CN202443886U - 一种同步开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种同步开关，由普通的开关(包括负荷开关、断路器、接触器)和附加在灭弧室内的触发电极以及触发脉冲电源和触发脉冲控制器组成。本实用新型可以解决现有的同步开关存在的可靠性差、稳定性不高，成本高等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种同步开关。属于有关合电压相位角可控、零电流开断要求的电器开关技术领域。
背景技术
对同步开关关合电压的相位角的要求有两种，一种是关合电容性负荷，要求电压为零时关合开关，另一种是关合感性负荷，要求电压为峰值时关合开关。目的均是为避免涌流。本文件以要求电压为零时关合开关为例进行描述，以简化文字，便于阅读理解。所有电压为零的例子，均适用于要求电压为峰值的情况。
现有的同步开关有两种方式。一种是通过记忆开关动作时间，在电压为零时刻之前，提前向开关发出动作信号，提前的时间就是曾经记忆的开关动作时间，使得触头在接触瞬间，正好赶到电压过零点的时间。这种方式的缺点是：1.开关的动作时间受机构机械摩擦力、时间、温度、电源电压、储能电容的容量及内阻等诸多因素影响。而机构的机械摩擦力、储能电容的容量及内阻在储能状态时都很难测量。其可靠性和精度都不可能很高。2.对三相开关来说，三相电压过零点的时间是不同的，开关合、分闸操作必然要分相操作，需要三个操作机构，制造成本必然大幅增加。另一种同步开关采用的方法是：将可控硅并联在普通开关的主触头两端，在需要关合时，先触发可控硅，使其在电压为零时导通，然后关合开关的主触头，以此来避免涌流；在需要开断时，主触头先断开，待负荷电流过零点时，可控硅再开断，避免截流产生过电压。在高电压情况下，需要多个可控硅串联，这种方式的成本相当高。受电子元件可靠性制约，综合可靠性不高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种同步开关，以解决要求零电压关合、零电流开断的开关技术问题。
本实用新型实现上述发明目的的技术方案如下：
方案1：在普通开关(负荷开关、接触器、断路器)上的灭弧室内，靠近一个主触头的位置处，设置一个由导电材料制成的触发电极，所述一个主触头和触发电极之间的距离保持在有触发脉冲电压输入时，能够保证发生放电的距离。放电产生导电的等离子体，致使灭弧室的两个主触头之间由绝缘状态转化为导电状态；触发脉冲电源输出端与一个主触头和触发电极分别连接；触发脉冲电源的控制端与接收合、分闸命令并检测普通开关主触头的端电压和电流信号的触发脉冲控制器相连接。
方案2：将真空触发开关，又称TVS管的主触头并联在普通开关的灭弧室的两主触头上；真空触发开关的触发端口接触发脉冲电源输出端；触发脉冲电源的控制端与接收合、分闸命令并检测普通开关主触头的端电压和电流信号的触发脉冲控制器相连接。
本实用新型的优点与积极效果如下：
1、利用触发脉冲电压放电，实现开关的零电压关合，零电流开断，其时间的精准度和可靠性有本质性的提高；
2、由于可靠实现开关的零电压关合，零电流开断，对电网的冲击大大减小，消除由此产生的涌流和过电压，对电网的可靠运行有重大意义；
3、由于可靠实现开关的零电压关合，零电流开断，主触头的电磨损大大降低，延长开关本体的使用寿命，提高开关本体的可靠性；
4、由于可靠实现开关的零电压关合，零电流开断，对开关本体的要求不像以前那样严格、苛刻，可以降低开关本体的制造费用；
5、与之配套的触发脉冲电源，触发脉冲控制器较现有的同步开关控制装置简单、便宜、可靠；
6、综合成本比现有的同步开关低，利于普及推广；
附图说明
图1是本实用新型一种实施方案的示意图。
图2是本实用新型另一种实施方案的示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体结构及工作原理说明如下：
参见图1，图1提供了一种实施方案。在普通开关(负荷开关、接触器、断路器)的灭弧室内增加一触发电极3。触发电极3是用导电材料制成的，安装在灭弧室4主触头2的内部。触发脉冲电源5的输出端接触发电极3和主触头2。触发脉冲控制器6接收合、分闸命令7和检测主触头1、2的端电压、电流信号8。在接收到合闸命令7后，分别检测三相主触头1、2间端电压，在三相主触头端电压依次达到零值时，分别触发该相灭弧室4内的触发电极3，产生导电的等离子体，使其在主触头1、2的端电压为零时刻由绝缘状态转化为导通状态，实现零电压关合。由于从合闸命令开始到主触头接通需要的时间大于触发导通的时间，触发导通后，负荷电流从主触头间隙的电弧中通过。当主触头接触时，端电压降为零，主触头间的电弧熄灭，负荷电流从主触头流过，完成零电压关合过程；在触发脉冲控制器6接收到分闸命令时，同时触发三相灭弧室的触发电极3，在主触头从开始分开到达到分闸位置时间内，负荷电流从主触头间隙的电弧中通过，由于此期间触发脉冲电压持续产生导电的等离子体，使主触头之间保持导通状态，负荷电流不会突然截断，避免由截流产生过电压，以致引起电弧重燃，造成关断失败。待三相主触头运动到分闸位置时，触发脉冲控制器6检测三相主触头的电流，在各相电流过零点时，分别依次停止各相的触发脉冲电压，使主触头之间立刻恢复绝缘状态，实现零电流开断的目的。主触头运动到分闸位置的判断有两种方案，一种是加装位置传感器；另一种是根据主触头运动时间，延时检测主触头电流。
图2提供同步开关的另一种实施方案。将真空触发开关，又称TVS管9的主触头10、11并联在普通开关(负荷开关、断路器、接触器)的灭弧室4两主触头1、2上。真空触发开关，又称TVS管9的触发、控制与图1相同。不同的是触发脉冲电压是施加在真空触发开关，又称TVS管9的触发电极3和主触头10上的。对于三相开关，需要将三个真空触发开关(TVS管)分别并联在开关的三个灭弧室上，分别由三个触发脉冲电源和控制器触发、控制。
Claims (2)
1.一种同步开关，其特征在于，在普通的开关上的灭弧室内，靠近一个主触头的位置处，设置一个由导电材料制成的触发电极，所述一个主触头和触发电极之间的距离保持在有触发脉冲电压输入时，能够保证发生放电的距离；触发脉冲电源输出端与一个主触头和触发电极分别连接；触发脉冲电源的控制端与接收合、分闸命令并检测开关主触头的端电压和电流信号的触发脉冲控制器相连接。
2.一种同步开关，其特征在于，将真空触发开关，又称TVS管的主触头并联在普通开关的灭弧室的两主触头上；真空触发开关的触发端口接触发脉冲电源输出端；触发脉冲电源的控制端与接收合、分闸命令并检测普通开关主触头的端电压和电流信号的触发脉冲控制器相连接。
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