專利名稱：無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力開(kāi)關(guān)。
在電力領(lǐng)域中，開(kāi)關(guān)關(guān)斷電源時(shí)，觸頭間隙中會(huì)產(chǎn)生電弧，它不但影響開(kāi)關(guān)的使用壽命，而且會(huì)釀成預(yù)想不到的事故。本發(fā)明針對(duì)這一問(wèn)題，利用電容器特性，提出一種無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)。
說(shuō)明書(shū)


如下圖1是本發(fā)明總體構(gòu)思原理圖，圖中1是開(kāi)關(guān)連接電源和負(fù)載的主觸頭，10是電容續(xù)流截?cái)嚯娐罚?是輔助觸頭。
圖2、3分別是本發(fā)明直流開(kāi)關(guān)和交流開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖，圖中2是電容器，3是整流電橋，6、7是二極管，8是放電電路。
圖4是電容續(xù)流截?cái)嚯娐愤B接的另一種方式圖，圖中5也是一個(gè)主觸頭。
開(kāi)關(guān)斷電起弧的主要原因是觸頭氣隙中電場(chǎng)強(qiáng)度大于介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，使介質(zhì)電離，變?yōu)閷?dǎo)電物質(zhì)，進(jìn)行放電，形成電弧。電容器有兩個(gè)極好的特性1、電容器兩端電壓不會(huì)突變；2、電容器達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)具有隔斷直流作用。利用這兩個(gè)特性可以很好地解決上述問(wèn)題。
以下闡明無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)的原理和結(jié)構(gòu)。如圖1所示，這種開(kāi)關(guān)起限制電弧產(chǎn)生的主要部分是電容續(xù)流截?cái)嚯娐?0，該電路與連接電源和負(fù)載的主觸頭1并聯(lián)，斷電時(shí)主觸頭1先分離，電容續(xù)流截?cái)嚯娐吩俸碗娐窋嚅_(kāi)，通電時(shí)主觸頭1閉合不遲于電容續(xù)流截?cái)嚯娐泛碗娐愤B接時(shí)刻，電容續(xù)流截?cái)嚯娐房煞譃橹绷餍秃徒涣餍?，如圖2所示，對(duì)于直流開(kāi)關(guān)，電容續(xù)流截?cái)嚯娐酚呻娙萜?和放電電路8并聯(lián)構(gòu)成，它們?cè)俨⒙?lián)在開(kāi)關(guān)連接電源及負(fù)載的觸頭1兩端。這種開(kāi)關(guān)不產(chǎn)生電弧的機(jī)理是1當(dāng)觸頭斷開(kāi)時(shí)，電容器有一個(gè)充電過(guò)程，其兩端電壓由零逐漸上升，其容量選擇適當(dāng)，可使觸頭間隙增大過(guò)程中，始終大于其兩端電壓可擊穿的距離，因而不會(huì)產(chǎn)生電弧。2、電容器和電路斷開(kāi)時(shí)，電容器基本充電飽和，電路中幾乎不存在電流，也不會(huì)產(chǎn)生電弧。如圖3所示，對(duì)于交流開(kāi)關(guān)，電容續(xù)流截?cái)嚯娐酚烧麟姌?、電容器2及放電電路8構(gòu)成，整流電橋的輸入端并聯(lián)在開(kāi)關(guān)連接電源及負(fù)載的觸頭1兩端，整流電橋輸出端連接電容器2和放電電路8。上述兩種開(kāi)關(guān)，斷電后都都通過(guò)放電電路對(duì)電容器進(jìn)行放電，以消除電容續(xù)流截?cái)嚯娐泛碗娐愤B接時(shí)產(chǎn)生電容放電電弧。交流開(kāi)關(guān)增加整流電橋是因?yàn)榻涣麟娏魇请p向的，直接接電容器不會(huì)隔斷交流的，采用電橋會(huì)使電容器飽和而隔斷電流，達(dá)到無(wú)弧的目的。其抑制電弧產(chǎn)生機(jī)理和直流開(kāi)關(guān)類似，不再贅述。
如圖1、2、3所示，對(duì)于電容續(xù)流截?cái)嚯娐罚碗娐返倪B接及分離是通過(guò)在它和主觸頭1并聯(lián)連接電路中增設(shè)輔助觸頭4來(lái)實(shí)現(xiàn)，該觸頭分離滯后于主觸頭1的分離，閉合不超前于主觸頭1的閉合。
如圖4所示，對(duì)于電容續(xù)流截?cái)嚯娐罚碗娐返倪B接及分離也可通過(guò)增設(shè)主觸頭5實(shí)現(xiàn)，主觸頭5和主觸頭1在電路中是串聯(lián)關(guān)系，該觸頭分離滯后于主觸頭1的分離，閉合不超前于主觸頭1的閉合。
如圖2所示，對(duì)于連接電感性負(fù)載的直流開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)連接負(fù)載一端正負(fù)極間連接二極管6，二極管正極和負(fù)載端負(fù)極連接，負(fù)極和負(fù)載端正極連接。這樣就抑制了負(fù)載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電容器的額外充電。
如圖2所示，對(duì)于連接的電源電壓波動(dòng)較大的直流開(kāi)關(guān)，在電容器支路上串聯(lián)二極管7，二極管方向和電流方向一致。
