[发明专利]永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明公开了永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置及其控制方法，属于智能化开关电器的技术领域。

背景技术

永磁操动机构的真空开关由于具有结构简单、工作可靠、驱动方便、控制迅速等诸多优点而逐渐得到广泛应用。而永磁真空开关实现分合闸操作的驱动电流由分合闸储能电容来实现，故储能电容器在断路器中是比较重要但很脆弱的一个环节，这也是关系到断路器能否可靠工作、稳定运行的关键因素。

现有的永磁真空开关的分合闸电容组充电电路，通常采用通过交流供电电源经整流滤波后直接给分合闸充电，一方面，电容组充电初始时间，瞬间电流较大，对线路及回路的其他器件造成一定的影响，滤波电容的瞬间充电电流过大常常会造成电路的烧结或电路保护断开回路，另一方面，长时间直接对合分闸电容组直接进行充放电操作对分合闸电容组性能有一定的影响，严重影响电容器的使用寿命，最终会导致永磁真空开关不能够正常稳定的工作。

永磁真空开关的分合闸电容组切换充电电路，通常采用机械式切换电容组连接触点的方式，由于机械连锁切换速度相比电子器件电路切换速度较缓慢，并且机械触点间很难达到无缝接触存在一定的间隙，对分合闸线圈放电过程中机械触点间容易出现拉弧现象，因此，机械式切换电容组的方法对于永磁真空开关的正常运行存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置及其控制方法。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置，主回路输出的充电电流经过切换装置向分合闸电容组充电，所述切换装置包括：切换单元、恒流充电过程量采集单元、电压检测单元、微控制器驱动检测单元，

所述恒流充电过程量采集单元的正采集端子与主回路输出端连接，恒流充电过程量采集单元的负采集端子与切换单元的固定端连接，切换单元的活动端分别与分闸电容组正极、合闸电容组正极连接，分闸电容组负极以及合闸电容组负极接主回路的地，电压检测单元的一个采集端子与切换单元固定端连接，电压检测单元的另一个采集端子与主回路的地连接，恒流充电过程量采集单元的输出端与微控制器驱动检测单元的电流采集引脚连接、电压检测单元输出端与微控制器驱动检测单元的电压采集引脚连接，微控制器驱动检测单元输出端与切换单元的控制端连接；

分闸电容组或者合闸电容组在切换单元动作后接入主回路，电压检测单元采集接入主回路电容组的电压，恒流充电过程量采集单元实时检测主回路输出的充电电流，微控制器驱动检测单元根据接入主回路电容组的电压以及充电电流得到切换单元的控制信号。

作为所述永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置的进一步优化方案，主回路包括：整流滤波模块、变压器模块，所述整流滤波模块输入端接交流电，所述变压器模块输入端接整流滤波模块输出端，变压器模块输出平滑的充电电流；

其中，所述整流滤波模块包括整流单元、上电限流保护单元以及滤波电容，所述上电限流单元包括：第一电阻一端与接整流单元的一个输出端子，第一继电器公共端、第一电阻另一端均与滤波电容正极连接，第一继电器的常开点与第一电阻的另一端连接，滤波电容负极接整流单元的另一个输出端子；

第一继电器的公共端在初始上电时与常闭点连接，输入交流电经过整流单元、第一电阻向滤波电容充电，第一继电器线圈在滤波电容充电完成后得电动作，第一继电器公共端与常开点连接将第一电阻短接。

作为所述永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置的进一步优化方案，变压器模块包括：变压器，接在变压器副边绕组线圈上的尖峰消除电路，所述尖峰消除电路包括：第二、第三、第四二极管，第四、第五电阻，第三、第四电容，第一电感，

其中，第二二极管阴极、第三二极管阴极、第一电感一端、第五电阻一端分别与变压器副边绕组线圈的一端连接，第二二极管阳极、第三电容一极均与第四电阻一端连接，第三电容另一极、第四电阻另一端、第四二极管阴极均与第一电感另一端连接，第三二极管阳极、第五电阻另一端均与第四电容一极连接，第四二极管阳极、第四电容另一极、变压器副边绕组线圈另一端均接主回路的地。

作为所述永磁真空开关分合闸电容恒流充电切换装置的进一步优化方案，电压检测单元包括：第六、第七、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第二十电阻，调压电阻，第十七、第十八电容，运算放大器，第三、第四光耦，第十二极管，