专利名称：组合一体化开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力控制领域，尤其涉及一种组合一体化开关。
背景技术：
矿热炉由于功率大，电压低，因此低压侧电流很大，矿热炉的低压侧的功率因数一般都较低，大致在O. 7^0. 85之间，在20000KVA以上的大炉子即使采用单独的三个变压器功 率因数也不会超过O. 85，如果设计的不好，功率因数会低至O. 7以下，造成变压器严重出力不足，冶炼效果不好，能耗较高，损耗很大。因此提高功率因数也就成了高能耗企业节能降耗的ー个有力手段。但是大多数企业基于技术和成本上的考虑，都采用了中压补偿，也就是在变压器的高压侧进行IOKV或者35KV的补偿，由于电容器不能承受频繁的冲击，因此一般企业都采用固定补偿，而矿热炉由于在不同的冶炼期负荷不同，功率因数也不相同，同时由于主要的无功产生是在低压侧的短网以及炉子，其中短网的无功占据了 70%，低压侧的负荷也存在很大的不平衡，因此固定高压补偿并不能很好的补偿低压侧的无功，也不能补偿无功的不平衡。而低压补偿能够很好的补偿低压无功，如果采用良好的投切技术在低压侧进行无功补偿，那么不仅能够良好的补偿低压侧的无功，降低损耗，同时能够有效调节三相不平衡无功，提高冶炼效率。矿热炉由于功率大，因此补偿容量很大，且为単相补偿，补偿容量达到上万Kvar，补偿电流可达上万安培。由于低电压大电流，且为单相电容补偿，因此矿热炉无功补偿的主要难点在投切开关上，良好的投切开关不仅应能够长期的稳定可靠的工作，并且能快速无冲击的投切电容器，从而提供良好的无功补偿，井能保护电容器，减小对系统的冲击，从而使整个设备稳定的工作。目前矿热炉低压补偿所采用的电容器投切开关主要有以下三种技术构成(I)普通交流接触器作为投切开关的补偿，由于普通交流接触器的容量小，而矿热炉的补偿容量很大，接触器的数量达到了几百个之多，电容分组很多，控制线路纷繁复杂，且由于冶炼时产生的灰尘以及导电粉尘，很快就完全覆盖接触器，导致接触器触头不能良好接触而烧坏，同时由于接触器的投切的不可控性，对电容以及系统的冲击都很大，电容器的寿命也大幅降低。为了降低冲击，采用接触器的补偿装置的响应时间一般在数分钟，在很多曾经使用过接触器方案的场所，接触器一般只能完好的使用半年左右就成批量的损坏和更换，维护成本大，补偿设备不能可靠稳定的工作。(2)真空接触器，由于真空接触器的触头是密闭的，因此真空接触器的使用寿命要长于普通接触器，但是接触器容量一般较小，且依然是不可控投切，因此在投入时对电容器的冲击与普通接触器一祥非常巨大，而真空接触器在分断时基本无拉弧，因此截流过电压很高，常常击穿电容器而导致电容器过早损坏，严重时甚至导致击穿其他电气设备而引起供电故障，同样再投入的时间也在数分钟以上，不能快速跟随系统无功变化。(3)电子开关一晶闸管，由于晶闸管的工作特性，只要通过控制系统在合适的相位触发晶闸管，就能够达到无冲击的投入电容器，只要触发脉冲消失，那么在电容电流过零点后晶闸管自动关断，也就达到了无冲击投切电容器的目的。一般响应时间在数十毫秒到数秒间，能快速跟随系统无功变化，由于晶闸管是功率元器件，具有如下工作特点A :具有导通压降，目前国内晶闸管的导通压降一般在I. 5 2V之间，如果补偿装置的总电流为10000A，那么整个装置的自身功耗将达到15 20KW。年耗电量为10万Kwh以上，自身损耗非常惊人。B :由于晶闸管自身有功率损耗，而这些功率损耗将转会为热量，必须采取有效可靠的散热手段才能保证晶闸管的温升不至于烧毁自己。C :由于晶闸管是电子元器件，因此对电压和电流冲击非常敏感，晶闸管最常见的损坏就是过热损坏和电压或电流冲击损坏。因此虽然目前市面上有采用晶闸管作为投切开关的矿热炉低压补偿装置，但是由 于矿热炉工作时的波动以及谐波非常大，导致触发不可靠，并且矿热炉工作时冲击电压很 大，还有补偿装置散热系统的不可靠，导致晶闸管或者保护快速熔断器经常烧毁，且自身损耗较大，成本较高，维护要求较高，且一般客户维护困难，因此在市面上并没有广泛使用。
发明内容针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种组合一体化开关。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种组合一体化开关，包括固封的外壳，还包括ニ极管和电阻器，外壳内设有真空灭弧室、永磁驱动机构、控制単元和驱动单元，驱动单元依次经控制単元和永磁驱动机构与真空灭弧室相连，真空灭弧室通过第一连接件与永磁驱动机构相连，永磁驱动机构与驱动单元相连，真空灭弧室的一端依次通过电阻器和ニ极管与其另一端通过第二连接件相连。与现有技术相比，本实用新型的优点在于结合了机械开关无损耗以及电子开关投切无冲击的优点，切換速度快，最快投切时间在5秒以内，投入无电流冲击，切除无过电压，本体结构为一体化全密闭结构，安装简单，高可靠性，既有较高的防爆性能，又具有较高的防尘性能，自身工作时无损耗，除可使用在普通矿热炉补偿装置上，也可以使用在有防爆要求的电石炉补偿装置上。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的实施例结构示意图。图中1、真空灭弧室；2、第一连接件；3、永磁驱动机构；4、控制单元；5、驱动单元；
