[发明专利]无电弧开关

说明书

本发明涉及一种无电弧电流开关。

西德DE2835045A1专利公开了一种机械电子开关，此开关的机械开关与双向晶闸管电子开关并联，当机械开关在闭合或分断时所述晶闸管电子开关将机械开关短路，从而避免电弧发生。这一开关的优点是结构简单，有相当的灭弧能力，缺点是：所述晶闸管触发极与阴极间的并联电阻原意为限流限压保护门极，但此电阻妨碍了小电流时晶闸管的导通，导致火花产生。欲保证晶闸管导通无误，就必须加大触发电容容量，这将导致开关分断后不工作时有较大漏电流产生。

为克服漏电流，西德DE3341947A1专利提出了机械开关断流新方案并采用箝位二级管代替前述电阻来保护晶闸管门极，此方案虽然克服了DE2835045A1专利的缺点，但又产生新的缺点：

1.机械开关部分远比现有机械开关复杂，将大大提高开关成本。

2.电子开关中的电容参数必须足够大时才足以吸收最后分断的机械开关可能产生电弧的能量，因而导致开关的体积增大，成本提高。

3.电磁铁还要一个较复杂的控制电路，难以实用化，商品化。

中国CN86107250A和CN87202791U两项专利说明书描述了一种与西德DE2835045A1极相似的机械电子开关，不同点在于没有了限流限压电阻而增加了触发电路中的保护电阻。这两项专利部分地克服了西德专利的缺点，当采用单向晶闸管时确有保护晶闸管作用。这两项专利的不足点在于：

1.DE2835045A1的漏电因开关无阻性负载而无有功损耗，但上述两项中国专利却退了一步，触发电路因有电阻漏电将造成有功损耗，浪费能源。

2.所述保护电阻降压严重，恶化了触发条件，小电流时不能保证可靠触发，将有火花产生。实验证明，这一技术方案会提高晶闸管导通时的管压降，显然不利于防弧。为保证晶闸管可靠触发就需要加大电容容量，必然造成开关的漏电严重。

3.在机械开关常开触点闭合和分断的全行程内，晶闸管都要工作，工作时间较长，其结果是导致晶闸管过载能力下降，这就要求提高晶闸管电流等级，从而提高成本，妨碍了商品化和实用化。上述西德专利也有类似缺点。

另外，上述所有专利文献所述技术都有一个共同的特点，即每一路开关都配置一只晶闸管，对磁力开关来说，单相开关的两路就配有两只晶闸管，三相开关的三路配有三只晶闸管。这样的设计使用的晶闸管量多，提高了成本。

为了克服上述专利的技术缺陷，本发明提出了新的技术方案，新方案可显著地减少晶闸管控制旁路的漏电流且无有功损耗，新方案使晶闸管工作时间大大缩短从而提高了过载能力，降低了产品成本，便于商品化，实用化。新方案还减少一只晶闸管，使成本更低。

图1是本发明减少晶闸管控制旁路漏电和消除有功损耗的技术原理图和实施例。

图2，图3是本发明缩短晶闸管工作时间的原理图和两个实施例。

图4是本发明减少一只晶闸管的原理图及实施例。

现在结合这些图来描述本发明技术方案详细内容。

1.图1中1，2触点构成一付常开触点，2，3触点构成一付常闭触点，1，2，3构成的机械开关不动作时晶闸管4的阴极和触发极被短路（如图中情况），4不会被触发。当3，2分开时，4被旁路电容5触发。1，2闭合后4被短路而关闭。1，2分断时，4导通直至2，3闭合。

这一技术方案既不同于上述西德专利也不同于上述中国专利，它的控制旁路没有电阻，阴极与触发极之间也没有接电阻，这就克服了上述这两部分有电阻的一系列缺点，使触发可靠，管压降减小，漏电流减小，消除了有功损耗，既节能又利于消弧，既降低成本又减小产品体积。利用一只北京机床电器厂生产的JZ7中间继电器按图1原理接线，5的参数仅有0.01μF，漏电可忽略不计。这一参数还使晶闸管压降下降为0.5伏，这一方案不会损坏触发极的原因是5值很小，实验结果证明无弧，工作可靠。