如圖2、3所示，對(duì)于交流或直流開(kāi)關(guān)中的放電電路由電阻構(gòu)成，電阻和電容器2可以是固定的并聯(lián)連接，也可以通過(guò)觸頭在電容續(xù)流截?cái)嚯娐泛碗娐贩蛛x后再并聯(lián)。
以下是開(kāi)關(guān)中電容選擇實(shí)施例，對(duì)于直流開(kāi)關(guān)，由于可增加二極管6消除電感反壓，電容的耐壓值不低于電源電壓值，其容量的選擇應(yīng)使開(kāi)關(guān)觸頭分離過(guò)程中，間隙中電場(chǎng)強(qiáng)度小于介質(zhì)電離的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度；對(duì)于交流開(kāi)關(guān)，電容耐壓值應(yīng)考慮負(fù)載電感的反壓，應(yīng)高于電源電壓30％～50％，容量和直流開(kāi)關(guān)選擇相似。
實(shí)驗(yàn)表明這種開(kāi)關(guān)能徹底抑制電弧的產(chǎn)生，并且附加成本很低，是一種理想的電力開(kāi)關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種包括觸頭的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，其主要特征在于它還包括電容續(xù)流截?cái)嚯娐?10)，該電路與連接電源和負(fù)載的主觸頭(1)并聯(lián)，斷電時(shí)主觸頭(1)先分離，電容續(xù)流截?cái)嚯娐吩俸碗娐窋嚅_(kāi)，通電時(shí)主觸頭(1)閉合不遲于電容續(xù)流截?cái)嚯娐泛碗娐愤B接時(shí)刻；對(duì)于直流開(kāi)關(guān)，電容續(xù)流截?cái)嚯娐酚呻娙萜?2)和放電電路(8)并聯(lián)構(gòu)成，它們?cè)俨⒙?lián)在開(kāi)關(guān)連接電源及負(fù)載的觸頭(1)兩端；對(duì)于交流開(kāi)關(guān)，電容續(xù)流截?cái)嚯娐酚烧麟姌?3)、電容器(2)及放電電路(8)構(gòu)成，整流電橋的輸入端并聯(lián)在開(kāi)關(guān)連接電源及負(fù)載的觸頭(1)兩端，整流電橋輸出端連接電容器(2)和放電電路(8)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，對(duì)于電容續(xù)流截?cái)嚯娐?，它和電路的連接及分離是通過(guò)在它和主觸頭(1)并聯(lián)連接電路中增設(shè)輔助觸頭(4)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該觸頭分離滯后于主觸頭(1)的分離，閉合不超前于主觸頭(1)的閉合。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，對(duì)于電容續(xù)流截?cái)嚯娐罚碗娐返倪B接及分離也可通過(guò)增設(shè)主觸頭(5)實(shí)現(xiàn)，主觸頭(5)和主觸頭(1)在電路中是串聯(lián)關(guān)系，該觸頭分離滯后于主觸頭(1)的分離，閉合不超前于主觸頭(1)的閉合。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，對(duì)于連接電感性負(fù)載的直流開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)連接負(fù)載一端正負(fù)極間連接二極管(6)，二極管正極和負(fù)載端負(fù)極連接，負(fù)極和負(fù)載端正極連接。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，對(duì)于連接的電源電壓波動(dòng)較大的直流開(kāi)關(guān)，在電容器支路上串聯(lián)二極管(7)，二極管方向和電流方向一致。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān)，對(duì)于交流或直流開(kāi)關(guān)中的放電電路由電阻構(gòu)成，電阻和電容器(2)可以是固定的并聯(lián)連接，也可以通過(guò)觸頭在電容續(xù)流截?cái)嚯娐泛碗娐贩蛛x后再并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明采用續(xù)流阻斷原理,提出一種無(wú)電弧斷電電力開(kāi)關(guān),適用于交流和直流電力領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)完全表明本發(fā)明徹底抑制了開(kāi)關(guān)中電弧的產(chǎn)生,極大延長(zhǎng)了電力開(kāi)關(guān)的使用壽命,杜絕了電弧所產(chǎn)生的事故,同時(shí)還可為節(jié)約大量貴重稀有金屬,是一種極其理想的電力開(kāi)關(guān),有著十分廣闊的使用前景。
文檔編號(hào)H01H9/38GK1372283SQ01108809
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者王振民 申請(qǐng)人:王振民