一种断路器燃弧时间的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种断路器燃弧时间的控制装置；控制装置包括充电变压器、电容器组、电抗器、第一中高压快速开关、第二中高压快速开关、充电电阻、充电开关、整流器以及用于控制第一中高压快速开关或第二中高压快速开关闭合的控制电路；当两组超快速开关分别与断路器串联和并联时，关合串联的开关，使单频振荡回路导通，电压加在断路器上，使一定开距下的断路器产生自击穿燃弧；当燃弧时间达到需要的时间，关合并联的超快速开关进行电流转移，使断路器电弧熄灭。由于超快速开关的分散性极小，保证了这两组开关关合时序的准确性，通过控制电路来完成关合时序的控制，可以对断路器的燃弧时间进行精确的控制，且电路简单可靠，容易实现。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器燃弧时间的控制装置
本技术属于中高压断路器领域，更具体地，涉及一种断路器燃弧时间的控制 装置。
技术介绍
断路器定开距工况下的燃弧时间控制，对研宄断路器触头的烧蚀特性和电寿命有 重要的作用。通过控制断路器的燃弧时间，可以研宄电弧能量，燃弧时间对触头的烧蚀作 用，从而得到电弧对触头的质量烧蚀率，进而得到触头的烧蚀电寿命。 现有的技术采用控制继电器来控制开关的操作机构动作，从而实现开关的投切， 但是现有的技术一方面因为继电器动作时间慢，分散性大；另一方面现有技术采用的开关 操作机构动作时间也慢，分散性也大。当需要两组开关关合时序控制时，由于现有的这些装 置的分散性达到10毫秒级，难以做到毫秒级的时序控制，而现在对断路器触头电寿命的研 宄要求需要对燃弧时间进行毫秒级的控制。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供了一种可以实现燃弧时间精确 控制的控制装置。 本技术提供了一种断路器燃弧时间的控制装置，包括充电变压器T、电容器组 C、电抗器L、第一中高压快速开关CB1、第二中高压快速开关CB2、充电电阻R、充电开关K和 整流器D ;所述充电变压器T的初级绕组用于连接供电电源，所述电抗器L的一端通过所述 充电开关K连接至所述整流器D的阴极，所述电抗器L的一端还通过所述电容器组C接地； 所述电抗器L的另一端与所述第一中高压快速开关CB1的一端连接；所述第一中高压快速 开关CB1的另一端用于连接至所述断路器CB3的一端，所述断路器CB3的另一端接地；所述 第二中高压快速开关CB2与所述断路器CB3并联连接；所述整流器D的阳极通过所述充电 电阻R连接至所述充电变压器T的次级绕组的一端，所述充电变压器T的次级绕组的另一 端接地。 更进一步地，工作时，第一中高压快速开关CB1和第二中高压快速开关CB2的初始 状态为分断状态，断路器CB3处于定开距工况，关合充电开关K，充电变压器T升高电压，整 流器D将交流电压变成直流并对电容器组C进行充电，当电容器组C充好电后分断所述充 电开关K，并分别控制所述第一中高压快速开关CB1闭合和所述第二中高压快速开关CB2闭 合。 更进一步地，所述控制电路还包括用于控制所述第一中高压快速开关CB1或所述 第二中高压快速开关CB2闭合的控制电路；所述控制电路包括：依次连接的单片机和功率 放大电路，连接在所述功率放大电路的第一输出端的第一晶闸管驱动电路，连接在所述功 率放大电路的第二输出端的第二晶闸管驱动电路，与所述第一晶闸管驱动电路连接的第一 晶闸管和与所述第二晶闸管驱动电路连接的第二晶闸管；所述单片机用于发出控制所述第 一中高压快速开关CB1关合的第一控制信号或控制所述第二中高压快速开关CB2关合的 第二控制信号；所述功率放大电路用于对所述单片机发出的控制信号进行放大处理；所述 第一晶闸管驱动电路用于根据放大后的第一控制信号产生第一驱动信号；所述第二晶闸管 驱动电路用于根据放大后的第二控制信号产生第二驱动信号；所述第一晶闸管用于根据所 述第一驱动信号导通，使得所述第一中高压快速开关CB1的操作机构电源回路放电，控制 所述第一中高压快速开关CB1闭合；所述第二晶闸管用于根据所述第二驱动信号导通，使 得所述第二中高压快速开关CB2的操作机构电源回路放电，控制所述第二中高压快速开关 CB2闭合。 更进一步地，所述单片机发出用于控制所述第一中高压快速开关CB1关合的第一 控制信号，所述控制信号经过所述功率放大电路放大后，进入晶闸管驱动电路产生用于驱 动晶闸管的驱动信号，所述驱动信号经过晶闸管，使得晶闸管导通，所述第一中高压快速开 关CB1的操作机构电源回路放电，操作机构动作进行合闸，所述第一中高压快速开关CB1关 合，电容器组C上的电压加载到断路器CB3上，断路器触头间隙击穿产生电弧，然后单片机 发出用于控制所述第二中高压快速开关CB2关合的第二控制信号，使所述第二中高压快速 开关CB2关合，构成电流通路，通过断路器CB3的电流发生转移，触头之间的电弧熄灭，从而 实现燃弧时间的控制。 更进一步地，当所述第一控制信号与所述第二控制信号的时间差小于半个周期 时，即可控制燃弧时间为半个周期。 