專(zhuān)利名稱(chēng)：一種有載分接開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于變壓器帶負(fù)載情況下變換變壓器分接頭的有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)OLTC(ON-LOAD TAP-CHANGER)，屬于電氣開(kāi)關(guān)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
公知的機(jī)械開(kāi)關(guān)型OLTC都有過(guò)渡電阻(或阻抗)，因此在轉(zhuǎn)換時(shí)都存在較大的環(huán)流。此環(huán)流很容易損壞過(guò)渡電阻，此外主觸頭和過(guò)渡觸頭切換時(shí)都存在因負(fù)載電流或環(huán)流產(chǎn)生的電弧。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的有載分接開(kāi)關(guān)，其主觸頭在切換前，過(guò)渡觸頭與主觸頭相接于同一定觸頭，且過(guò)渡電阻由阻值可變的半導(dǎo)體材料制成，它能夠有效地限制開(kāi)關(guān)觸頭轉(zhuǎn)換過(guò)程中的環(huán)流，降低開(kāi)關(guān)電弧，提高開(kāi)關(guān)的可靠性。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的復(fù)合型有載分接開(kāi)關(guān)由主觸頭11、過(guò)渡觸頭12和過(guò)渡電阻13以及若干個(gè)定觸頭14、15、16......構(gòu)成，OLTC開(kāi)關(guān)的過(guò)渡電阻13一端聯(lián)接過(guò)渡觸頭12，另一端聯(lián)接主觸頭11，主觸頭只選定一個(gè)定觸頭(14、15、16......)接觸，在主觸頭切換過(guò)程的空檔，依靠過(guò)渡觸頭接觸設(shè)定位置定觸頭以保持負(fù)載電流IL的通路。本發(fā)明的特征是，在轉(zhuǎn)換開(kāi)始即主觸頭切換前，過(guò)渡觸頭12保持與主觸頭11接觸同一定觸頭，且其過(guò)渡電阻RT為半導(dǎo)體敏感電阻器。對(duì)于組合型OLTC開(kāi)關(guān)，其切換開(kāi)關(guān)部分，本發(fā)明的主觸頭11、過(guò)渡觸頭12和過(guò)渡電阻13的接法與復(fù)合開(kāi)關(guān)的接法是完全一樣且都在切換開(kāi)關(guān)內(nèi)，其結(jié)構(gòu)動(dòng)作也與復(fù)合開(kāi)關(guān)的一樣。
由于采用上述方案，本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)可以大大減小主觸頭和過(guò)渡觸頭在切換時(shí)因負(fù)載電流或環(huán)流而產(chǎn)生的燃弧，同時(shí)又可減小過(guò)渡電阻上的發(fā)熱功耗，使其更可靠安全，以及減小調(diào)壓過(guò)程中不希望產(chǎn)生的能耗，從而提高開(kāi)關(guān)的可靠性和壽命。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的電氣結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖2是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的分時(shí)原理示意圖，圖3是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的第一個(gè)實(shí)施例的熱敏電阻器的實(shí)驗(yàn)電流波型圖，圖4是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的第二個(gè)實(shí)施例的磁敏電阻器電氣接線(xiàn)示意圖，圖5是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)第三個(gè)實(shí)施例采用光敏電阻器的電氣原理示意圖，圖6是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)加有滅弧電容的電氣工作原理示意圖，圖1(a)、(b)分別為本發(fā)明的復(fù)合型和組合型OLTC開(kāi)關(guān)電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中，本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)1含有主觸頭11，過(guò)渡觸頭12和過(guò)渡電阻13及諸多定觸頭14、15、16等。有載分接開(kāi)關(guān)的過(guò)渡電阻13一端聯(lián)接過(guò)渡觸頭12，另一端聯(lián)接主觸頭11，主觸頭11可任選一只定觸頭14、15、16等接觸，在主觸頭切換過(guò)程中，依靠過(guò)渡觸頭與設(shè)定位置定觸頭的接觸保證負(fù)載電流IL必需的臨時(shí)通路。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征是，在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)始前，過(guò)渡觸頭12保持與主觸頭11接觸同一定觸頭，且其過(guò)渡電阻RT為半導(dǎo)體敏感電阻器。
