专利名称：传输直流电能的器具耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种器具耦合器。
背景技术：
以计算机为代表的现代信息设备，采用IEC 60320标准交流器具耦合器C13/C14接受外部电能。随着现代电力电子技术的发展，信息设备内部采用了高效的高频开关电源，这种内部电源可以通过器具耦合器C13/C14接受外部直流电能。目前国内外针对计算机等信息设备，电压值在200-400伏范围内的高压直流供电技术发展很快，美、日等西方发达国家都在积极研究，中国更是后来居上，2011年年底，工信部颁布了信息领域世界上第一个高压直流供电行业标准《YD/T2378-2011通信用240V直流供电系统》，该行业标准已于2012年2月I日起正式实施。IEC标准器具耦合器C13/C14是按照传输交流电能设计的。在标准的交流应用模式下，如果在通电情况下误分断器具耦合器，由于交流有自然过零点，触头间交流电弧容易熄灭，不会持续产生危险的电弧。但是在利用C13/C14交流器具耦合器传输直流电能时，如果在通电情况下误分断器具耦合器，触头间直流电弧不易熄灭，容易引起电气火灾或电击伤等安全事故。发明内容本发明的任务是设计一种可以安全传输直流电能的器具耦合器。一种直流器具耦合器，该耦合器由直流连接器、直流器具输入插座两部分构成，在传统带接地极的双极交流器具耦合器的接地、相、中性三个触头基础上，通过增设一个信号触头来实现直流器具耦合器功能，此时直流电能依靠相、中性这两个触头传输。在直流器具输入插座内部或外部，信号导体需要与接地导体短接，要求信号触头对地工作电压小于启弧电压阀值、工作电流小于启弧电流阀值，保证信号触头分断时不会产生电弧。当直流连接器从直流器具输入插座分离时，要求信号触头先于相触头、中性触头、接地触头分断，在信号触头首先分断时刻，直流器具耦合器内信号电流变化到零，这个变化信号上传到直流断路器，触发直流断路器跳闸，使得相触头、中性触头分断时刻，线路中已经没有直流电能流动，因此不会产生危险的直流电弧。为了灵活适应现场供电情况，该直流器具耦合器应兼容IEC 60320标准交流连接器C13，此时直流器具耦合器扩展为交直流器具耦合器，允许IEC 60320标准交流连接器C13插入交直流器具输入插座，此时信号触头无效，器具耦合器同IEC 60320标准交流器具耦合器C13/C14 —样用来传输交流电能；不允许直流连接器插入IEC 60320标准交流器具输入插座C14，它只能插入交直流器具输入插座，此时信号触头有效，器具耦合器用来传输直流电能。针对具有IEC 60320标准交流器具输入插座C14的信息设备，为了提高直流供电安全性，可以通过一端是IEC 60320标准交流连接器C13，另一端是直流器具输入插座的转换器，并将转换器插入IEC 60320标准交流器具输入插座C14内，通过机械、化学等方法完成二者的固定连接实现直流安全供电。由于本发明在带接地极的双极交流器具耦合器的接地、相、中性三个触头基础上，通过增设一个信号触头来实现直流器具耦合器功能，要求信号触头先于相、中性触头分断，信号触头用来触发上级直流断路器跳闸，使得相、中性触头分断时，线路中已经没有直流电能流动，因此不会产生危险的直流电弧，避免了电气火灾和电击伤事故的发生，实现了对采用连接器方式直流供电终端操作人员的保护，有利于扩展直流供电系统的应用领域。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。图1是本发明中直流器具耦合器工作原理图。图2是本发明中直流器具耦合器兼容性示意图。
具体实施方式
