一种电容器投切复合开关的制作方法

本实用新型涉及电气开关技术领域，具体而言，涉及一种电容器投切复合开关。

背景技术：

目前，10kV系统电容器的投切多是采用真空接触器和真空断路器，但是上述两种类型的真空开关均易产生触头重燃，触头重燃会产生过电压，过电压会给电力设备带来严重的危害，危及被控电容器和整个电网，加速电容器的失效，减少电容器的使用寿命，甚至会发生爆炸的危险；使用油开关进行投切电容器组过程中，不会出现重燃的出现，但切除电容器时产生的电弧会使绝缘油碳化，因此需要对油开关进行定期维护，维护成本较高，因此油开关也逐渐不适合于大多数的免维护场合。据统计真空断路器在投切电容器组时，重燃率竟高达11％，若长期使用真空开关，必然会减少电容器的使用寿命，甚至会发生爆炸的危险，而油开关存在需定期维护的问题，因此提供一种既能实现免维护，无电弧，又能在切除电容器过程中不产生重燃的开关，成为涉及如何延长被控电容器使用寿命的关键问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种电容器投切复合开关，以达到无电弧、无重燃、免维护和延长电容器使用寿命的效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电容器投切复合开关，包括：

第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关串联连接，所述第一开关与所述第二开关相互配合实现被控电容器的投切状态的切换；

其中，所述第一开关为油开关，所述第二开关为真空开关；所述复合开关处于初始断开状态时所述第一开关为断开状态，所述第二开关为闭合状态；

当所述复合开关闭合时，只须让所述第一开关闭合，此时所述第一开关不产生电弧；当所述复合开关由闭合状态切换到断开状态时，需要首先断开所述第二开关，此时所述第二开关的灭弧在真空泡内完成，然后在预设时间内断开所述第一开关，因电路已被所述第二开关切断，所以所述第一开关断开不会产生电弧，因所述第一开关的断开产生了隔离断口，此时所述第二开关因真空泡两端无电压也不会发生重燃现象。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述复合开关由闭合状态切换到断开状态时包括：最终使所述复合开关恢复至所述初始断开状态。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施例，其中：

所述的电容器投切复合开关，还包括：开关控制器，所述开关控制器分别与所述第一开关、所述第二开关相连接；所述开关控制器用于控制所述第一开关和所述第二开关的断开与闭合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述开关控制器包括：

命令接收单元，用于接收投入电容命令或者切除电容命令；

开关状态切换单元，用于在所述复合开关处于初始断开状态当接收到投入电容命令时，控制所述第一开关闭合；

当接收到切除电容命令时，首先控制所述第二开关断开，然后在预设时间内控制所述第一开关断开，最后控制所述第二开关闭合，使所述复合开关恢复初始断开状态。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述开关控制器还包括：延时单元；

所述延时单元用于当所述第二开关断开后，控制进行延时T1时间段，然后所述开关状态切换单元再控制所述第一开关断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：

所述延时单元，还用于在所述第一开关断开后，控制进行延时T2时间段，然后所述开关状态切换单元再进行控制所述第二开关闭合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中：

所述T1时间段为小于等于5ms。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中：

所述T2时间段为20ms。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中：

所述的电容器投切复合开关，还包括：远程通信模块，所述远程通信模块与所述开关控制器相连接；

所述开关控制器还用于接收所述远程通信模块的命令，所述远程通信模块包括通用分组无线服务GPRS通信单元和/或第四代移动通信网络接收单元；

所述远程通信模块用于接收终端发送的控制信号，并将所述控制信号发送至所述开关控制器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中：