圖2是本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程的分時(shí)原理示意圖。圖2(a)為剛開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)，主觸頭11離開(kāi)定觸頭15，但由于過(guò)渡觸頭12尚未動(dòng)作離開(kāi)定觸頭，所以此時(shí)負(fù)載電流流經(jīng)過(guò)渡電阻13，如果過(guò)渡電阻13阻值很小，其壓降UT＝RT×IL也很小，而UT剛好是跨接在主觸頭11與定觸頭15間引起燃弧的電壓，所以UT的減小有助于減小主觸頭11離開(kāi)定觸頭15位置時(shí)的燃弧。當(dāng)然，從負(fù)載RL的角度看RT，RT減小既可減小負(fù)載RL上的瞬時(shí)電壓跌落，又可減小過(guò)渡電阻RT上的發(fā)熱功耗，增加該電阻的可靠性，減少調(diào)壓過(guò)程中無(wú)謂的能耗。
圖2(b)所示為經(jīng)一短瞬間，主觸頭11到達(dá)一新的位置，如圖中定觸頭16，但過(guò)渡觸頭12尚留在原位置的定觸頭15上。顯而易見(jiàn)，此時(shí)負(fù)載電流由定觸頭16和主觸頭所流過(guò)，但由于過(guò)渡電阻成并聯(lián)聯(lián)接跨接在級(jí)電壓US上，此US將在過(guò)渡電阻13上產(chǎn)生環(huán)流IC。此時(shí)希望RT的值足夠大，以限制環(huán)流的數(shù)值。
圖2(c)所示為開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的最后階段，過(guò)渡觸頭12離開(kāi)定觸頭15，環(huán)流消失。如果RT的阻值足夠大，環(huán)流就足夠小，那么其脫離接觸過(guò)程中所產(chǎn)生的電弧也會(huì)足夠小。
根據(jù)以上分析可知，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)安排下，過(guò)渡電阻13應(yīng)具有能根據(jù)其在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中并聯(lián)串聯(lián)的不同要求，改變其阻值的特性。本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)中的過(guò)渡電阻就采用了具有這種特性的半導(dǎo)體電阻器，如熱敏電阻、磁敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等半導(dǎo)體電阻器。
圖3所示為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，即過(guò)渡電阻采用具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻器時(shí)，該熱敏電阻器的實(shí)驗(yàn)電流波形圖。結(jié)合圖2可以分析其效果。在圖2(a)階段，由于原先主觸頭11將過(guò)渡電阻13短接，所以13中無(wú)電流，過(guò)渡電阻13處于冷態(tài)，其阻值非常小，當(dāng)主觸頭11離開(kāi)定觸頭15位置，過(guò)渡電阻13中才開(kāi)始流過(guò)電流，其阻值逐漸增大，但其在負(fù)載電流IL范圍內(nèi)阻值變大的速率是很小的，其升溫速率遠(yuǎn)比主觸頭過(guò)渡的時(shí)間為長(zhǎng)。由于主觸頭11剛離開(kāi)時(shí)，過(guò)渡電阻13的阻值很小，所以引弧電壓UC很小，使主觸頭11離開(kāi)的電弧比過(guò)渡電阻13為固定值時(shí)的電弧要小。
在圖2(b)位置，即過(guò)渡的第二階段，此時(shí)，RT并聯(lián)跨接在級(jí)電壓US上，由于級(jí)電壓遠(yuǎn)比UT為高，所以將立即產(chǎn)生初始值比較大的環(huán)流IC，USIC將使該熱敏電阻溫度顯著升高，并使其阻值迅速增大到其相對(duì)穩(wěn)定的某一數(shù)值。因此，環(huán)流的數(shù)值就可以迅速減低。這樣，既可避免傳統(tǒng)的固定阻值RT因轉(zhuǎn)換時(shí)間延長(zhǎng)造成損壞燒毀的事故，又減少了能耗。由于環(huán)流IC的減少，在過(guò)渡的第三階段，即圖2(c)所示位置時(shí)，過(guò)渡觸頭12脫離接觸僅開(kāi)斷很小的IC，其燃弧相應(yīng)減少。
本發(fā)明的這一實(shí)施方案還可以通過(guò)其他相應(yīng)的溫度控制方式，如半導(dǎo)體，致冷、致熱器，電加熱器裝置添加在旁熱式熱敏電阻上，通過(guò)控制RT溫度的辦法達(dá)到更好的開(kāi)關(guān)效果。
圖4所示為本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的第二個(gè)實(shí)施例，其中，過(guò)渡電阻RT采用磁敏電阻器。其結(jié)構(gòu)為，將一個(gè)小型隔離變壓器或互感器3的初級(jí)串入主觸頭回路間，該互感器3的次級(jí)接整流器和濾波器4，4的輸出有一勵(lì)磁線(xiàn)圈5，由5的磁場(chǎng)控制RT的阻值。當(dāng)負(fù)載電流IL小于其額定電流In或開(kāi)關(guān)所設(shè)計(jì)的最大電流ILmax時(shí)，由勵(lì)磁線(xiàn)圈5所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為零或很小，RT的阻值也很小。當(dāng)主觸頭11到達(dá)定觸頭16位置時(shí)，US通過(guò)RT與互感器3的初級(jí)產(chǎn)生較大的環(huán)流，此環(huán)流通過(guò)4、5形成強(qiáng)磁場(chǎng)，使RT阻值迅速增大，此時(shí)，由于4中電容的剩余電荷與5的續(xù)流保持一定時(shí)間，使過(guò)渡電阻阻值很大，在該段時(shí)間內(nèi)迅速轉(zhuǎn)換過(guò)渡觸頭12就會(huì)使電弧很小。
