[实用新型]电子电磁式断路开关

说明书

本申请属于一种高压断路开关，尤其涉及一种电子电磁式断路开关。

申请人在ZL93240345x中公开了一种电子电磁式开关，其缺点是价格较贵，切断能力较小。

本申请的目的在于公开一种切断能力更大，价格较低的电子电磁式断路开关。

为了实现上述目的，其技术方案如下：该开关是在普通电动操作隔离开关的电源侧静触头上安装有电子电磁式灭弧装置，该装置由二段主要灭弧区和一段以上辅助灭弧区串接组成，二段主要灭弧区和一段辅助灭弧区围绕布置於磁吹线圈周围，第一段主要灭弧区含有磁吹线圈和灭弧栅片，磁吹线圈一端接辅助触头，另一端与静触头电接，静触头上装有引弧触头；辅助触头Kw围绕磁吹线圈旋转630度；第二段为辅助灭弧区，在辅助触头Kw和Kt间，并接有电阻和灭弧栅片；第三段为主要灭弧区在辅助触头Kt和Kd间，并接有和电阻串联的高反压二极管和灭弧栅片。在第三段主要灭弧区上还可串接可控硅，可控硅的触发信号和电源由装在电源引线一侧的同电位电流互感器和磁吹线圈回路串接的变压器PT₁提供，由同电位电流互感器CT二次交流侧取得可控硅同步触发信号，由CT二次交流侧整流后与变压器PT₁二次交流侧整流后相并，经滤波稳压后供可控硅自动触发信号和直流电源。另外在第三段主要灭弧区后再串接一段辅助灭弧区在该段灭弧区的辅助触头间装有灭弧栅片。

图1为电子电磁式断路开关的安装外型结构图。

图2为电子电磁式断路开关的电路原理图。

图3为电子电磁式断路开关的内部结构示意图。

图4为电子电磁式断路开关的俯视图。

以下结合实施例附图对开关的构造作一详述。

由图1，开关的静触头K_A，动触头K_B分别与电源侧引线B和负荷侧引线L两个接点电接，静触头K_A上装有灭弧室1。由图2，图3，图4，灭弧室由二段主要灭弧区和二段辅助灭弧区组成，静触头K_A的引弧杆伸入灭弧室第一段内，静触头K_A和辅助触头Kw间为第一段是主要灭弧区，并接有磁吹线圈W及金属栅片Gw。磁吹线圈的作用是为了产生磁力，使电弧在辅助触头Kw引导下沿着线圈外周推进至Kw末端，辅助触头Kw围绕磁吹线圈旋转630度。两段主要灭弧区和一段辅助灭弧区布置於磁吹线圈周围，充分发挥了线圈的强力吹弧作用，加快了电弧的行进速度，使得灭弧室更加紧凑合理。所以当电弧到达辅助触头Kw和动触头K_B之间时，电弧即迅速拉长被灭弧栅片阻挡及去离子而产生压降以减少电弧电流。辅助触头Kw与运动中的动触头K_B应保持一定距离，在开关断开时电弧主要依靠磁力将电弧转移到辅助触头Kw上。辅助触头Kw和辅助触头Kt间为第二段是辅助灭弧区，并接有电阻R₁及金属栅片G_A，另外还可接有绝缘栅片Ja。辅助触头Kt和辅助触头Kd间为第三段是主要灭弧区，并接有和电阻R₂串联的高反压二极管组D，氧化锌压敏电阻MY和灭弧栅片Gr，另外还接有绝缘栅片Jt，压敏电阻MY的作用是为了保护可控硅和二极管，并和第二段辅助灭弧区的电阻R₁配合使各灭弧区之间电压分配合理。

在图2中虚线框内部分表示出在第三段灭弧区，断开二极管D和电阻R₂的连线还可串接入可控硅T，断开磁吹线圈W回路短接线可接入变压器PT₁，可控硅T的导通角设定在半波的后段，以减少通过二极管的电流数值和时间。可控硅触发由穿在电源引线上的同电位电流互感器CT提供自动装置电源和触发信号，由串接在磁吹线圈W回路的变压器PT₁提供强触发电源。辅助触头Kd和辅助触头K_L间为第四段灭弧区，仅并接金属栅片G_D。可控硅触发电路由常规整流滤波稳压电路，同步触发电路，强触发电路，时间功率电路组成，在电源引线一侧装有同电位电流互感器CT，在磁吹线圈W回路串接有变压器PT₁，由同电位电流互感器CT二次交流侧取得同步触发信号，又由CT和强触发电源变压器PT₁二次交流侧整流后相并，再经滤波稳压后供可控硅触发电源。现对动作原理加以叙述；当开关断开时由于CT二次运行中即有电流对触发装置充电，所以当二次交流触发信号到来时，触发电路即起动，在磁吹线圈W带电后PT₁也同时带电供给强触发电源，等到时间功率电路起动后，即触发可控硅。

以下对开关灭弧原理作进一步详述，当开关闭合时，动触头K_B与静触头K_A紧密电接，使电路接通正常运行，此时灭弧装置电路处于断开空闲状态，当开关切除负荷电流或故障电流时，在动触头K_B脱离静触头K_A运动至灭弧室第一段辅助触头Kw附近时，磁吹线圈W内即有电流通过，同时在线圈W周围产生磁场，跟据线圈匝数确定原则，不论电流大小均应起到作用，所以当电弧电流很大时，因线圈阻抗乘电流压降大，K_A和K_w间电弧不能熄灭而与线圈内电流形成并联回路，当电弧电流较小时电弧即完全熄灭。当动触头K_B运动至辅助触头Kd附近时Kd带电后，电弧立即在Kw引导下沿着线圈外围迅速推进至Kw末端，在此同时，当电弧运动至辅助触头Kt时，电弧电流即在Kt和Kd间产生压降，所产生压降对于一定数量的栅片和灭弧区结构来说电压是一定的，因而在Kt与Kd间不论电流大小所产生压降基本是恒定的电压。由于Kt和Kd间串接有高反压二极管。所以当电弧电流方向与二极管方向相反时，二极管不导通，当电弧电流方向与二极管方向一致时，这时二极管导通，Kt和Kd间电压降的很低，电弧也随即熄灭。当电弧电流由零变为反向时，由于二极管截止，所以电弧电流不能通过，随着反向电压继续升高，由于各段灭弧区的共同作用，Kt和Kd间电弧也不会再次击穿重燃。加之第二段灭弧区Kw和Kt间，以及第四段灭弧区Kd和K_L间的串联压降，所以全部电弧就完全熄灭。当在第三段主要灭弧区高反压二极管回路中串接有导通方向一致的可控硅时，其电弧转换熄灭过程与前述基本相同，只是在电弧与二极管导通方向相同的半波，在没有到达可控硅导通角时，因可控硅未导通，电弧仍不能通过二极管，只有在电弧相位与可控硅导通相位角相同且触发信号加上时，可控硅和二极管才同时导通，Kt和Kd间电弧随即熄灭。由于可控硅导通角是按照界质完全恢复时间确定的，所以即使电压升高电弧也不会重燃。可控硅导通角控制在半波的后段，所以就大大减少了通过可控硅和二极管的电流，这样就可选用容量很小的元件，来满足切断大电弧电流的需要，因而就大大降低了开关的造价。Kw和Kt间，Kt和K_L间灭弧区只是为了产生电弧压降起辅助灭弧作用所以是辅助灭弧区。