开关、各种辅助开关被广泛采用，在使用中常常发生这些控制器件的接点，在分断直流电流时被产生的电弧烧损，导致设备不能正常工作，对于这个问题目前没有一个有效的解决方法，只有简单的RC串联电路组成的过电压吸收电路，其中R从几十到几百欧的电阻，C为零点几微法的无极性电容串联构成吸收电路，并联在接点之间来限值接点断开时的电压上升幅值，但由于串联电阻R较大，受RC充放电时间常数的影响，用于分断直流电流时，在接点分断的最初时段接点两端任然存在直流电压导致起弧，接点消弧效果不理想，接点被电弧烧损影响了电气设备的安全性和可靠性，比如：电力系统中广泛采用的高压断路器控制回路中，辅助开关是表示断路器工作状态的重要器件，其接点是否可靠接触直接关系到断路器是否能正常执行分合闸指令，在断路器进行分合闸操作时由于辅助开关的接点反复切断控制直流电流，运行一段时间后，会发生辅助开关接点烧损导致接触电阻变大、分合闸回路电阻变大，最终导致施加到分合闸电磁铁线圈上的电压下降，断路器不能正常执行分合闸指令，有的断路器厂家为了减小电弧的燃弧时间采用辅助开关多接点串联的接线方式，但这种串联接线方式的与逻辑关系又降低了接点工作可靠性，为了保证分合闸的可靠性，断路器辅助开关在使用了一段时间后就需要更换，因此，发明一种适用于分断直流电流的接点消弧电路可以完全消除电弧对接点的危害，对设备长周期安全可靠运行具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于电气直流接点的消弧电路，以解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于电气直流接点的消弧电路，包括接点、电阻R、电容C、二极管D1、二极管D2和压敏电阻YM；两个接点之间串联连接有电阻R和电容C，二极管D1和电阻R并联，二极管D2和电容C反向并联；压敏电阻YM并联在两个接点之间；二极管D1用于给电容C充电。
进一步的，两个接入点为A、B接点，A接点靠近电阻R，B接点靠近电容C；A接点接被保护接点正极，B接点接被保护接点接负极。
进一步的，压敏电阻YM的型号为ZOV20D471K压敏电阻。
进一步的，电容C为450V、5μF的电解电容。
与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
本实用新型中采用高耐压的电解电容、使本实用新型适用于直流电路中的各种电气接点保护，达到了在分断直流电流时接点不起电弧的目的。
本实用新型增加了二极管D1，保证R两端压降不会加到接点两端。降低接点分断最初阶段两端的电压使接点在分断时不起电弧，达到理想的灭弧效果。
本实用新型增加了D2，起到了保护电解电容的作用，使电容C不受反向电压的影响。
本实用新型增加了压敏电阻YM，限制了接点两端可能出现的最大电压，确保消弧电路可靠工作。
本实用新型可以使安装在各种电气设备上的继电器接点直流电流分断能力，达到与交流电流的同样的水平，扩展继电器的使用范围，降低使用成本。
本实用新型由于电路设计简单体积小重量轻，因此便于安装与任何直流接点上。
附图说明
图1为本实用新型电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明：
请参阅图1，一种用于电气直流接点的消弧电路，包括接点、电阻R、电容C、二极管D1、二极管D2和压敏电阻YM；两个接点之间串联连接有电阻R和电容C，二极管D1和电阻R并联，二极管D2和电容C反向并联；压敏电阻YM并联在两个接点之间；二极管D1用于给电容C充电。
两个接点为A、B接点，A接点靠近电阻R，B接点靠近电容C；A接点接正极，B接点接负极。
压敏电阻YM的型号为ZOV20D471K压敏电阻。
电容C为450V、5μF的电解电容。
采用压敏电阻对消弧电路进行保护，防止过电压对消弧电路元件造成的危害。
