本實用新型涉及電氣連接結構中防電弧的方法領域,尤其是一種無電弧的電連接器。
背景技術:
電弧是一種氣體放電現象,電流通過某些絕緣介質(例如空氣)所產生的瞬間火花。觸頭金屬表面因一次電子發射(熱離子發射、場致發射或光電發射)導致電子逸出,間隙中氣體原子或分子會因電離(碰撞電離、光電離和熱電離)而產生電子和離子。另外,電子或離子轟擊發射表面又會引起二次電子發射。當間隙中離子濃度足夠大時,間隙被電擊穿而就產生了電弧。它不僅對觸頭有很大的破壞作用,而且使斷開電路的時間延長。
目前我們討論的防弧滅弧設計或方法,僅僅停留在控制電弧擴散的層面上,比如對斷路器進行安全密封和隔離處理,而在高壓和超高壓領域實現斷弧是非常困難的,成本高,難度也大,其僅僅阻止電弧的傳遞和傳播,降低電弧的危害性。
技術實現要素:
本實用新型的實用新型目的在于:針對上述存在的問題,提供一種無電弧的電連接器,從物理設計層面實現電弧的防弧甚至達到零電弧的電連接,從根本上解決電弧的產生的問題。
本實用新型采用的技術方案如下:
一種無電弧的電連接器,包括調壓裝置、開關器、及至少兩個連接端,調壓裝置連接在二次側的連接端,開關器用于電連接或斷開一二次側的連接端。該結構通過與開關器的配合實現第二連接端的電壓梯度或線性變化,從而有效實現線路的無弧連接,進一步加強防弧效果。
進一步,調壓裝置為滑動變阻器或/和調壓變壓器。
進一步,至少兩個連接端包括第一連接端和第二連接端,第二連接端為二次側連接端,調壓裝置與第二連接端電連接并控制第二連接端的電壓升降。
進一步,調壓裝置為滑動變阻器,滑動變阻器串聯在第一連接端與第二連接端之間。
進一步,調壓裝置為調壓變壓器,調壓變壓器與第二連接端電連接,調壓變壓器接入電路的匝數比可調。
進一步,開關器包括多個并列的支開關,支開關相互串聯可電連通第一連接端與第二連接端。
進一步,在相鄰的支開關之間串聯有滑動變阻器。
進一步,相鄰的支開關分別連接不同的接線端子,不同的接線端子分別對應于調壓變壓器的不同線圈匝數比。
進一步,調壓裝置的最大調壓電壓與一次側的連接端電壓的電壓差值不大于△U,△U在該電連接或斷電的介質環境中無法產生電弧或產生的電弧低于設定長度。
進一步,調壓裝置的最小調壓電壓值不大于△U。
本實用新型公開了一種無電弧的電連接方法,在第一連接端與第二連接端電連接之前或斷開之后,將第二連接端調壓至目標電壓并使調壓速度無法產生電弧或產生電弧不大于設定長度。可采用勻速調壓方式。
進一步,在第一連接端與第二連接端電連接之前,對第二連接端預升壓,并使兩連接端的電壓差不大于△U;或者,兩連接端斷開之后,在對第二連接端逐次降壓,每次降壓不大于△U;△U在該電連接或斷電的介質環境中無法產生電弧或產生的電弧低于設定長度。
該方法采用不同于常規密封或隔離滅弧方法,能夠從物理層面實現防弧,避免電弧的產生,并且可能實現無弧狀態,這種方法通過將開關二次側的電壓從瞬時變化轉化為線性或梯度的變化,該方法從通過改變壓差的方法,從根本上解決電弧的產生問題,具有實現零電弧的可能性。
進一步,△U隨該電連接或斷電的介質環境的變化而變化。該△U可能在電連接或斷開的過程中,隨著介質環境的變化,而發生變化;或者,介質環境受外部環境影響發生變化時,也可能造成△U的變化,因此,及時監控獲得△U有利于實現防弧的效果。
進一步,第二連接端線性或階梯性預升壓,階梯性預升壓的梯度電壓不足以產生電弧或產生電弧不大于設定長度。通過線性或階梯性的升壓,電壓的安全變化,在電壓變化過程中,避免電弧的產生或擴大。
進一步,第二連接端的預升壓方式為采用滑動變阻器升壓,或者,采用調壓變壓器升壓。通過滑動變阻器的升降壓的方式,其原理簡單易行,能夠充分保證,電流始終在導線中,從而實現零電弧的電連接和電斷開。調壓變壓器升壓其結構能夠實現階梯性變化,其第二連接端的升壓速度更快。
進一步,調壓變壓器與第二連接端直接相連,或者,調壓變壓器通過多組并列的開關器組與第二連接端相連,各開關器對應調壓變壓器的二次側線圈的不同匝數。可以采用多個并列的開關器。實現第二連接端的連續升壓,從而實現第二連接端的可操作性和連續性。
進一步,在第一連接端與第二連接端之間串聯滑動變阻器;當兩連接端電連接之前,逐漸減小滑動變阻器的接入電阻,直至接入電阻降零;當兩連接端斷電之后,逐漸增大滑動變阻器的接入電阻,直至第二連接端的電壓低于設定值。該方法有效實現第二連接端的線性變化,并且全程實現電連接,能夠有效實現線圈的防弧。
綜上所述,由于采用了上述技術方案,本實用新型的有益效果是:
1.該方法采用不同于常規密封或隔離滅弧方法,能夠從物理層面實現防弧,避免電弧的產生,從根本上解決電弧的產生的問題,并且可能實現無弧狀態甚至達到零電弧的電連接,這種方法通過將開關二次側的電壓從瞬時變化轉化為線性或梯度的變化,該方法從通過改變壓差的方法,從根本上解決電弧的產生問題,具有實現零電弧的可能性。
2.本方法突破現有技術中必須采用介質或隔離方法的思維誤區,從電弧產生的基本原理著手,進行防弧方法的改進;克服了防弧設計技術人員的技術偏見,補充了一種新的防弧方法。
附圖說明
圖1是滑動變阻器式防電弧電連接器的結構圖;
圖2是變壓器式防電弧電連接器的結構圖;
圖3是梯度升壓式防電弧電連接器的結構圖;
圖4是組合式防電弧電連接器的結構圖;
圖5是第二連接端理想升壓或降壓線性圖;
圖6是第二連接端實際升壓或降壓線性圖;
圖7是本方法的第二連接端欲實現的升壓或降壓線性圖;
附圖標記:1-第一連接端,2-第二連接端,3-調壓裝置,4-開關器。
具體實施方式
實施例1:
如圖1所示,本實用新型的公開的電連接器中,包括第一連接端1、第二連接端2、開關器4、滑動變阻器,開關器4設于第一連接端1與第二連接端2之間并用于控制第一連接端1與第二連接端2之間的電連接或斷開,滑動變阻器串聯在第一連接端1與第二連接端2之間。
當兩連接端電連接之前,逐漸減小滑動變阻器的接入電阻,直至接入電阻降零。當兩連接端斷電之后,逐漸增大滑動變阻器的接入電阻,直至第二連接端2的電壓低于設定值;當滑動變阻器的最大電阻極大時,第二連接端2的電壓可降為趨近于零。
滑動變阻器即為調壓裝置3;通過該方法設計的第二連接端2的電壓變化曲線接近圖5中的線性圖。
實施例2:
如圖2所示,本實用新型的公開的電連接器中,包括第一連接端1、第二連接端2、開關器4、有調壓變壓器;開關器4設于第一連接端1與第二連接端2之間并用于控制第一連接端1與第二連接端2之間的電連接或斷開;調壓變壓器的二次側連接第二連接端2。
當兩連接端電連接之前,逐漸增大調壓變壓器二次側的接入繞組匝數,直至第二連接端2與第一連接端1的電壓差不大于△U。
當兩連接端斷電之后,逐漸減小調壓變壓器二次側的接入繞組匝數,直至第二連接端2的電壓降零。
△U在該電連接或斷電的介質環境中無法產生電弧或產生的電弧低于設定長度。
調壓變壓器即為調壓裝置3通過該方法設計的第二連接端2的電壓變化曲線接近圖5中的線性圖。
實施例3:
如圖3所示,本實用新型的公開的電連接器中,包括第一連接端1、第二連接端2、開關器4、調壓變壓器;開關器4設于第一連接端1與第二連接端2之間并用于控制第一連接端1與第二連接端2之間的電連接或斷開;在兩連接端之間設置n個并列的開關器4,調壓變壓器二次側線圈不同匝數處外接有接線端子,接線端子分別對應連接n個開關器4,調壓變壓器使開關器4帶電,相鄰開關器4之間的電壓差為△U1, △U1≤ △U;電壓值最大的開關器4與第一連接端1的電壓差為△U2,△U2≤ △U;電壓值最小的開關器4與第二連接端2的電壓差為△U3,△U3≤ △U;
當兩連接端電連接之前,依次將開關器4與第二連接端2電連通并使第二連接端2升壓。當兩連接端斷電之后,依次將開關器4與第二連接端2斷開并使第二連接端2降壓。
△U在該電連接或斷電的介質環境中無法產生電弧或產生的電弧低于設定長度。
調壓變壓器即為調壓裝置3通過該方法設計的第二連接端2的電壓變化曲線接近圖7中的線性圖。
例如:第一連接端1的對地電壓為5 kV,第二連接端2的對地電壓為0 kV,△U為1kV;則可以在第一連接端1比第二連接端2設置4個開關器4,4個開關器4分別帶有1kV、2 kV、3 kV、及4kV的電壓;
當兩連接端電連接之前,先將1kV的開關器4第二連接端2相連,然后將2 kV的開關器4與1 kV的開關器4串聯,然后將3 kV的開關器4與2 kV的開關器4串聯,然后將4 kV的開關器4與3 kV的開關器4串聯及4kV的開關器4,最后將4kv開關器4與第一連接端1連接;當兩連接端斷開之后,以與電連接之前相反的方法,斷開1kV、2 kV、3 kV、及4kV、第一連接端1、第二連接端2之間的連接。
實施例4
如圖4所示,在實施例3的結構的基礎上,在相鄰兩個開關器之間串聯滑動變阻器,逐漸減小滑動變阻器的接入電阻,直至接入電阻降零。當相鄰兩個開關器斷電之后,逐漸增大滑動變阻器的接入電阻,直至開關器的電壓達到設定值;避免開關器瞬間斷開產生電弧;當開關器需要閉合時,則以相反的方式調節和控制滑動變阻器和開關器。