一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置及方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置及方法，解决现有的断路器灭弧装置在大电流开断时，因灭弧能力不强而产生强烈电弧，从而减小断路器本身的寿命甚至烧坏触头的问题。本装置是基于非线性电阻的特性而设计的直流断路器灭弧装置，通过电路的分流及非线性电阻的限流能力从而减小直流断路器开断时的电弧，以达到提高断路器分段能力及寿命的目的。
【专利说明】
一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置及方法
【技术领域】
[0001]本方法属于直流断路器灭弧领域，是一种利用非线性电阻的特性而设计的直流断路器灭弧装置及方法。
技术背景
[0002]随着科技的进步，作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网重要手段的直流输电技术正越来越受到广泛的应用。相比交流输电，直流输电有较好的经济效益和优越的运行特性。但是，直流断路器成为直流电力系统的“瓶颈”问题。直流断路器的主要问题就是没有可直接熄灭电弧的电流零点。因此，直流开断最重要的问题，是要采取有效措施让开断直流电流必须创造过零点，使电弧电流减小到零，以致熄灭电弧。最常用的方法就是反向电压法，但这种灭弧方法不可避免地存在着触头与灭弧栅的损耗，而为了维持其可靠性，则需要频繁地进行维护与检查。此外，由于需要大的电弧间隙和飞弧距离而难于小型化。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提出了一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置及方法，解决现有的断路器灭弧装置在大电流开断时因灭弧能力不强而产生强烈电弧，从而减小断路器本身的寿命甚至烧坏触头的问题。本装置是基于非线性电阻的特性而设计的直流断路器灭弧装置，通过电路的分流及非线性电阻的限流能力从而减小直流断路器开断时的电弧，以达到提高断路器分段能力及寿命的目的。
[0004]具体技术方案如下:
一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，其特征在于所述装置包括:可控硅开关、分流电子组件、时间继电器电路；所述分流电子组件包括氧化锌电阻和PTC热敏电阻，所述氧化锌电阻与高分子热敏电阻以并联方式连接；所述时间继电器电路包括一号开关、控制电路；所述一号开关与可控硅开关并联，所述可控硅控制接口与控制电路负极接口连接，控制电路正极接口与可控硅开关正极接口连接；所述可控硅开关正极还与分流电子组件负极连接;
所述基于非线性电阻的电流断路灭弧装置在使用时，并联安装于断路器主触头上。
[0005]一种基于非线性电阻的电流断路灭弧方法，采用上述基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，其特征在于所述方法包括以下步骤:
步骤1，断路器断开、时间继电器电路释放第一次脉冲，分流电子组件直接投入电路，时间继电器电路中的控制电路在脉冲信号控制下发出可控硅开关触发信号，导通可控硅开关，使灭弧装置电路连通；
步骤2，第一次脉冲结束，控制电路断开，可控硅开关触发信号解除；此时分流电子组件中的高分子热敏电阻到达高阻，电路中电流很小，但是仍然大于可控硅的维持电流，因此需要加入关断可控硅的电路；
步骤3，时间继电器电路释放第二次脉冲，控制一号开关闭合，电路电流直接通过一号开关，可控硅开关被短路并关断；
步骤4，时间继电器电路第二次脉冲结束，控制一号开关断开，由于分流电子组件的投入使得电路电流减小，达到断路器电路无电弧断开目的。
[0006]有益效果:
1.本发明是基于非线性电阻的特性而设计的直流断路器灭弧装置和方法，采用了分流的原理，使得断路器主触头不需要承担分断大幅值直流电流的任务，从而间接的提高了断路器本身的分断能力以及使用寿命；
2.本发明的分流电子组件采用非线性氧化锌电阻和高分子热敏电阻，根据其特性能有效的限制电子组件支路的电流的大小，使得更容易切断整个回路的。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施中的技术方案进行清楚、完整地描述:
如图1所示的一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，包括:分流电子组件1、可控硅开关2、时间继电器电路4 ;所述分流电子组件I包括氧化锌电阻1-1和高分子热敏电阻1-2，所述氧化锌电阻1-1与高分子热敏电阻1-2以并联方式连接；所述时间继电器电路4包括一号开关4-2、控制电路4-1 ;所述一号开关4-2与可控硅开关2并联，所述可控硅控制接口与控制电路负极接口连接，控制电路正极极接口与可控硅开关正极接口连接；所述可控娃开关正极接口还与分流电子组件负极接口连接；
所述基于非线性电阻的电流断路灭弧装置在使用时，并联安装于断路器主触头3上。
[0009]采用上述基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，进行无电弧开断时包括如下内容:
步骤I，断路器3断开、时间继电器电路4释放第一次脉冲，分流电子组件I直接投入电路，时间继电器电路中的控制电路4-1在脉冲信号控制下发出可控硅开关触发信号，导通可控硅开关2，使灭弧装置电路连通；
步骤2，第一次脉冲结束，控制电路4-1断开，可控硅开关触发信号解除；此时分流电子组件中的高分子热敏电阻1-1到达高阻，电路中电流很小，但是仍然大于可控硅开关2的维持电流，因此需要加入关断可控硅开关的电路；
步骤3，时间继电器电路4释放第二次脉冲，控制一号开关4-2闭合，电路电流直接通过一号开关，可控硅开关2被短路并关断；
步骤4，时间继电器电路4第二次脉冲结束，控制一号开关4-2断开，整个电路断开；由于分流电子组件的投入使得电路电流减小，达到断路器电路无电弧断开目的。
【权利要求】
1.一种基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，其特征在于所述装置包括:可控硅开关、分流电子组件、时间继电器电路；所述分流电子组件包括氧化锌电阻和PTC热敏电阻，所述氧化锌电阻与高分子热敏电阻以并联方式连接；所述时间继电器电路包括一号开关、控制电路；所述一号开关与可控硅开关并联，所述可控硅控制接口与控制电路负极接口连接，控制电路正极极接口与可控硅开关正极接口连接；所述可控硅开关正极还与分流电子组件负极连接。
2.如权利要求1所述的基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，其特征在于所述装置在使用时并联安装于断路器主触头上。
3.一种基于非线性电阻的电流断路灭弧方法，采用权利要求1所述的基于非线性电阻的电流断路灭弧装置，其特征在于所述方法包括以下步骤: 步骤1，断路器断开、时间继电器电路释放第一次脉冲，分流电子组件直接投入电路，时间继电器电路中的控制电路在脉冲信号控制下发出可控硅开关触发信号，导通可控硅开关，使灭弧装置电路连通； 步骤2，第一次脉冲结束，控制电路断开，可控硅开关触发信号解除；此时分流电子组件中的高分子热敏电阻到达高阻，电路中电流很小，但是仍然大于可控硅的维持电流，因此需要加入关断可控硅的电路； 步骤3，时间继电器电路释放第二次脉冲，控制一号开关闭合，电路电流直接通过一号开关，可控硅开关被短路并关断； 步骤4，时间继电器电路第二次脉冲结束，控制一号开关断开，由于分流电子组件的投入使得电路电流减小，达到断路器电路无电弧断开目的。
【文档编号】H01H73/18GK104241058SQ201410444754
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】解良洪 申请人:江苏江城电气有限公司