采用电解电容来延迟被保护接点在断开时候电压的建立时间，从而达到降低电场强度实现消弧的目的。
图中，A、B两点是并接在继电器、辅助开关等接点两端，A端接接点正极(电流流入端)，B端接接点负极(电流流出端)，当接点闭合时A、B两端被接点短路，C通过R放电，电压最终降为零，当接点分断直流电流时，接点打开，电流通过二极管D1给电容C充电，由于D1的正向压降只有零点几伏，保证了接点也就是A、B两端的电压很低，把R两端的电压钳位在D1的正向压降，保证了在接点断开的最初时刻A、B(接点)两端的电压几乎为零。电容两端电压上升的速度决定于接点开断回路中负载电阻以及电容C的大小，选择合适的电容量，使接点断开的瞬间A、B两端的电压为零或很低，不足以击穿接点间隙，在随后电容两端的电压按充电时间常数上升时，A、B两端电压上升但接点的开距也在随时间增大，选择容量合适的电容可以满足A、B两端电压的数值始终不足以击穿接点间隙，所以不会产生电弧，实现了消弧的作用。D2的作用是保护电容C不承受反向电压，R是限制接点在闭合时电容通过接点的放电电流，防止C的放电电流对接点造成烧损，YM是压敏电阻，起到限制A、B两端出现的最大正向电压的数值作用，保护C不受过电压的冲击而损坏，实际运用中YM的动作电压我们选三倍以上的接点分断电压，如，接点控制的是DC110V电压，我们选型号为ZOV20D471K的压敏电阻，其动作电压为470V，这样可以有效保护消弧电路，C选择450V、5μF的电解电容。本实用新型电路用环氧树脂灌封在一个体积很小的容器中，外观有火柴盒一半的大小，解决了每运行2至3年就要更换辅助开关的问题，由于体积小、重量轻，我们直接使用扎带固定在线上，安装方便。
原理说明：
直流电流的大小是不过零点的，这样继电器或各种辅助开关、限位开关的接点，在分断直流电流时会产生持续电弧，这是由于这些电气接点由闭合状态到分断状态的最初始阶段，接点间隙可以认为无限小，这样接点两端的电场强度就会很强，(电场强度E＝U/d(伏/米),U是接点两端的电压，d是继电器接点的开距)这样接点断开最初瞬间，即使不高的直流电压就可以轻易将接点间隙击穿产生电弧，由于电弧是温度极高的电流，一旦起弧后接点被电弧短接，将长时间存在，一直持续到接点的开距足够大，其接点两端的电压不能维持电弧时为止，高温电弧导致接点烧损、接触电阻变大，接点的通流能力下降。
借鉴交流电流的过零属性实现自然灭弧的思路，在接点开断直流电流时，设法使直流电压在接点分断最初的瞬间保持零或很低的电压，那么虽然接点在开断最初开距很小，但接点两端的电压是从零按充电时间常数上升，最初电压很低，不足以击穿接点间隙，随着接点开距随时间增大，选择合适的时间常数，使接点两端电压上升的速度，始终低于接点开距的击穿电压，从而不会产生电弧，起到了在接点分断时的消除电弧作用，本实用新型的消弧电路简单可靠。
Claims (4)
1.一种用于电气直流接点的消弧电路，其特征在于，包括接点、电阻R、电容C、二极管D1、二极管D2和压敏电阻YM；两个接点之间串联连接有电阻R和电容C，二极管D1和电阻R并联，二极管D2和电容C反向并联；压敏电阻YM并联在两个接点之间；二极管D1用于给电容C充电。
2.根据权利要求1所述的一种用于电气直流接点的消弧电路，其特征在于，两个接入点为A、B接点，A接点靠近电阻R，B接点靠近电容C；A接点接被保护接点正极，B接点接被保护接点接负极。
3.根据权利要求1所述的一种用于电气直流接点的消弧电路，其特征在于，压敏电阻YM的型号为ZOV20D471K压敏电阻。
4.根据权利要求1所述的一种用于电气直流接点的消弧电路，其特征在于，电容C为450V、5μF的电解电容。
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