一种无电弧的电连接或断电方法与流程

本发明涉及电气连接结构中防电弧的方法领域，尤其是一种无电弧的电连接或断电方法。

背景技术：

电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。触头金属表面因一次电子发射（热离子发射、场致发射或光电发射）导致电子逸出，间隙中气体原子或分子会因电离（碰撞电离、光电离和热电离）而产生电子和离子。另外，电子或离子轰击发射表面又会引起二次电子发射。当间隙中离子浓度足够大时，间隙被电击穿而就产生了电弧。它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。

目前我们讨论的防弧灭弧设计或方法，仅仅停留在控制电弧扩散的层面上，比如对断路器进行安全密封和隔离处理，而在高压和超高压领域实现断弧是非常困难的，成本高，难度也大，其仅仅阻止电弧的传递和传播，降低电弧的危害性。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种无电弧的电连接或断电方法，从物理设计层面实现电弧的防弧甚至达到零电弧的电连接，从根本上解决电弧的产生的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种无电弧的电连接或断电方法，在第一连接端与第二连接端电连接之前或断开之后，将第二连接端调压至目标电压并使调压速度无法产生电弧或产生电弧不大于设定长度。可采用匀速调压方式。

进一步，在第一连接端与第二连接端电连接之前，对第二连接端预升压，并使两连接端的电压差不大于△U；或者，两连接端断开之后，在对第二连接端逐次降压，每次降压不大于△U；△U在该电连接或断电的介质环境中无法产生电弧或产生的电弧低于设定长度。

该方法采用不同于常规密封或隔离灭弧方法，能够从物理层面实现防弧，避免电弧的产生，并且可能实现无弧状态，这种方法通过将开关二次侧的电压从瞬时变化转化为线性或梯度的变化，该方法从通过改变压差的方法，从根本上解决电弧的产生问题，具有实现零电弧的可能性。

进一步，△U随该电连接或断电的介质环境的变化而变化。该△U可能在电连接或断开的过程中，随着介质环境的变化，而发生变化；或者，介质环境受外部环境影响发生变化时，也可能造成△U的变化，因此，及时监控获得△U有利于实现防弧的效果。

进一步，第二连接端线性或阶梯性预升压，阶梯性预升压的梯度电压不足以产生电弧或产生电弧不大于设定长度。通过线性或阶梯性的升压，电压的安全变化，在电压变化过程中，避免电弧的产生或扩大。

进一步，第二连接端的预升压方式为采用滑动变阻器升压，或者，采用调压变压器升压。通过滑动变阻器的升降压的方式，其原理简单易行，能够充分保证，电流始终在导线中，从而实现零电弧的电连接和电断开。调压变压器升压其结构能够实现阶梯性变化，其第二连接端的升压速度更快。

进一步，调压变压器与第二连接端直接相连，或者，调压变压器通过多组并列的开关器组与第二连接端相连，各开关器对应调压变压器的二次侧线圈的不同匝数。可以采用多个并列的开关器。实现第二连接端的连续升压，从而实现第二连接端的可操作性和连续性。

进一步，在第一连接端与第二连接端之间串联滑动变阻器；当两连接端电连接之前，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻，直至接入电阻降零；当两连接端断电之后，逐渐增大滑动变阻器的接入电阻，直至第二连接端的电压低于设定值。该方法有效实现第二连接端的线性变化，并且全程实现电连接，能够有效实现线圈的防弧。

进一步，第二连接端连有调压变压器，调压变压器的二次侧连接第二连接端；当两连接端电连接之前，逐渐增大调压变压器二次侧的接入绕组匝数，直至第二连接端与第一连接端的电压差不大于△U；当两连接端断电之后，逐渐减小调压变压器二次侧的接入绕组匝数，直至第二连接端的电压降零。该结构实现电压阶梯变化，从而保证第二连接端的电压安全变化，从而实现连接器的无弧电连接或断开。

进一步，在两连接端之间设置多个并列的开关器，将调压变压器二次侧线圈分别与各开关器相连使各开关器分别对应调压变压器的二次侧线圈的不同匝数；当两连接端电连接之前，各开关器分别带有不同的电压，且相邻开关器之间、一开关器与第二连接端之间、及另一开关器与第二连接端之间的电压差均不大于△U，依次将开关器与第二连接端电连通并使第二连接端升压；当两连接端断电之后，依次将开关器与第二连接端断开并使第二连接端降压。

该结构通过与开关器的配合实现第二连接端的电压梯度变化，从而有效实现线路的无弧连接，进一步加强防弧效果。

进一步，一种电连接器，包括第一连接端、第二连接端、及开关器；开关器用于控制第一连接端和第二连接端的电连接或断开；第一连接端与第二连接端之间串联滑动变阻器。该结构的结构设计简单，能够从根本上解决防弧效果。

进一步，一种电连接器，包括第一连接端、第二连接端、及开关器；开关器用于控制第一连接端和第二连接端的电连接或断开；在开关器或第二连接端上连接有调压变压器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.该方法采用不同于常规密封或隔离灭弧方法，能够从物理层面实现防弧，避免电弧的产生，从根本上解决电弧的产生的问题，并且可能实现无弧状态甚至达到零电弧的电连接，这种方法通过将开关二次侧的电压从瞬时变化转化为线性或梯度的变化，该方法从通过改变压差的方法，从根本上解决电弧的产生问题，具有实现零电弧的可能性。

2.本方法突破现有技术中必须采用介质或隔离方法的思维误区，从电弧产生的基本原理着手，进行防弧方法的改进；克服了防弧设计技术人员的技术偏见，补充了一种新的防弧方法。

附图说明

图1是滑动变阻器式防电弧电连接器的结构图；

图2是变压器式防电弧电连接器的结构图；

图3是梯度升压式防电弧电连接器的结构图；

图4是组合式防电弧电连接器的结构图；

图5是第二连接端理想升压或降压线性图；

图6是第二连接端实际升压或降压线性图；

图7是本方法的第二连接端欲实现的升压或降压线性图；

附图标记：1-第一连接端，2-第二连接端，3-调压装置，4-开关器。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明的公开的电连接器中，包括第一连接端1、第二连接端2、开关器4、滑动变阻器，开关器4设于第一连接端1与第二连接端2之间并用于控制第一连接端1与第二连接端2之间的电连接或断开，滑动变阻器串联在第一连接端1与第二连接端2之间。

当两连接端电连接之前，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻，直至接入电阻降零。当两连接端断电之后，逐渐增大滑动变阻器的接入电阻，直至第二连接端2的电压低于设定值；当滑动变阻器的最大电阻极大时，第二连接端2的电压可降为趋近于零。

滑动变阻器即为调压装置3；通过该方法设计的第二连接端2的电压变化曲线接近图5中的线性图。

实施例2：

如图2所示，本发明的公开的电连接器中，包括第一连接端1、第二连接端2、开关器4、有调压变压器；开关器4设于第一连接端1与第二连接端2之间并用于控制第一连接端1与第二连接端2之间的电连接或断开；调压变压器的二次侧连接第二连接端2。

当两连接端电连接之前，逐渐增大调压变压器二次侧的接入绕组匝数，直至第二连接端2与第一连接端1的电压差不大于△U。

当两连接端断电之后，逐渐减小调压变压器二次侧的接入绕组匝数，直至第二连接端2的电压降零。

△U在该电连接或断电的介质环境中无法产生电弧或产生的电弧低于设定长度。

调压变压器即为调压装置3通过该方法设计的第二连接端2的电压变化曲线接近图5中的线性图。

实施例3：

如图3所示，本发明的公开的电连接器中，包括第一连接端1、第二连接端2、开关器4、调压变压器；开关器4设于第一连接端1与第二连接端2之间并用于控制第一连接端1与第二连接端2之间的电连接或断开；在两连接端之间设置n个并列的开关器4，调压变压器二次侧线圈不同匝数处外接有接线端子，接线端子分别对应连接n个开关器4，调压变压器使开关器4带电，相邻开关器4之间的电压差为△U1， △U1≤ △U；电压值最大的开关器4与第一连接端1的电压差为△U2，△U2≤ △U；电压值最小的开关器4与第二连接端2的电压差为△U3，△U3≤ △U；

当两连接端电连接之前，依次将开关器4与第二连接端2电连通并使第二连接端2升压。当两连接端断电之后，依次将开关器4与第二连接端2断开并使第二连接端2降压。

△U在该电连接或断电的介质环境中无法产生电弧或产生的电弧低于设定长度。

调压变压器即为调压装置3通过该方法设计的第二连接端2的电压变化曲线接近图7中的线性图。

例如：第一连接端1的对地电压为5 kV，第二连接端2的对地电压为0 kV，△U为1kV；则可以在第一连接端1比第二连接端2设置4个开关器4，4个开关器4分别带有1kV、2 kV、3 kV、及4kV的电压；

当两连接端电连接之前，先将1kV的开关器4第二连接端2相连，然后将2 kV的开关器4与1 kV的开关器4串联，然后将3 kV的开关器4与2 kV的开关器4串联，然后将4 kV的开关器4与3 kV的开关器4串联及4kV的开关器4，最后将4kv开关器4与第一连接端1连接；当两连接端断开之后，以与电连接之前相反的方法，断开1kV、2 kV、3 kV、及4kV、第一连接端1、第二连接端2之间的连接。

实施例4

如图4所示，在实施例3的结构的基础上，在相邻两个开关器之间串联滑动变阻器，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻，直至接入电阻降零。当相邻两个开关器断电之后，逐渐增大滑动变阻器的接入电阻，直至开关器的电压达到设定值；避免开关器瞬间断开产生电弧；当开关器需要闭合时，则以相反的方式调节和控制滑动变阻器和开关器。