[发明专利]一种带有电容的家用直流插头插座及工作方法

说明书

本发明公开了一种带有电容的家用直流插头插座及工作方法，该直流插头插座包括直流插头和直流插座，包括插头插座外壳，插头插座外壳内设有四个永磁体，插头内设有两套插脚，插头外壳底部设有两个弹簧块，插座内设有两套插孔与插头插脚对应，插孔内部边缘设有连接触头，分别与正极、电容器、电阻器、负极连接，插座内设有两个弹簧装置。本发明利用电容器实现无弧插拔，通过磁铁‑弹簧结构实现插头与插座的锁定以及快速分断。本发明不仅实现了直流插头插座进行无弧分断的功能，而且结构简单，成本低，可以安全可靠地应用在家庭直流负荷工作场景下。

技术领域

本发明涉及直流电路电器设备领域，特别涉及一种带有电容的家用直流插头插座及工作方法。

背景技术

从早期的电视机，到后来的直流变频空调、计算机，再到如今的数据中心，都有使用直流电源的需求。而如果用交流电供电，需要通过各个设备配备的交流适配器将交流电转换成直流电供给设备使用，该过程的转换效率大多只有80％左右，所以如果可以直接采用直流供电，那么将可以有效地提高效率、节约能源、保护环境。同时，随着新能源发电、储能和直流负荷的高速发展和大量接入，以及电力电子技术的快速发展，直流或交直流配用电系统研究与建设成为近年来行业发展的热点。

低压直流插座作为直流用电系统的最末端，是可预见的直流用电系统实施的重要环节，其研发有着重要战略意义。如今，市场上已有的直流插头插座大多为低电压、小电流，供小型电子设备使用的直流插头插座，受限于其电压电流等级，无法在直流大负荷工作条件下使用，阻碍了直流配用电系统的发展。

设计可以工作在大负荷条件下的直流插头插座，必须解决的问题就是如何快速安全地熄灭电弧。交流系统在发生短路故障时产生的是交流电弧，开关断开后，电弧在过零点会自动熄灭，存在开断有利条件。而直流电弧由于不存在过零点，导致开关不能断开电弧，直流系统在发生故障时，常规交流用开关是不能使其断弧的。电弧的温度可达数千摄氏度，容易导致材料的烧蚀，直接影响直流插头插座的可靠性和使用寿命，此外插脚和插孔处产生的电弧可能还会引起窜电现象，容易引发误动作而损坏电气设备，甚至有可能引起火灾，严重威胁人身和财产安全。

目前的直流插头插座专利，如“直流插头、直流插座和用电设备”(CN107369977A)，在直流插头插拔的过程中使插入部电阻段接入到回路中起到限制电流的作用，在直流插头完全插入到直流插座中后使插入部电阻段被短路而切岀回路进而不影响用电设备正常工作。

但是插拔过程中串接电阻会被电弧电阻短路，串接电阻较大时，串接电阻被电弧电阻旁路，电流主要流经电弧，造成持续燃弧；阻值较小时，由于电压恒定，电流很大，起不到应有的限流效果，串接电阻发热严重，容易烧毁，可靠性差；“直流配电用连接装置”(CN107919576 A)，采用磁铁-弹簧配合结构实现插座的迅速插拔，利用磁铁产生的磁场对电弧起到磁吹的效果。但是其没有熄灭电弧的功能，插针插仍然是带电操作，不利于使用时的安全性和稳定性；“一种插头插入后通电拔出前断电的直流插座”(CN 210326375)，在插拔过程中通过控制接触器线圈来驱动接触器触头开合，从而控制回路的通断。但是需要外接电源而且拔出插头时需要进行断点操作，成本高，使用不够方便。

发明内容

为了克服上述现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种带有电容的家用直流插头插座及工作原理，该直流插头插座具有结构简单，成本低，使用方便的特点，可以安全可靠地应用在家庭直流负荷工作场景下。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案: