[發明專利]一種直流降壓型開關

無效

• 申請號: 201210325939.6
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102801319A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張太平;張騰
• 申請（專利權）人: 張太平
• 主分類號: H02M3/16
• 分類號: H02M3/16;H02M1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??本發明涉及一種適用于控制合路型直流供電系統合路點之前供電支路通斷的直流開關。

背景技術??分斷直流電路時產生的直流電弧不易熄滅，為保證可靠滅弧，機械式直流開關內設置了復雜的滅弧裝置；而機電混合式直流開關雖然實現了無弧通斷，但是負責通斷直流電流的半導體開關器件需要裝配體積龐大的散熱器。為保證可靠熄滅直流電弧，現有直流開關在普通機械開關基礎上附加了很多裝置或電路，提高了直流開關成本。

發明內容??本發明的任務是提供一種低成本的直流開關。

本發明中為敘述方便，首先定義以下名詞：

所謂供電支路，是指合路型直流供電系統合路點之前一條供電線路。

所謂操作支路，是指需要改變運行狀態的供電支路，除非特別說明，本發明中直流降壓型開關在操作支路背景下敘述。

所謂穩定支路，是指正在正常供電并且能滿足系統可靠供電要求的供電支路或支路集，本發明中穩定支路中的直流降壓型開關內部各個機械開關保持閉合狀態不變。

一種直流降壓型開關，適合在合路型直流供電系統中使用，合路型直流供電系統有兩條及兩條以上的多條直流供電支路，各直流供電支路分別經過隔離二極管后，在合路點處合并為一路，合路型直流供電系統是一種容錯系統，在各支路正常工作的初始條件下，發生在任意時候、任意供電支路的單支路斷開故障都不會影響整個供電系統的供電可靠性；直流降壓型開關安裝在合路點之前的供電支路，用來控制該供電支路上負載電流的通斷，直流降壓型開關由降壓電路和直流開關兩部分串聯而成；直流開關具體負責操作支路的通斷，降壓電路服務于直流開關，用來改善直流開關的工作環境，降壓電路不需要時應失效，有需要時應產生壓降，在供電系統中其他穩定支路配合下，該壓降能使合路點之前連接該操作支路的隔離二極管反偏，使操作支路電流為零，直流開關可以無流通斷，所以要求直流降壓型開關在斷開操作支路時按先降壓、后分斷直流開關的次序進行，在接通操作支路時按先降壓、后閉合直流開關的次序進行。

所述降壓電路，由二極管串聯電路和一個機械開關(以下簡稱降壓開關)并聯而成；當降壓開關閉合時，短接二極管串聯電路，降壓電路無降壓效果；當降壓開關無弧分斷時，允許電流從二極管串聯電路流過，該降壓電路產生降壓效果，在供電系統中其他穩定支路配合下，該壓降能使合路點之前連接該操作支路的隔離二極管反偏，降壓電路實際降壓值由串聯二極管的個數決定。

所述直流開關，由并聯有分斷電路的主機械開關(以下簡稱主開關)和輔助機械開關(以下簡稱輔開關)串聯而成，分斷電路由二極管和電流敏感器件串聯形成，該二極管的連接極性應允許通過線路直流電流，用來抵消主開關閉合時接觸電阻上的壓降，保證主開關閉合時無電流流過分斷電路；線路接通時，主、輔開關均處于閉合狀態，短接并聯的分斷電路，分斷電路失效，由主開關承載全部線路電流，故分斷電路沒有保護功能，不負責分斷線路中的過電流，平時不工作，僅在有需要時接入線路、分斷線路額定工作電流以下正常工作電流，普通電路盡量避免產生過電流，在本發明中主動引入過電流，用低容量電流敏感器件具體負責線路電流的斷開或降流任務，其應具有非線性變阻器特性，初始電阻要小，當流過其中的電流遠大于動作電流時，阻值突變，呈高阻或熔斷；時序上，直流開關在分斷線路時首先斷開主開關，要求電流敏感器件的初始電阻足夠小并且具有起效延遲效應，延遲時間大于主開關的分斷動作時間，保證主開關可靠斷開之前，并聯于主開關兩端的分斷電路的端壓值小于主開關的起弧電壓閥值，使主開關在將全部線路電流轉移到分斷電路的過程中、在電壓小于起弧電壓閥值的條件下無弧斷開；主開關無弧斷開后，全部線路電流流過電流敏感器件，要求其動作電流遠小于線路的額定工作電流，正常線路工作電流對電流敏感器件而言是一種嚴重過電流，在該嚴重過電流作用下電流敏感器件可靠動作，經過一段動作時間后，其等效電阻變得足夠大或熔斷，使得線路剩余電流小于輔開關起弧電流閥值，最后輔開關在電流敏感器件動作完成后在小于起弧電流閥值下無弧斷開。

電流敏感器件可以采用現有的過電流保護器件實現。

直流降壓型開關在閉合狀態時，降壓開關及主、輔開關均處于閉合狀態；直流降壓型開關在分斷狀態時，降壓開關及主、輔開關均處于分斷狀態；時序上，直流開關閉合時，首先閉合輔開關，然后閉合主開關；直流開關分斷時，首先分斷主開關，輔開關在電流敏感器件動作完成后才可斷開；直流降壓型開關斷開操作支路次序是：先分斷降壓開關，再分斷主開關，最后分斷輔開關；接通操作支路次序是：先將降壓開關保持在分斷狀態，閉合輔開關，再閉合主開關，最后閉合降壓開關。