[发明专利]一种插头与插座的直流插接装置和方法

说明书

本发明提供了一种插头与插座的直流插接装置和方法，包括：直流插座(1)、直流插头(2)和直流用电器(3)；直流插座(1)内设有机械开关(4)和机械开关启动机构(7)，机械开关启动机构(7)与机械开关(4)连接；直流插头(2)内设有卡锁(8)；直流用电器(3)内设有负荷启动机构(9)；卡锁(8)分别与负荷启动机构(9)和机械开关启动机构(7)接触连接；卡锁(8)通过控制负荷启动机构(9)的断开/闭合，和通过控制机械开关启动机构(7)进而控制机械开关(4)断开/闭合实现装置在插接过程中灭弧；本发明实现了插头与插座的无弧插接与分离，避免了电弧烧灼，延长直流插头和插座的使用寿命。

技术领域

本发明涉及配用电技术领域，具体涉及一种插头与插座的直流插接装置和方法。

背景技术

在家电等日常用电设备中，其内部电路大部分采用直流电力驱动，用电器内部需配置电力转换电路实现交直流变换。随着电力电子技术的发展为用电设备提供稳定、可靠的直流电力已经成为可能，直流电器采用直流电直接供电可以省去能效较低的交直流变换电路，既可以节约电器制造成本，又能够节能，得到了广泛关注。然而，不同于交流电，直流电没有交变，其电流波形无过零点，工作中的直流用电设备在通过插拔方式与直流电源断开物理连接的时候，在存在一定功率的情况下，容易产生持续较长的高温电弧，从而带来火灾隐患。因此直流插拔过程中存在的电弧问题成了制约直流用电发展的一个重要因素。

为了抑制电器插拔过程中的直流电弧，目前常用两种方式来实现：一种是通过采用较低直流电压，以降低电弧对空气等绝缘介质的击穿作用，减少插头拔出时电弧持续时间和电弧长度；但这种方法并不能从根本上抑制直流电弧的产生，当直流电器设备插接不牢固且在较大电流下工作时依然会有燃弧发生。用电器功率较小时可以直接插拔(工作电流仅数安培时)，但用电器功率较大时，要实现用电器插头与插座安全分离，只能先关闭用电器使工作电流降低为0，再执行插拔操作；另一种是在插座中通过增设一级机械开关在电器设备进行物理拔前先行执行断开操作，如图13所示，以确保电气设备的插头拔出并与插座分离时处于断电状态，同时为了避免操作人员误操作该开关还往往与插头进行连锁设计以确保插座中的开关先断开后插头才能拔出。尽管上述两种插接方式可以在一定程度上减轻直流插拔过程中的电弧问题，然而却都依然还存在一些难以克服的问题。前者尽管因直流电压低，燃弧易熄灭，然而不能从根本上抑制直流电弧的产生，当直流电器设备插接不牢固且在较大电流下工作时依然会有燃弧风险；而后者尽管可以通过机械开关先灭弧，再实现安全拔出插头的操作，但机械开关在灭弧过程中易因电弧高温而劣化其性能，从而降低使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种插头与插座的直流插接装置和方法，本发明能解决直流插拔过程中的易产生直流电弧的问题，并兼顾直流插拔安全与直流插头插座的使用寿命。通过合理设计电气开断与物理开断的物理机构和操作机制，实现直流插头与插座的可靠插接与安全分离，从而达到直流用电安全与确保直流插接设备使用寿命的目的。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

本发明提供了一种插头与插座的直流插接装置，包括：直流插座(1)、直流插头(2)和直流用电器(3)；

所述直流插座(1)内设有机械开关(4)和机械开关启动机构(7)，所述机械开关启动机构(7)与所述机械开关(4)连接；所述直流插头(2)内设有卡锁(8)；所述直流用电器(3)内设有负荷启动机构(9)；

所述卡锁(8)分别与所述负荷启动机构(9)和所述机械开关启动机构(7)接触连接；

所述卡锁(8)通过控制所述负荷启动机构(9)的断开/闭合，和通过控制所述机械开关启动机构(7)进而控制机械开关(4)断开/闭合实现装置在插接过程中灭弧。

优选的，所述卡锁(8)包括：负荷开关启动机构(13)、开关(16)和第一弹簧(15)；

所述负荷开关启动机构(13)的一面与第一弹簧(15)固定连接；