專利名稱：一種同步開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種同步開關。屬于有關合電壓相位角可控、零電流開斷要求的電器開關技術領域。
背景技術：
對同步開關關合電壓的相位角的要求有兩種，一種是關合電容性負荷，要求電壓為零時關合開關，另一種是關合感性負荷，要求電壓為峰值時關合開關。目的均是為避免涌流。本文件以要求電壓為零時關合開關為例進行描述，以簡化文字，便于閱讀理解。所有電壓為零的例子，均適用于要求電壓為峰值的情況?，F(xiàn)有的同步開關有兩種方式。一種是通過記憶開關動作時間，在電壓為零時刻之前，提前向開關發(fā)出動作信號，提前的時間就是曾經記憶的開關動作時間，使得觸頭在接觸瞬間，正好趕到電壓過零點的時間。這種方式的缺點是1.開關的動作時間受機構機械摩擦力、時間、溫度、電源電壓、儲能電容的容量及內阻等諸多因素影響。而機構的機械摩擦力、儲能電容的容量及內阻在儲能狀態(tài)時都很難測量。其可靠性和精度都不可能很高。2.對三相開關來說，三相電壓過零點的時間是不同的，開關合、分閘操作必然要分相操作，需要三個操作機構，制造成本必然大幅增加。另一種同步開關采用的方法是將可控硅并聯(lián)在普通開關的主觸頭兩端，在需要關合時，先觸發(fā)可控硅，使其在電壓為零時導通，然后關合開關的主觸頭，以此來避免涌流；在需要開斷時，主觸頭先斷開，待負荷電流過零點時，可控硅再開斷，避免截流產生過電壓。在高電壓情況下，需要多個可控硅串聯(lián)，這種方式的成本相當高。受電子元件可靠性制約，綜合可靠性不高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種同步開關，以解決要求零電壓關合、零電流開斷的開關技術問題。本發(fā)明實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術方案如下方案I :在普通開關(負荷開關、接觸器、斷路器)上的滅弧室內，靠近一個主觸頭的位置處，設置一個由導電材料制成的觸發(fā)電極，所述一個主觸頭和觸發(fā)電極之間的距離保持在有觸發(fā)脈沖電壓輸入時，能夠保證發(fā)生放電的距離。放電產生導電的等離子體，致使滅弧室的兩個主觸頭之間由絕緣狀態(tài)轉化為導電狀態(tài)；觸發(fā)脈沖電源輸出端與一個主觸頭和觸發(fā)電極分別連接；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測普通開關主觸頭的端電壓和電流信號的觸發(fā)脈沖控制器相連接。方案2 :將真空觸發(fā)開關，又稱TVS管的主觸頭并聯(lián)在普通開關的滅弧室的兩主觸頭上；真空觸發(fā)開關的觸發(fā)端口接觸發(fā)脈沖電源輸出端；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測普通開關主觸頭的端電壓和電流信號的觸發(fā)脈沖控制器相連接。本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果如下I、利用觸發(fā)脈沖電壓放電，實現(xiàn)開關的零電壓關合，零電流開斷，其時間的精準度和可罪性有本質性的提聞;2、由于可靠實現(xiàn)開關的零電壓關合，零電流開斷，對電網的沖擊大大減小，消除由此產生的涌流和過電壓，對電網的可靠運行有重大意義；3、由于可靠實現(xiàn)開關的零電壓關合，零電流開斷，主觸頭的電磨損大大降低，延長開關本體的使用壽命，提聞開關本體的可罪性；4、由于可靠實現(xiàn)開關的零電壓關合，零電流開斷，對開關本體的要求不像以前那樣嚴格、苛刻，可以降低開關本體的制造費用；5、與之配套的觸發(fā)脈沖電源，觸發(fā)脈沖控制器較現(xiàn)有的同步開關控制裝置簡單、
便宜、可靠；6、綜合成本比現(xiàn)有的同步開關低，利于普及推廣；


