摘 要：敘述了無弧分合閘方案，分析了合閘過程方案及分閘過程方案，指出零電流分斷控制技術存在的問題，并提出了一種具有明顯分斷口的無弧交流接觸器結構，其大大提高了接觸器的電壽命，可靠地實現了電氣隔離。

　　0引言

　　隨著新材料新工藝的采用，交流接觸器機械壽命大幅度提高，只有機械壽命1/10的電壽命成為影響交流接觸器發展的瓶頸。普通交流接觸器分斷過程也會在大分斷電流影響下產生強烈電弧影響，因此對交流接觸器分斷過程智能改造也是非常必需的，使得交流接觸器分斷過程基本實現無弧化，以提高交流接觸器電壽命，最終提高交流接觸器整體性能，這對綠色、安全、節約型電網建設有重要的實際作用和意義.

　　1 無弧分合閘方案

　　在使用交流接觸器控制電氣設備的通斷時，觸點間存在很強的飛弧。特別是頻繁啟動和停止設備時，更易使觸點粘合或燒毀，需頻繁更換觸頭，增加設備維修工作量和生產成本，更嚴重時會由于觸點飛弧或燒融而導致生產事故。

　　為能消除或充分減小分合閘過程中產生的電弧，我們嘗試了以下幾種試驗方法：

　　a) 同步分斷技術。即控制交流接觸器在電流過零瞬間分開，并以較快速度拉開到足以承受恢復電壓而不發生瞬間擊穿的距離，此時觸頭間隙不會產生電弧。事實上要完全實現同步分斷是十分困難的;

　　b) 觸頭系統改造技術。使交流接觸器中間相觸頭開距不同于旁邊兩相的開距，中間相觸頭打開后，經過小段時間，其余兩相觸頭才打開(見圖1)。通過控制中間相觸頭的分斷時刻，可以達到三相觸頭均在電流過零點前分斷電路，實現三相電路同步分斷。缺陷是觸頭改造系統同樣是結合電流過零分斷技術，實施難度比較大;

　　圖1 觸頭系統改造原理圖

　　c) 混合式開關技術。即在主觸頭兩端并聯電力電子器件運行期間由主觸頭分擔電流，分斷過程中由電力電子器件分擔電流，實現微弧或無弧分斷，提高接觸器電壽命。這種方法把雙向可控硅與接觸器主觸點相結合，真正實現了接觸器的無弧通斷功能，且容易實現，無弧通斷效果明顯。

　　2 合閘過程方案分析

　　交流接觸器吸合過程是個很復雜的動態過程，普通交流接觸器采用交流勵磁，很容易造成交流接觸器出現鐵芯碰撞和觸頭彈跳問題，而鐵芯碰撞是影響交流接觸器機械壽命的重要因素，觸頭彈跳又是影響交流接觸器電壽命的重要影響因素。

　　分段直流激磁可很好控制激磁能量以便控制動鐵心吸合速度，減少觸頭彈跳幾率;同時，接觸器穩定閉合之后采用直流小電壓便可維持運行，從而大大降低了接觸器運行功耗。分段直流激磁控制原理如圖2所示。

　　圖2 分段激磁原理圖

　　圖2中，t1為合閘初相角(合閘時刻)，弧度;t2為第一次激磁回路作用時間，弧度;t3為停止激磁時間段，弧度;t4為第二次激磁回路作用時間，弧度。關斷強激磁控制回路后，重新停止激磁信號，使交流接觸器鐵心在慣性作用下緩慢吸合，最終實現交流接觸器吸合過程所謂的“軟著陸”，這種激磁控制方案可最大限度減小鐵芯碰撞速度，進而減少或消除觸頭的二次彈跳問題。

　　3 分閘過程方案分析

　　零電流分斷控制技術即微電弧能量分斷控制技術，目標是使接觸器分斷過程盡可能避免電弧產生。交流電弧具有電流過零特性及“零休”現象。零電流分斷技術便利用交流電弧此特性，使交流接觸器在電流過零前的小段時間分斷，從而將交流電弧消滅在最初階段。零電流分斷控制技術是對時間控制精度要求非常高的分斷控制方法，在交流接觸器分斷過程起到改進作用，該控制技術同樣存在缺陷。

　　由于零電流分斷控制技術存在缺陷，提出了無觸點分斷控制技術，主要做法為在每相主觸頭兩端并聯1個雙向可控硅，使得分斷瞬間可由雙向可控硅實現分流操作，達到無弧分閘的目的，如圖3所示。相對于零電流分斷控制技術，無觸點分斷控制技術可從根本上杜絕電弧產生，實現真正無弧化。無觸點分斷控制技術對外圍硬件要求不是很高，降低了操作難度。雙向可控硅只是在分斷過程中導通幾毫秒，所以降低了浪涌電流的沖擊影響。