[发明专利]一种新型断路器

说明书

技术领域

本发明涉及断路器，尤其涉及一种在传统断路器上并联电子切换开关装置的断路器。

背景技术

断路器是一种常用的保护电器，可实现短路、过载等功能。断路器在供电中作总电源保护开关或分支线保护开关用。当住宅线路或家用电器发生短路或过载时，它能自动跳闸，切断电源，从而有效的保护这些设备免受损坏或防止事故扩大。

断路器一般采用机械结构。这种断路器的触头系统，触头弹簧长期使用会变形、氧化、张力消失或者减退，引起触头压力不足，从而使断路器烧毁。触头长期使用会磨损。主要由于电弧的高温使金属气化蒸发，触头厚度变得越来越薄，这种磨损是正常现象，所以触头使用日久应当更换。开关分断会产生电弧，正常情况下，电弧进入灭弧装置中迅速熄灭，但灭弧系统如果发生故障，灭弧时间将延长，这将有可能烧毁断路器。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种新型断路器，能有效解决传统机械开关的触头起弧、触头弹簧老化等固有问题，大大提高切换速度和开关的使用寿命，满足敏感和关键负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。

本发明的技术方案是：包括设在主供电线的进线端和用户之间的断路器，还包括保护单元、数据采集单元和控制器；

所述保护单元与所述断路器并联，所述数据采集单元连接所述断路器、并通过感应器件采集所述主供电线的电信号；所述数据采集单元和保护单元分别连接所述控制器；

所述保护单元包括全控型开关器件绝缘栅双极型晶体管一、二，不可控半导体器件二极管一、二，缓冲电路一、二，及驱动电路一、二；

所述二极管一和绝缘栅双极型晶体管一反向并联、再并接缓冲电路一；所述驱动电路一连接所述绝缘栅双极型晶体管一的G极，构成以二极管一正极方向为接口A、负极方向为连接点一的子电路一；

所述二极管二和绝缘栅双极型晶体管二反向并联、再并接缓冲电路二；所述驱动电路二连接所述绝缘栅双极型晶体管二的G极，正极构成以二极管二方向为接口B、负极方向为连接点二的子电路二；所述连接点一和连接点二相连；

所述驱动电路一和驱动电路二分别连接所述的控制器的控制信号输出端。

所述断路器中设有用于采集工作状态的行程开关。

本发明利用绝缘栅双极型晶体管代替或改造传统的机械切换断路器，与机械开关和现有的采用机械保护单元的断路器相比，本发明的保护单元本体采用的绝缘栅双极型晶体管是全控型电力电子器件，器件的通断均可控，不论通过断路器的电流是否过零，均能实时的控制其断开，这会大大提高其切换速度；且不会出现机械型断路器（开关）通断时引起的起弧现象，抑制环流的产生，延长了开关的使用寿命，触头系统也不会产生老化。满足敏感和关键负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。本发明的断路器实际上是在关断时，形成一种“电源切换”，这个切换的时间达到毫秒级，可实现无缝切换，快速性和暂态特性都很理想，切实满足了敏感和关键负载对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明中保护单元的结构原理图；

图中10是接口A，11是绝缘栅双极型晶体管一，12是二极管一，13是连接点一，

20是接口B，21是绝缘栅双极型晶体管二，22是二极管二，23是连接点二；

图中实线为主供电线，虚线为通讯线。

具体实施方式

本发明如图1所示，包括设在主供电线的进线端和用户之间的断路器，还包括保护单元、数据采集单元和控制器；

所述保护单元与所述断路器并联，所述数据采集单元连接所述断路器（接收断路器工作状态的信号，开关里设有行程开关，本案对于具有行程开关的断路器，比如CT19仅需在其行程开关上取一路信号；对于无行程开关的断路器，则需增设一行程开关）、并通过感应器件采集所述主供电线的电信号；所述数据采集单元和保护单元分别连接所述控制器，形成通讯连接；

所述保护单元如图2所示，包括全控型开关器件绝缘栅双极型晶体管一11、二21，不可控半导体器件二极管一12、二22，缓冲电路一、二，及驱动电路一、二；

所述二极管一12和绝缘栅双极型晶体管一11反向并联、再并接缓冲电路一；所述驱动电路一连接所述绝缘栅双极型晶体管一11的G极，构成以二极管一12正极方向为接口A10、负极方向为连接点一13的子电路一；