所述远程通信模块还设置有数据传输接口RS-485接口。

本实用新型上述实施例中所提供的电容器投切复合开关，包括第一开关和第二开关，并且第一开关为油开关，第二开关为真空开关；复合开关处于初始断开状态时为第一开关为断开状态，第二开关为闭合状态；当复合开关闭合时，只须让第一开关闭合，此时第一开关不产生电弧；当复合开关由闭合状态切换到断开状态时，首先断开第二开关，此时第二开关的灭弧在真空泡内完成，然后间隔预设时间再断开第一开关，因第一开关断开时电路已被第二开关切断，此时第一开关不会产生电弧，并且第一开关的断开产生了隔离断口，此时第二开关因真空泡两端无电压，进而也不会发生重燃现象。因此本申请所提供的一种电容器投切复合开关，在电容器投切过程中能够做到无重燃，无电弧，并且具有免维护和避免电容器损坏的优点。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新 型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种电容器投切复合开关的结构示意图；

图2a示出了本实用新型实施例所提供的一种电容器投切复合开关的处于初始断开状态时的状态示意图；

图2b示出了本实用新型实施例所提供的一种电容器投切复合开关的处于闭合状态时的状态示意图；

图2c示出了本实用新型实施例所提供的一种电容器投切复合开关由闭合状态切换到断开状态时，断开第二开关时的状态示意图；

图2d示出了本实用新型实施例所提供的一种电容器投切复合开关由闭合状态切换到断开状态时，断开第一开关时的状态示意图。

图示说明：

110、第一开关；120、第二开关；130、电容器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

油开关的灭弧介质为油，当油开关断路时，动触头与固定触头分离，产生电弧，在电弧的高温下使油分解，产生大量氢气，迫使电弧熄灭；而油开关的使用过程中，因为电弧的高温，会使油发生分解生成游离碳，导致油的绝缘性能降低，油色混浊和变黑，因此需要经常滤油、换油，导致油污染，费用成本高。真空开关的灭弧介质为真空介质，并且真空开关断开以后的特定时间内会发生重燃现象，重燃时会产生过电压，过电压能够对电容器以及整个电网造成危害。

基于此，本申请提供的电容器投切复合开关，可以实现油开关无电弧，真空开关无重燃，并且避免电容器投切过程中对电容器的损坏，延长电容器的使用寿命，降低对电网的冲击和干扰。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电容器投切复合开关进行详细介绍；

图1示出了本申请一个实施例提供的电容器投切复合开关的结构示意图，图2a～图2d示出了本申请一个实施例提供的电容器投切复合开关断开与闭合状态切换过程时第一开关、第二开关的状态示意图，如附图所示的实施例，本实施例中提供了一种电容器投切复合开关，包括：第一开关110和第二开关120，该第一开关110与第二开关120串联连接，通过第一开关110与第二开关120相互配合实现被控电容器的投切状态的切换；本实施例中，复合开关在使用时第二开关120与被控电容器130连接。

其中，上述第一开关110为油开关，上述第二开关120为真空开关；当所述的复合开关处于初始断开状态时第一开关110为断开状态，第二开关120为闭合状态。

当所述的复合开关闭合时，只须让第一开关110闭合，由于油开关只 是在断开时会产生电弧，而闭合时无电弧产生，因此复合开关闭合过程中第一开关(油开关)不产生电弧；当复合开关由闭合状态切换到断开状态时，需要首先断开第二开关120，再在预设时间内断开第一开关110，由于第二开关120断开时，灭弧在真空泡内完成，然后断开第一开关110，因电路已被所述第二开关切断，所以所述第一开关断开也不会产生电弧，又由于第一开关110断开后，产生了隔离断口，此时第二开关120两端没有电压，此时该第二开关120因真空泡两端无电压也不会发生重燃现象；并且整个过程中，油开关因为无电弧产生，油开关内部的油介质不会发生高温分解，因此本申请实施例中的油开关可以不用进行油介质的更换，做到了免维护；因真空开关无重燃进而能够避免电容器切除过程中过电压现象的发生而导致的电容器的损坏；进一步的，当复合开关切换到断开状态过程中，最终复合开关要恢复到初始断开状态，即第一开关110、第二开关120都断开以后，需要闭合第二开关120，以便进行下一个开关动作。

在某一具体实施例中，上述复合开关还包括：开关控制器，该开关控制器分别与第一开关、第二开关相连接；并且通过该开关控制器进行控制第一开关和第二开关的断开与闭合，进而实现所述的复合开关的自动投切。

