[发明专利]一种断路器燃弧时间控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于中高压断路器领域，更具体地，涉及一种断路器的燃弧时间控制装置及方法。

背景技术

断路器定开距工况下的燃弧时间控制，对研究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，可以研究电弧能量，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究要求需要对燃弧时间进行毫秒级的控制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明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方法及装置。

本发明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、整流器D以及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，控制电路分别输出用于控制所述第一中高压快速开关CB1闭合的第一控制信号以及用于控制所述第二中高压快速开关CB2闭合的第二控制信号。

更进一步地，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，工作时，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。

本发明还提供了一种断路器燃弧时间的控制方法，包括下述步骤：

控制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，且断路器CB3处于定开距工况；

通过控制充电开关K关合，使得充电变压器T升高电压；