在這一實(shí)施方案中，除了直接利用環(huán)流IC所產(chǎn)生的磁場(chǎng)外，還可以采用增加與主開(kāi)關(guān)觸頭11協(xié)調(diào)動(dòng)作的其他輔助觸頭，通過(guò)4和5所產(chǎn)生的磁場(chǎng)或其他磁場(chǎng)來(lái)改變磁敏電阻構(gòu)成的過(guò)渡電阻13的阻值的目的。
圖5所示為本發(fā)明有載分接開(kāi)關(guān)的第三個(gè)實(shí)施例，其中，過(guò)渡電阻RT采用光敏電阻器。在主觸頭11動(dòng)作前用光觸通過(guò)渡電阻13，使其阻值降低，使負(fù)載電流在RT上產(chǎn)生盡可能小的壓降。當(dāng)主觸頭到達(dá)新的定觸頭位置時(shí)，光照立即消失，使RT恢復(fù)高阻值。用光控的辦法速度快，控制距離遠(yuǎn)，高壓絕緣方便，很適合于用光導(dǎo)纖維傳輸控制信息，也特別容易克服外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾。
本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例為在過(guò)渡電阻13的兩端并聯(lián)電容器6以提高主觸頭的滅弧效果，如圖6所示。在無(wú)電容時(shí)，當(dāng)主開(kāi)關(guān)觸頭11剛離開(kāi)定觸頭15時(shí)，其間距還比較小，但此時(shí)負(fù)載電流IL已經(jīng)流經(jīng)過(guò)渡電阻13，所產(chǎn)生的電壓UT＝RTIL很容易燃弧。當(dāng)過(guò)渡電阻13兩端加上滅弧電容6以后，由于主觸頭11來(lái)離開(kāi)定觸頭15前，過(guò)渡電路被短接，過(guò)渡電阻13中無(wú)電流，所以電容6兩端電壓為零，由于電容電壓不能突變，在主觸頭11剛脫離定觸頭15時(shí)，負(fù)載電流IL開(kāi)始對(duì)電容充電，過(guò)渡電阻13兩端的電壓為零，不會(huì)產(chǎn)生燃弧，當(dāng)電容充電結(jié)束，過(guò)渡電阻13兩端電壓升高時(shí)，主觸頭11與定觸頭15的距離已拉大，所以就不容易產(chǎn)生電弧。
權(quán)利要求
1一種有載分接開(kāi)關(guān)，由主觸頭、過(guò)渡觸頭、過(guò)渡電阻和若干個(gè)定觸頭構(gòu)成，過(guò)渡電阻一端接過(guò)渡觸頭，另一端接主觸頭，主觸頭只選定一個(gè)定觸頭接觸，在主觸頭切換過(guò)程的空檔，由過(guò)渡觸頭接觸相應(yīng)定觸頭以保持負(fù)載電流的通路，其特征是，主觸頭(11)切換前，過(guò)渡觸頭(12)接觸與主觸頭(11)相接觸的同一定觸頭(15)，且過(guò)渡電阻(13)為半導(dǎo)體電阻器。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的有載分接開(kāi)關(guān)，其特征是過(guò)渡電阻(13)為正溫度系數(shù)的熱敏電阻器，其溫度可以直接由流過(guò)其中的電流產(chǎn)生，也可由其他外加熱源如加熱器、致冷器等控制。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的有載分接開(kāi)關(guān)，其特征是過(guò)渡電阻(13)為磁敏電阻器，在主觸頭(11)上還接有一個(gè)由變壓器或互感器(3)、整流器加濾波器(4)、磁場(chǎng)線(xiàn)圈(5)構(gòu)成的勵(lì)磁器，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)用以改變磁敏電阻器的電阻值。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述的有載分接開(kāi)關(guān)，其特征是過(guò)渡電阻(13)為光敏電阻器，在開(kāi)關(guān)(1)上還接有由光源、光導(dǎo)纖維做傳導(dǎo)的控制器用來(lái)控制作為過(guò)渡電阻的光敏電阻器的阻值。
5根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的有載分接開(kāi)關(guān)，其特征是在過(guò)渡電阻(13)兩端還并聯(lián)有消弧電容器(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于抽頭調(diào)壓變壓器的有載分接開(kāi)關(guān)。它由主觸頭、過(guò)渡觸頭、過(guò)渡電阻和若干定觸頭構(gòu)成。在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)始即主觸頭切換前,其過(guò)渡觸頭保持與主觸頭接觸同一定觸頭,且其過(guò)渡電阻為半導(dǎo)體敏感電阻器。該半導(dǎo)體敏感電阻器具有能根據(jù)其在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中并聯(lián)串聯(lián)的不同要求,改變其阻值的特性,從而有效的降低開(kāi)關(guān)燃弧并限制環(huán)流,同時(shí)提高該電阻本身的可靠性及降低開(kāi)關(guān)調(diào)壓過(guò)程中的能耗。
文檔編號(hào)H01H1/56GK1193171SQ9710631
公開(kāi)日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1997年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月6日
發(fā)明者於岳亮 申請(qǐng)人:於岳亮