更进一步地，所述第一晶闸管驱动电路和所述第二晶闸管驱动电路为脉冲变压 器。 本技术具有以下优点：（1)本技术采用特定实验回路接线法和中高压超 快速开关的初始状态，可以使通过断路器的电流产生转移，与传统分断电路使电弧熄灭，电 弧熄灭迅速，不存在时间延迟，结构原理简单，具有更高的可靠性。（2)本技术采用的中 高压超快速关合速度快，分散性小，减小了两个相同开关的动作时间差，从而提高了燃弧时 间的控制准确性。（3)本技术开关关合时序的控制装置，采用了晶闸管来控制开关的操 作机构电源放电回路，动作时间快，分散性小，减小了两个相同晶闸管的动作时间差，从而 提高了燃弧时间的控制准确性。 【附图说明】 图1为本技术提供的控制装置的电路图； 图2为本技术提供的控制装置的逻辑图； 图3为本技术提供的控制装置中控制电路的电路图； 图4是本技术的实验波形示意图。 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：C为电容器 组，L为电抗器，CB1为第一中高压快速开关，CB2为第二中高压快速开关，CB3为断路器，V 为电压表，A为电流表，R充电电阻，D为整流器，K为充电开关，T为充电变压器。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本技术，并不用于限定本技术。 本技术采用晶闸管控制中高压超快速开关的斥力操作机构，来实现开关的投 切，晶闸管动作时间快，为微秒级，分散性小，斥力机构关合速度快，分散性低于1毫秒，通 过控制晶闸管进行对两组超快速开关的关合时序控制，最后实现燃弧时间精确控制。 本技术中的中高压超快速开关可以采用公开号为CN203536332U的专利申请 文件中的中高压超快速开关，在此不再赘述。 在本技术中，燃弧时间的控制装置包括一种试验回路，所述中高压超快速开 关一个与断路器串联，一个与断路器并联，实验前，两个快速开关都处于分断状态，控制电 路控制两个快速开关的关合时序。 在本技术中，燃弧时间的控制电路包括单片机、功率放大电路、晶闸管驱动电 路、晶闸管；单片机产生控制信号，经过功率放大电路连接晶闸管驱动电路，晶闸管驱动电 路连接晶闸管控制晶闸管的通断，晶闸管控制中高压快速开关的斥力操作机构电源部分放 电，实现中高压快速开关的投切。 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 本技术涉及一种燃弧时间的控制装置，其包括实验回路，中高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器燃弧时间的控制装置，其特征在于，包括充电变压器T、电容器组C、电抗器L、第一中高压快速开关CB1、第二中高压快速开关CB2、充电电阻R、充电开关K和整流器D；所述充电变压器T的初级绕组用于连接供电电源，所述电抗器L的一端通过所述充电开关K连接至所述整流器D的阴极，所述电抗器L的一端还通过所述电容器组C接地；所述电抗器L的另一端与所述第一中高压快速开关CB1的一端连接；所述第一中高压快速开关CB1的另一端用于连接至所述断路器CB3的一端，所述断路器CB3的另一端接地；所述第二中高压快速开关CB2与所述断路器CB3并联连接；所述整流器D的阳极通过所述充电电阻R连接至所述充电变压器T的次级绕组的一端，所述充电变压器T的次级绕组的另一端接地。

【技术特征摘要】
1. 一种断路器燃弧时间的控制装置，其特征在于，包括充电变压器T、电容器组C、电抗 器L、第一中高压快速开关CBl、第二中高压快速开关CB2、充电电阻R、充电开关K和整流器 D ； 所述充电变压器T的初级绕组用于连接供电电源，所述电抗器L的一端通过所述充电 开关K连接至所述整流器D的阴极，所述电抗器L的一端还通过所述电容器组C接地；所述 电抗器L的另一端与所述第一中高压快速开关CBl的一端连接； 所述第一中高压快速开关CBl的另一端用于连接至所述断路器CB3的一端，所述断路 器CB3的另一端接地； 所述第二中高压快速开关CB2与所述断路器CB3并联连接； 所述整流器D的阳极通过所述充电电阻R连接至所述充电变压器T的次级绕组的一 端，所述充电变压器T的次级绕组的另一端接地。2. 如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制电路还包括用于控制所述第 一中高压快速开关CBl或所述第二中高压快速开关CB2闭合的控制电路； 所述控制电路包括：依次连接的单片机和功率放大电路，连接在所述功率放大电路的 第一输出端的第一晶闸管驱动电路，连接在所述功率放大电路的第二输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁璨，何俊佳，原浠超，袁召，李志兵，刘北阳，潘垣，
申请(专利权)人：华中科技大学，中国电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：湖北;42