[发明专利]一种开关消弧电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止开关电器在闭合或断开时拉弧的开关消弧电路及其控制方法。

背景技术

负荷开关、插座、分断器、交流接触器、继电器等是常用的开关电器，这类开关电器多采用机械触点的接触与断开来实现工作电路的导通或分断。但是，上述开关电器的机械触点在闭合和分离的瞬间由于触点间距离很小而电场强度很大，这时便会产生拉弧(放电)现象，频繁拉弧会烧毁开关触头，进而影响开关使用寿命，也降低了电路的可靠性，因此，如何有效熄灭电弧是开关电器在实际应用中需要亟待解决的一个问题。

为了消除开关电器的拉弧现象，现有技术中广泛采用真空灭弧室或SF6灭弧装置来消除电弧，尤其是高压大电流领域，这种灭弧装置虽然克服了打火、拉弧现象，能够达到较好的灭弧效果，但其本身结构复杂，制造成本较高，维修困难，而且开关电器的载流量和使用寿命受到灭弧能力的限制，不利于普遍推广使用。

另一种较为常见的消除拉弧现象的方法是在主开关两端并联一个等效电阻分流电路来实现消弧的目的，如申请号为200810034835.3的中国发明专利《基于可变电容的无弧分断电路及其方法》就公开了一种基于可变电容的无弧分断电路及其方法，包括开关电器的主触头、辅助触点、可变电容、限流电阻，辅助触点、可变电容和限流电阻串联在一起形成辅助通道，辅助通道与主触头并联。在上述专利中，采用了由辅助触点、可变电容和限流电阻串连形成的辅助电路来消除主触头在断开时的电弧，利用可变电容的充电特性来转移电弧能量，使得主触头在最小起弧电压下断开。

但是，由于电容本身除了充电特性之外，同时具有放电的功能，上述专利中的电容对充放电时间的设计要求较高，若在主触头还未完全断开之前已经饱和，则此时电容就会释放电荷，于是，会有部分电能又转移到主触头回路上，当主触头断开时仍会产生电弧，不能达到较好的灭弧效果，也不利于普遍使用；而且，该专利中的辅助电路只能够消除主开关在断开时的电弧，当主开关再次闭合时仍然会产生拉弧现象，因此，不能够同时保证开关在断开和闭合时均能实现消除，灭弧效果不理想，还有待于作进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能够保证开关无弧闭合和无弧分断且灭弧效果更佳的开关消弧电路，该开关消弧电路的电路结构简单，有利于普遍推广使用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该开关消弧电路，包括有可串接在直流或交流电路中的开关电器主触头，该主触头具有第一电极端和第二电极端，所述主触头的第一电极端和第二电极端之间还并联有一辅助电路，所述的辅助电路包括有：

一辅触头，该辅触头与所述主触头为具有先后逻辑控制关系的联动开关，所述逻辑控制关系具体为，在合闸时，所述辅触头(K2)先闭合，然后在延迟时间Δt后，令所述主触头(K1)闭合，其中，所述Δt大于主触头(K1)的开关电弧起弧时间；在分闸时，所述主触头(K1)先断开，然后在延迟时间Δt后，令所述辅触头(K2)断开，其中，所述Δt大于主触头(K1)的开关电弧起弧时间；

一限流电阻；以及

一三端可控电路，包括有第一电压端、第二电压端和控制端；

其中，所述可控电路的第一电压端和所述主触头的第一电极端相连，所述可控电路的第二电压端和所述主触头的第二电极端相连，所述可控电路的控制端和所述辅触头的第一端相连，该辅触头的第二端经所述限流电阻和所述可控电路的第一电压端相连，并且，所述可控电路的第一电压端、第二电压端和控制端之间具有如下的逻辑关系：

当所述第一电压端相对于第二电压端加正向电压，且所述控制端同时接收触发信号时，所述的可控电路导通；

当所述第一电压端相对于第二电压端加负向电压，且所述控制端同时接收触发信号时，所述的可控电路导通；

当所述第一电压端和第二电压端之间加正向或负向电压，而所述控制端无触发信号时，所述的可控电路截止；