图1是本发明中直流器具耦合器工作原理图。在传统带接地极的双极交流器具耦合器的接地E、相L、中性N三个触头基础上，通过增设一个信号触头X来实现直流器具耦合器功能，此时+、_极间直流电源依靠相L、中性N这两个触头向负载传输直流电能。在直流器具输入插座D14内部，信号导体与接地导体短接，使得直流器具输入插座D14具有L、N、E、X四个触头，L、N、E三个接线端子，而直流连接器D13具有L、N、E、X四个触头，L、N、E、X四个接线端子。信号触头X对地工作电压是半导体开关Q的基极电压，数值小于启弧电压阀值，工作电流是通过电阻R提供给半导体开关Q的基极偏置电流，数值小于启弧电流阀值，保证信号触头X分断时不会产生电弧。当直流连接器D13从直流器具输入插座D14分离时，信号触头X应先于相触头L、中性触头N、接地触头E分断，在信号触头X首先分断时刻，D13/D14直流器具耦合器内信号电流变化到零，半导体开关Q在电阻R提供的基极偏置电流作用下导通，分励线圈FL得电，分励脱扣器动作，直流断路器K跳闸，使得相触头L、中性触头N分断时刻，线路中已经没有直流电能流动，因此不会产生危险的直流电弧。图2是本发明中直流器具耦合器兼容性示意图。将信号触头设置在IEC 60320标准交流器具耦合器C13/C14的一个三角区，其余与IEC 60320标准兼容，此时直流器具耦合器扩展为交直流器具耦合器，则允许IEC 60320标准交流连接器C13插入交直流器具输入插座⑶14，此时信号触头X无效，器具耦合器C13/⑶14同IEC60320标准交流器具耦合器C13/C14 —样用来传输交流电能；IEC 60320标准交流器具输入插座C14的对应三角区会阻挡直流连接器CD13的插入，它只能插入交直流器具输入插座CD14，此时信号触头有效，器具耦合器CD13/CD14用来传输直流电能。
权利要求
1.一种直流器具耦合器，该耦合器由直流连接器、直流器具输入插座两部分构成，其特征在于: 在传统带接地极的双极交流器具耦合器的接地E、相L、中性N三个触头基础上，通过增设一个信号触头X来实现直流器具耦合器功能，此时直流电能依靠相L、中性N这两个触头传输；在直流器具输入插座D14内部或外部，信号导体需要与接地导体短接；要求信号触头X对地工作电压小于启弧电压阀值、工作电流小于启弧电流阀值，保证信号触头X分断时不会产生电弧；当直流连接器D13从直流器具输入插座D14分离时，信号触头X应先于相触头L、中性触头N、接地触头E分断。
2.根据权利要求1所述的直流器具耦合器，其特征在于: 为了灵活适应现场供电情况，该直流器具耦合器应兼容IEC60320标准交流连接器C13，此时直流器具耦合器扩展为交直流器具耦合器，允许IEC60320标准交流连接器C13插入交直流器具输入插座⑶14，此时信号触头X无效，器具耦合器C13/⑶14同IEC60320标准交流器具耦合器C13/C14 —样用来传输交流电能；不允许直流连接器⑶13插入IEC60320标准交流器具输入插座C14，它只能插入交直流器具输入插座⑶14，此时信号触头X有效，⑶13/⑶14器具耦合器用来传输直流电能。
3.根据权利要求2所述的直流器具耦合器，其特征在于: 将信号触头X设置在IEC60320标准交流器具耦合器C13/C14的一个三角区，其余与IEC60320标准兼容。
4.根据权利要求1所述的直流器具耦合器，其特征在于: 针对具有IEC60320标准交流器具输入插座C14的信息设备，为了提高直流供电安全性，可以通过一端是IEC60320标准交流连接器C13，另一端是直流器具输入插座的转换器，并将转换器插入IEC60320标准交流器具输入插座C14内，通过机械、化学等方法完成二者的固定连接来实现直流安全供电。
全文摘要
本发明涉及一种直流器具耦合器。由于本发明在带接地极的双极交流器具耦合器的接地E、相L、中性N三个触头基础上，通过增设一个信号触头X来实现直流器具耦合器功能，要求信号触头X先于相L、中性触头N分断，信号触头X用来触发上级直流断路器跳闸，使得相L、中性触头N分断时，线路中已经没有直流电能流动，因此不会产生危险的直流电弧，避免了电气火灾和电击伤事故的发生，实现了对采用连接器方式直流供电终端操作人员的保护，有利于扩展直流供电系统的应用领域。
文档编号H01R13/02GK103117467SQ20131008488
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者张腾, 张筱君, 张太平 申请人:张腾