圖I是本發(fā)明一種實施方案的示意圖。圖2是本發(fā)明另一種實施方案的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的具體結構及工作原理說明如下參見圖1，圖I提供了一種實施方案。在普通開關(負荷開關、接觸器、斷路器)的滅弧室內增加一觸發(fā)電極3。觸發(fā)電極3是用導電材料制成的，安裝在滅弧室4主觸頭2的內部。觸發(fā)脈沖電源5的輸出端接觸發(fā)電極3和主觸頭2。觸發(fā)脈沖控制器6接收合、分閘命令7和檢測主觸頭1、2的端電壓、電流信號8。在接收到合閘命令7后，分別檢測三相主觸頭1、2間端電壓，在三相主觸頭端電壓依次達到零值時，分別觸發(fā)該相滅弧室4內的觸發(fā)電極3，產生導電的等離子體，使其在主觸頭1、2的端電壓為零時刻由絕緣狀態(tài)轉化為導通狀態(tài)，實現(xiàn)零電壓關合。由于從合閘命令開始到主觸頭接通需要的時間大于觸發(fā)導通的時間，觸發(fā)導通后，負荷電流從主觸頭間隙的電弧中通過。當主觸頭接觸時，端電壓降為零，主觸頭間的電弧熄滅，負荷電流從主觸頭流過，完成零電壓關合過程；在觸發(fā)脈沖控制器6接收到分閘命令時，同時觸發(fā)三相滅弧室的觸發(fā)電極3，在主觸頭從開始分開到達到分閘位置時間內，負荷電流從主觸頭間隙的電弧中通過，由于此期間觸發(fā)脈沖電壓持續(xù)產生導電的等離子體，使主觸頭之間保持導通狀態(tài)，負荷電流不會突然截斷，避免由截流產生過電壓， 以致引起電弧重燃，造成關斷失敗。待三相主觸頭運動到分閘位置時，觸發(fā)脈沖控制器6檢測三相主觸頭的電流，在各相電流過零點時，分別依次停止各相的觸發(fā)脈沖電壓，使主觸頭之間立刻恢復絕緣狀態(tài)，實現(xiàn)零電流開斷的目的。主觸頭運動到分閘位置的判斷有兩種方案，一種是加裝位置傳感器；另一種是根據主觸頭運動時間，延時檢測主觸頭電流。圖2提供同步開關的另一種實施方案。將真空觸發(fā)開關，又稱TVS管9的主觸頭 10、11并聯(lián)在普通開關(負荷開關、斷路器、接觸器)的滅弧室4兩主觸頭1、2上。真空觸發(fā)開關，又稱TVS管9的觸發(fā)、控制與圖I相同。不同的是觸發(fā)脈沖電壓是施加在真空觸發(fā)開關，又稱TVS管9的觸發(fā)電極3和主觸頭10上的。對于三相開關，需要將三個真空觸發(fā)開關(TVS管)分別并聯(lián)在開關的三個滅弧室上，分別由三個觸發(fā)脈沖電源和控制器觸發(fā)、 控制。
權利要求
1.一種同步開關，其特征在于，在普通的開關上的滅弧室內，靠近一個主觸頭的位置處，設置一個由導電材料制成的觸發(fā)電極，所述一個主觸頭和觸發(fā)電極之間的距離保持在有觸發(fā)脈沖電壓輸入時，能夠保證發(fā)生放電的距離；觸發(fā)脈沖電源輸出端與一個主觸頭和觸發(fā)電極分別連接；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測開關主觸頭的端電壓和電流信號的觸發(fā)脈沖控制器相連接。
2.一種同步開關，其特征在于，將真空觸發(fā)開關，又稱TVS管的主觸頭并聯(lián)在普通開關的滅弧室的兩主觸頭上；真空觸發(fā)開關的觸發(fā)端口接觸發(fā)脈沖電源輸出端；觸發(fā)脈沖電源的控制端與接收合、分閘命令并檢測普通開關主觸頭的端電壓和電流信號的觸發(fā)脈沖控制器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步開關，由普通的開關(包括負荷開關、斷路器、接觸器)和附加在滅弧室內的觸發(fā)電極以及觸發(fā)脈沖電源和觸發(fā)脈沖控制器組成。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有的同步開關存在的可靠性差、穩(wěn)定性不高，成本高等問題。
文檔編號H01H9/56GK102592867SQ20121004657
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權日2012年2月27日
發(fā)明者張斌, 張鵬 申請人:張斌