[实用新型]瞬间换流技术开关

说明书

本实用新型涉及一种瞬间换流技术开关，属于高压大电流开关技术领域。

在电力技术输、配、供电领域，常规使用的断路器，交流接触器等负荷开关，在负载投切的过程中，会产生电弧(或火花)及操作过电压，尤其在大电流切断电感性负载时，易发生开关主触头的严重烧损和危害性操作过电压。为减轻开关主触头烧损的程度，通常需采用灭弧罩或用真空、油、SF6等绝缘介质的灭弧措施，不仅使制造技术工艺复杂，开关触头所需的低截流水平的触头材料(目前国内常用CuCr合金材料，日本最近开发的AgWc、CoAgSe合金材料)价格昂贵，而且开关在使用过程中因触头的烧蚀需经常维护(打磨)，使用寿命短，可靠性差。目前已公开的无弧交流接触器如95232323、97229337等专利均在该领域做了一定的努力。但均未解决在高电压大电流场合即能灭弧又能软投切、严格控制危害性操作过电压的技术问题。

本实用新型的目的是利用主触头的辅助接点实现自生同步触发与实现软投切的电子脉冲触发相结合，即达到稳定、可靠的效果，又达到无危害性操作过电压和灭弧双重目的，使开关与负载的投切均运行在最佳状态，特别是解决了高压领域该技术的难点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：主要由各类开关主触头K1和瞬间换流电路1，瞬间换流电路1主要包括并接在主触头K1两端的无触点开关及其控制电路，控制电路包括两路触发信号，一路由开关的辅助接点K2串联在控制极电路中，另一路是电子触发器M，辅助接点K2满足合闸时先于主触头10～20ms接台通，分闸时迟于主触头10～20ms断开，电子触发器M的触发脉冲满足在主触头合闸前无触点开关SCR刚好完成软投入，分闸时在主触头断开时即开始软切除。

上述的瞬间换流开关技术，其特征是与主触头并联的无触点开关是各种晶闸管，它可以连接成半控交流桥，也可以是全控交流桥。

上述的瞬间换流开关技术，其特征是电子触发器M可以采用脉冲变压器隔离，也可以用光电隔离电子器件。

上述的瞬间换流开关技术，其特征是在高压领域无触点开关晶闸管可采取多个串联形式，串联时一相桥上的所有晶闸管共用一个辅助接点K2,K2的一端与该相所有的控制极连接，而另一端接两个二极管D1、D2的阴极，D1、D2的阳极与该相桥的两端连接。

本实用新型的优点是：用两路触发回路即一路是无触点开关的电子触发，以便能用单片机全数字自动控制，并根据不同的使用场合开发不同的软件模块，可应用于发电机出口开关、线路开关、大型轧钢厂等高压负荷开关实现瞬间换流无火花运行，并可满足同期并网、空载长线、电力电容器或电抗器等冲击性负载实现平滑软投切，这种智能型开关还可满足电量检测、过压、欠压、过流等保护及报警等功能的要求。但这种方式由于电路复杂，万一在同步、移相、脉冲放大、直流稳压电源等电路的某一环节出现问题而不能正常工作时(例如三相短路对，微机采样会出现采不到同步信号而就无法工作)，开关跳闸时就会有电孤产生而烧损主触头，而本发明在这种情况下，可提供另一路辅助接点自生同步触发的方式，能简单可靠地实现瞬间换流。特别是在高压领域当晶闸管耐压不够时，采用串联使用时，其控制极电路用D1、D2两个高压硅堆反向串联，其阳极并接在串联的晶闸管两端，而阴极接辅助接点K2，巧妙地解决了串联晶闸管的自生同步触发问题，也就解决了该项技术在高压领域的技术难题。

下面对附图进行说明：图1是全控交流桥电路、图2是半控交流桥电路、图3是串联可控硅电路原理图，图中SCR是晶闸管、S是半控桥中的硅二极管、K1是主触头、K2是辅助触头或接点、D(包括DA、DB、DC、D1～D10)是导向二极管，MA、MB、MC是电子触发电路，RD1、RD2是熔断器。

下面闸述本实用新型的实施例，图1是全控交流桥方式，图2是半控桥方式，图3是串联晶闸管的电路形式，K2开关的辅助接点，在机械上很易实现，并已有这种类型的现成开关。电子触发电路现有技术中有用脉冲变压器隔离的，也有用光控可控硅和光电三极管隔离的，严格控制晶闸管的导通角，可在各种负载的工况下实现软投切，其控制脉冲技术也很成熟，软投切在电机行业也有成熟技术，因此不重复叙述。

另外晶闸管的选用，因其只短时工作，只要不超过通态浪涌电流值就能保证不发生损坏。