[实用新型]一种完全零电压闭合导通及关断的高压交流投切复合开关

说明书

一种完全零电压闭合导通及关断的高压交流投切复合开关涉及高压交流电网的开关领域，用N组单向可控硅阀串联N组二极管来取代原来N组串联的双向可控硅阀，交流电通过降压电路将其电压波形信号输入给光耦，光耦的输出接单片机的I/O接口，单片机在接受到外部导通信号后，识别出电网辅助回路的二极管串截止的半波，延时3ms，输出控制单向可控硅导通的信号，所有单向可控硅会在这个半波内全部导通，等到下一个半波，二极管组自然导通，辅助回路导通，单片机在识别出负半波后，从零点开时延时7.5ms，发出指令让交流真空接触器导通，辅助导通回路为能满足该电压级别的多串可控硅阀组和同样多串的二极管串联组。

技术领域

本实用新型涉及高压交流电网的开关领域，准确地说它是一种在无电流状态下导通辅助回路，辅助回路导通后等待电流流过辅助回路后并上主回路（真空接触器），主回路导通后断开辅助回路应用于交流电网的高压开关，一种完全零电压闭合导通及关断的高压交流投切复合开关。

背景技术

交流中高压领域的开关有真空接触器、真空断路器、油开关等，这些开关带负载直接投切时，涌流大对电网的冲击大，能投切次数少。

还有一种是用多组可控硅阀组串联作辅助投切回路，在交流电电压零点导通，导通后真空接触器或真空断路器随后导通，这种开关在电压零点投入几乎没有冲击电流。但是它还是有缺陷，多个可控硅组阀串联，因为可控硅响应速度是微秒级在够做到50Hz交流电网电压零点导通，但是多组阀串联后还是存在导通先后问题，理论上最后一个导通还是要承载整个电压，所以这种结构在高压领域还是有很大的局限，在电压级别太高或者是容性负载时问题尤其严重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种完全零电压闭合导通及关断的高压交流投切复合开关，利用高压电网50Hz的正弦波特性，用N组单向可控硅阀串联N组二极管来取代原来N组串联的双向可控硅阀。作为高压复合开关的辅助回路，主回路还用真空接触器如图5。现在的技术是辅助回路用N组双向可控硅串联，主回路用真空如图4。所说的N组N的具体数与应用的电压等级相对应，比如每组应用电压为350Vac选择二极管和可控硅额定电＞2000V,那应用在35KVac的电压等级，N=35KVac/0.35Vac=100,N组就是100串。

本实用新型的工作原理，50Hz电网正弦波中，二极管阀组不导通的半波，触发导通所有的单向可控硅阀组，因为此时二极管处在截止状态，多串可控硅组阀全部导通是在没有电流的状态下完成，所以没有电流通过。等到下一个半波，辅助导通回路自然导通。

在二极管导通的半波，主回路的真空开关完成导通。因为此时主回路开关两端的压降就是每个二极管的压降之和，加上每个单向可控硅压降之和。比如100串二极管压降之和0.7*100=70Vac，100串可控硅，如果按每串导通后压降1.4V计算100串单向可控硅阀压降之和为140Vac,辅助回路总电压在主回路闭合时为140+70=210V这个电压对用100串阀的电压级别可以忽略。

从电网高压电L引出经过高压分压电容和限流电阻取信号如图6，接入光耦的输入，光耦输入另一端接电网的N。光耦的输出就是光电隔离的信号I0,接单片机I/O输入引脚，单片机默认输入是高电平，光耦导通后转化为高电平，光耦断电恢复为高电平，显然单片机通过高低电平的变化可以分辨出是正半波还是负半波。

单片机根据正负半波的情况，就可以控制单向可控硅，在二极管串组不导通的半波导通所有的单向可控硅。因为这时二极管串处于截止状态，所以可控硅导通不分先后，就是最后导通的可控硅也不需要承担额外的电压。在所有单向可控硅都导通后，和二极管组成的辅助回路等待下一个半波自然导通。