[实用新型]节能型复合开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，更具体地说是涉及一种节能型复合开关。

背景技术

复合开关是用于控制电力电容器投切的器件，其工作原理是通过将可控硅(晶闸管)开关与继电器的触点并联接通电路，使可控硅在电容投入和切除的瞬间进行过零投切，即投入时在电压过零瞬间可控硅先过零触发导通，稳定后再将继电器触点吸合导通，而要切出时是先将可控硅导通，继电器触点继而断开，可控硅延时过零断开，从而实现电流过零时切除。由于复合开关是由可控硅经短时间导通后转为由继电器的机械接点来通过运行电流，因此，复合开关既具有可控硅开关过零投切无涌流的优点，又具有机械触点运行无功耗的长处，也就避免了可控硅运行发热和机械触点投切火花及给电网带来可能冲击的缺陷，是一种较为理想的电容投切开关。此外，由于继电器在吸合与断开的瞬间都没有涌流和火花，因此，它的电器理论寿命远高于设计的寿命，而它的机械寿命高达几十甚至上百万次，可以保证长期运行。

然而，由于复合开关通常都采用的是全封闭封装，即复合开关的组件可控硅和继电器通常是一起被封装于封闭壳体内，根据本领域普通技术人员的常识，在全封闭状态下的继电器线圈工作温升会远高于开放状态下的工作温升，严重时甚至可能影响继电器线圈的寿命，因而，复合开关的电器寿命也极可能受到影响。本发明人通过对若干组不同型号复合开关的继电器线圈进行了不同运行状态下阻值的对比测量实验也证实了上述说法：在工作状态下单相复合开关的继电器线圈至少有20多摄氏度的温升，三相复合开关的继电器线圈温升更高。

此外，现有技术中，电磁式继电器的线圈多为直接(或通过串接的控制开关直接)接到供电电源上，因此，在工作状态下，触点吸合前后该线圈上通过的电流大小是一致的。由于触点吸合后用于维持触点吸合的继电器线圈维持电流通常可以远小于吸合瞬间电流，因而，触点吸合后继续向继电器线圈通以原大电流，不但会造成电能浪费，而且继电器线圈也会因发热量大而使继电器使用寿命降低，尤其触点非频繁启闭的大功率电磁式继电器更是明显。

实用新型内容

本实用新型的目的，即在于提供一种节能效果好、使用寿命长的节能型复合开关。

本实用新型节能型复合开关，包括有用于与电网相连的第一端子，用于与电力电容相连的第二端子，用于连接继电器直流供电电源其中一极的第三端子，用于经与继电器控制开关串联后连接至继电器直流供电电源另一极的第四端子；在本复合开关内部，所述第一端子与第二端子之间为双向可控硅开关和继电器常开触点的并联电路，所述双向可控硅的门极与可控硅投切控制电路的输出端相连，所述第三端子和第四端子分别连接至继电器线圈的A端和B端；其特别之处在于：本复合开关还设有直接连接至所述继电器直流供电电源一极的第五端子，该端子与第四端子连接到所述继电器直流供电电源的同一极；所述第五端子与所述线圈A端之间，还连接有电容；所述线圈A端与第三端子之间，还连接有电阻。

所述电容的容量选择，应使得由该电容和所述继电器线圈组成的RC串联电路的时间常数为该继电器的可靠吸合时间的1.5倍以上，优选的所述时间常数为该继电器的可靠吸合时间的3倍。

所述电阻的阻值R≤U/I_维-R_J，其中：U为所述直流供电电源的供电电压，I_维为所述继电器线圈的最小可靠吸合维持电流，R_J为所述继电器线圈的直流电阻。

此外，所述继电器直流供电电源的供电电压，可采用等于所述继电器线圈的额定工作电压或高于该电压。本复合开关的其它控制电路部分，可采用或借鉴现有技术。所述继电器控制开关，可采用手控开关，或者采用电子式的有触点或无触点开关，例如采用由可控硅或三极管或场效应管等为基本元件的无触点开关。

本实用新型节能型复合开关的工作原理、工作过程及优点分析如下：

1)初始状态：在复合开关接收到电力电容投入指令前，继电器控制开关断开，直流供电电源通过电阻对电容按指数规律进行充电，直至充电结束；按照电学常识，此时电容两端电压基本可视同等于直流供电电源电压；

2)需要投入电力电容时，先控制复合开关中的可控硅在电压过零瞬间触发导通，电力电容稳定投入运行后再闭合所述继电器控制开关，此时，由于电容两端电压不能突变，在继电器线圈上基本上可视同接入了与直流供电电源等值的电压，则继电器线圈得电，将继电器触点接入电网；

3)在所述继电器的触点吸合到位后，控制复合开关中的可控硅切除；