專利名稱：小電弧大電流直流開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流開關(guān)，特別涉及一種小電弧大電流直流開關(guān)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有地鐵供電系統(tǒng)中的大電流直流開關(guān)柜存在一個(gè)普遍的問題，即故障跳 閘時(shí)產(chǎn)生的電弧嚴(yán)重影響開關(guān)柜的使用壽命。國外產(chǎn)品一般是故障跳閘兩次后 就必須進(jìn)行更換，而國內(nèi)產(chǎn)品僅僅能承受一次跳閘。在直流開關(guān)故障跳閘后， 開關(guān)本身已經(jīng)被電弧燒損就必須更換，而直流開關(guān)的更換直接影響地鐵的正常 運(yùn)營。國內(nèi)地鐵己經(jīng)多次由于大電流直流開關(guān)的損壞導(dǎo)致地鐵區(qū)段不能供電而 停運(yùn)，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。現(xiàn)有的大電流直流開關(guān)柜最關(guān)鍵的 技術(shù)問題是如何解決直流電弧的問題。由于城軌中的直流開關(guān)柜動作時(shí)都是有 載分閘的，動作電流非常大，而直流不能象交流一樣利用電流過零點(diǎn)來滅弧， 因此分閘時(shí)電弧產(chǎn)生的破壞很大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有地鐵與輕軌系統(tǒng)中大電流直流開關(guān)重復(fù)利用率低、造價(jià)昂貴 導(dǎo)致城軌運(yùn)行不穩(wěn)定的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種小電弧大電流直流開關(guān)。本 發(fā)明不僅能增加大電流直流開關(guān)故障跳閘后重復(fù)利用的次數(shù)，還能大大降低產(chǎn) 品生產(chǎn)成本，保證城軌系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)約相關(guān)企業(yè)的運(yùn)營成本。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括交流電源、調(diào)壓調(diào)頻 裝置、變壓器、直流開關(guān)觸頭、電容、負(fù)載，交流電源與調(diào)壓調(diào)頻裝置的一端相接，調(diào)壓調(diào)頻裝置的另一端與變壓器的輸出繞組相接，直流開關(guān)與變壓器的 輸入繞組串接再與電容并聯(lián)，再串接于直流電源與負(fù)載之間。
上述的小電弧大電流直流開關(guān)中，所述電容與變壓器形成串聯(lián)諧振。 本發(fā)明專利的技術(shù)效果在于本發(fā)明采用將流經(jīng)直流開關(guān)的直流故障電流 疊加到諧振電流上后，使得諧振電流往上抬升，因而正半波很大，負(fù)半波非常 小，這樣，就產(chǎn)生了人工過零點(diǎn)，在電流負(fù)半波內(nèi)的合適時(shí)刻觸發(fā)直流開關(guān)使 之分?jǐn)?，使得產(chǎn)生的電弧非常小，避免對開關(guān)觸頭的損害，基本消除電弧對開 關(guān)觸頭的破壞，從而延長大電流直流開關(guān)的使用壽命。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明中調(diào)諧調(diào)頻裝置采用的交交變頻電路。
圖3 (a)是單獨(dú)的直流故障電流，(b)是人工交流電流與直流故障電流的疊加。
具體實(shí)施例方式
參見圖l，本發(fā)明包括交流電源l、直流電源2、直流開關(guān)觸頭3、調(diào)壓調(diào) 頻裝置4、變壓器5、電容6、負(fù)載7。交流電源1與調(diào)壓調(diào)頻裝置4的一端相 接，調(diào)壓調(diào)頻裝置4的另一端與變壓器5的輸出繞組相接，直流開關(guān)3與變壓 器5的輸入繞組串接再與電容6并聯(lián)，再串接于直流電源2與負(fù)載7之間。
當(dāng)配套保護(hù)系統(tǒng)測量出故障(例如負(fù)載短路)發(fā)生時(shí)流經(jīng)直流開關(guān)的瞬間 電流，調(diào)壓調(diào)頻裝置快速產(chǎn)生出相應(yīng)幅值的交流電壓，該電壓加到直流開關(guān)、 電容和變壓器次邊的電抗組成的回路中，如果電容C和電抗L在角頻率w時(shí)滿足 C =—匕，則在此回路中將形成串聯(lián)諧振。如圖3 (b)所示，流經(jīng)直流開關(guān)的直流故障電流疊加到該諧振電流上后， 使得諧振電流往上抬升，因而正半波很大，負(fù)半波非常小，這樣，就產(chǎn)生了人 工過零點(diǎn)。在電流負(fù)半波內(nèi)的合適時(shí)刻觸發(fā)直流開關(guān)使之分?jǐn)?，使得產(chǎn)生的電 弧非常小，避免對開關(guān)觸頭的損害。通過選擇合適的交流電源頻率，配合機(jī)械 開關(guān)的靈敏動作，能將電弧控制在很理想的范圍內(nèi)。該方案結(jié)合傳統(tǒng)的滅弧技 術(shù)，能將電弧控制在很小的范圍內(nèi)，基本消除電弧對開關(guān)觸頭的破壞，從而延 長大電流直流開關(guān)的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種小電弧大電流直流開關(guān)，其特征在于包括交流電源、調(diào)壓調(diào)頻裝置、變壓器、直流開關(guān)觸頭、電容、負(fù)載，交流電源與調(diào)壓調(diào)頻裝置的一端相接，調(diào)壓調(diào)頻裝置的另一端與變壓器的輸出繞組相接，直流開關(guān)與變壓器的輸入繞組串接再與電容并聯(lián)，再串接于直流電源與負(fù)載之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電弧大電流直流開關(guān)，其特征在于所述電 容與變壓器形成串聯(lián)諧振。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種的小電弧大電流直流開關(guān)。它包括交流電源、調(diào)壓調(diào)頻裝置、變壓器、直流開關(guān)觸頭、電容、負(fù)載，交流電源與調(diào)壓調(diào)頻裝置的一端相接，調(diào)壓調(diào)頻裝置的另一端與變壓器的輸出繞組相接，直流開關(guān)與變壓器的輸入繞組串接再與電容并聯(lián)，再串接于直流電源與負(fù)載之間。本發(fā)明在大的故障電流工況下斷開直流開關(guān)時(shí)，通過在直流開關(guān)觸頭上疊加相應(yīng)大小的交流電流，創(chuàng)造出人工過零點(diǎn)，利用疊加電流的負(fù)半波幅值很小的特性，觸發(fā)開關(guān)動作，從而有效抑制了電弧的產(chǎn)生，延長開關(guān)使用壽命。
文檔編號H01H33/04GK101557093SQ20091004257
公開日2009年10月14日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者周宏宇, 張志文, 勇 李, 熊芝耀, 羅隆福, 董叔大, 許加柱 申請人:湖南大學(xué)