6、第二连接件；7、ニ极管；8、电阻器；8、外売。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进ー步说明。作为本实用新型的一种实施方式，參阅图I和图2，本实用新型包括固封的外壳8，还包括ニ极管7和电阻器8，外壳8内设有真空灭弧室I、永磁驱动机构3、控制单元4和驱动单元5，驱动单元5依次经控制単元4和永磁驱动机构3与真空灭弧室I相连，真空灭弧室I通过第一连接件2与永磁驱动机构3相连，永磁驱动机构3与驱动单元5相连，真空灭弧室I的一端依次通过电阻器8和ニ极管7与其另一端通过第二连接件6相连。永磁驱动机构3可为单稳态或者双稳态，具有动作精确，响应速度快，响应时间在数十毫秒以内，免维护，由于没有机械机构，仅有电磁线圈在工作时短时通电，因此可靠性极高，还包括采用具有足够强度的绝缘杆与永磁驱动机构3刚性连接的低压大电流的真空灭弧室I作为电カ切换机构，采用大电流真空断路器所使用的真空灭弧室1，具有良好的分断能力，体积小，全密闭、重量轻，可以频繁开断额定电流，使用寿命长、无损耗等优点，同时整个补偿装置的分组较少，并具有完全防爆性能，可以应用在高防爆要求的环境中如半密闭式电石炉补偿中。还包括与真空灭弧室I并联的ニ极管7，ニ极管7串联有电阻器8，由于采用永磁驱动机构3来完成状态自保持，因此能耗很低，仅在开断时通电几十毫秒，还包括控制单元4，控制单元4接受外部控制指令，通过检测系统电压相位在合适的时候给永磁驱动单元5发出投入或者切除的信号，无冲击的投入和切除电容器，达到快速投切电容器，*从而快速跟随系统无功变化，补偿系统无功。有效提高矿热炉的冶炼效率，降低电耗，达到了节能降耗的目的。当正常使用时，在主电路接通电源的瞬间，系统电源通过电阻器8以及ニ极管7整流成与系统峰值电压相同的脉动直流电给串联的单相电容器充电，在经过数个周期后电容器的端电压被充至系统峰值电压。在收到投切命令后，开关内部的控制单元4检测系统电压，并经过延时后(初次上电需要延时)发出投入指令，驱动单元5收到指令后即驱动永磁驱动机构3闭合真空灭弧室1，由于电容已经被充至系统峰值电压，因此此时投入电容器没有冲击电流。在收到退出命令后，控制单元4检测系统电压，经过计算后给出退出指令，驱动单元5驱动永磁驱动机构3开断真空灭弧室1，从而切断电容电流。在后续的工作中，由于电容器的端电压被保持在系统电压峰值，因此后续的投入无需延时即可快速的投切，从而满足矿热炉无功的变化需求，达到节能降耗的目的。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围内的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种组合一体化开关，包括固封的外壳，其特征在于还包括ニ极管和电阻器，所述外壳内设有真空灭弧室、永磁驱动机构、控制単元和驱动单元，所述驱动単元依次经控制单元和永磁驱动机构与真空灭弧室相连，所述真空灭弧室通过第一连接件与永磁驱动机构相连，所述永磁驱动机构与驱动单元相连，所述真空灭弧室的一端依次通过电阻器和ニ极管与其另一端通过第二连接件相连。
专利摘要本实用新型公开了一种组合一体化开关，包括固封的外壳，还包括二极管和电阻器，外壳内设有真空灭弧室、永磁驱动机构、控制单元和驱动单元，驱动单元依次经控制单元和永磁驱动机构与真空灭弧室相连，真空灭弧室通过第一连接件与永磁驱动机构相连，永磁驱动机构与驱动单元相连，真空灭弧室的一端依次通过电阻器和二极管与其另一端通过第二连接件相连。本实用新型切换速度快，最快投切时间在5秒以内，投入无电流冲击，切除无过电压，本体结构为一体化全密闭结构，安装简单，高可靠性，既有较高的防爆性能，又具有较高的防尘性能，除可使用在普通矿热炉补偿装置上，也可以使用在有防爆要求的电石炉补偿装置上。
文档编号H02J3/18GK202444274SQ20122006703
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者万美蓉, 佘海燕 申请人:万美蓉, 佘海燕