进一步的，上述开关控制器包括：命令接收单元和开关状态切换单元，该命令接收单元用于接收投入电容命令或者切除电容命令；

上述开关状态切换单元用于在复合开关处于初始断开状态当接收到投入电容命令时，控制第一开关闭合；当接收到切除电容命令时，首先控制第二开关断开，之后控制第一开关断开，最后控制第二开关闭合，最终使复合开关恢复至初始断开状态。

需要说明的是，上述的投入电容命令以及切除电容命令，可以是在按动投入电容按钮或者切除电容按钮时投入电容按钮或者切除电容按钮所发出的电信号，此时本领域技术人员应该想到本复合开关应当包含有一个开关按钮。

进一步的，上述实施例中的开关控制器还包括延时单元，该延时单元用于：在复合开关由闭合状态切换到断开状态过程中(切除电容动作过程中)，当上述的第二开关断开后，控制进行延时T1时间段，然后开关状态切换单元再控制第一开关断开。

优选的，此处的T1时间段为小于等于5ms；经过实验研究表明，真空开关的重燃绝大多数是由介质的重击穿和非自持性放电所导致的，而重击穿发生在真空开关断开的5～10ms以内，非自持型放电则发生在真空开关断开的10ms以后；因此在上述的第二开关(真空开关)断开后的5ms内断开第一开关(油开关)，此时第二开关(真空开关)的两端没有电压，进而不会发生重燃现象；并且，由于是先断开的第二开关，同样第二开关断开以后第一开关的两端也不存在电压，因此此时第一开关的断开也无电弧发生。

在复合开关由闭合状态切换到断开状态过程中(切除电容动作过程中)，需要首先断开所述第二开关，灭弧在真空泡内完成，间隔5ms(或者低于5ms的时间)后断开所述第一开关，因电路已被第二开关切断，第一开关不会产生电弧，因第一开关的断开产生了隔离断口，此时所述第二开关因真空泡两端无电压也不会发生重燃现象。

上述延时单元还用于：在复合开关由闭合状态切换到断开状态过程中(切除电容动作过程中)，在第一开关断开后，控制进行延时T2时间段，然后开关状态切换单元再进行控制使所述第二开关闭合。

优选的，上述的T2时间段为20ms，是为了保证油开关能再次及时投入接通回路。

在某一具体实施例中，上述真空开关为常闭状态，真空开关由断开到闭合的过程是由机构弹簧自动恢复实现的，以此可以减少上述对开关控制器资源的利用。

在某一具体实施例中，本申请所提供的电容器投切复合开关还可以包 括：远程通信模块，该远程通信模块与开关控制器相连接，该开关控制器还可接收所述远程通信模块命令，开关控制器具备自动投切的功能，该程通信模块包括通用分组无线服务GPRS通信单元和/或第四代移动通信网络接收单元；该远程通信模块用于接收终端发送的控制信号，并将该控制信号发送至开关控制器，开关控制器接收到该控制信号以后进行信号解析，根据解析后的信号生成投入电容命令或者切除电容命令，命令接收单元接收到相应的命令以后，开关状态切换单元进行控制上述第一开关和所述第二开关的断开与闭合，进而达到远程控制该复合开关的断开与闭合的效果；该远程通信模块还用于向终端发送信息，所述信息可以是通过短信的形式发送；此处的终端可以是指手机、平板电脑等移动设备。

在某一具体实施例中，上述的远程通信模块还设置有RS-485接口；本实施例中设置有RS-485接口，便于该复合开关与计算机或者上位机进行通讯连接，特别适用于对电容器组的投切控制；为实现数据通讯或者远程控制本领域技术人员应该想到，本实施例中的开关控制器应满足能够进行数据转换、数据处理分析等的功能。

在某一具体实施例中，为减小复合开关的体积，上述的第一开关和上述的第二开关可以均设置处于绝缘油室内。

需要说明的是，上述实施例中的油开关可以包括油断路器，上述实施例中的真空开关可以包括真空断路器。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要注意的是，在上述的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或工件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个工件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。