作为现有无功补偿装置的投/切开关，不外乎是交流接触器、晶闸管或复合开关等。但使用交流接触器会造成电容器投入时出现很大的涌流现象，从而使电容器容量下降，发热严重以至膨胀损坏。使用晶闸管需能解决涌流问题，但自身导通损耗大以及发热量也大，需安装散热系统。复合开关是采用晶闸管与接触器接点并联连接方法来克服晶闸管长期工作的导通损耗和发热问题，但其接线复杂且采用了晶闸管与接触器联接合成造成了投/切开关成本高，加上晶闸管对电压波动及雷击比较敏感易损坏，使其可靠性降低。因而，使用现代电子技术控制机械式开关过零动作，使机械式开关克服接点产生的预燃与重燃现象而避免产生触点的烧焊，提高了补偿投/切元件的可靠性和降低损耗及成本。这就是同步开关在无功补偿装置中的应用。
    1 交流接触器、晶闸管、复合开关和同步开关作投切元件比较1.1 交流接触器作电容器投/切元件时会产生较大的合闸涌流现象，主要是交流接触器三相触头做不到独立分合闸。接触器的响应速度也跟不上负荷的变化，电容器需投入时而无及时投入，需切除时而没有及时切除，从而影响补偿的准确性。再有接触器不能使电容器分相补偿，投/切时会造成某相过补偿而另一相欠补偿。电弧预燃与重燃现象会造成接触器触头烧焊，使其不能分断，然而降低了整个补偿装置的可靠性及使用寿命。
    1.2 晶闸管采用“电压过零投入，电流过零切除”，需然能够解决交流接触器投切时所产生的合闸涌流现象以及投切的响应速度。但晶闸管导通时会产生很大的损耗，使补偿装置的功耗增大。其次是工作发热量大，需加装相应的散热片及散热系统。且晶闸管易受电压波动的影响而损坏。
    1.3 复合开关是由晶闸管与接触器并联连接而成的，在导通与断开瞬间由晶闸管来实现，通过长期的工作电流则由接触器来接通，这样就克服了晶闸管长期工作时所产生的导通损耗和发热问题，也避免了电力电容器在接触器单独作为投/切元件时所产生的涌流。由于复合开关采用晶闸管和接触器并联连接，使其成本变高且受加工精度及装配技术的影响而变得复杂。
    1.4 同步开关技术是近年发展的新技术，其是使用现代电子技术克服机械式开关的预燃与重燃现象。在无功补偿装置中用作投/切元件的同步开关，是在电源电压为零的时候闭合（图1），从而使电容器投入时不产生涌流；在电流为零（电压峰值）的时候断开（图2），从而使开关接点不产生电弧（或小电弧）分断。其克服了现有产品：不能实现相控，三相负载不平衡时补偿效果欠佳；电容器投/切时会产生过电流对电网的冲击；电容器不能频繁投切；功率损耗和发热量大，结构复杂和成本较高的不足。
    2 同步开关技术难点和解决方法2.1 同步开关技术难点机械接点的动作延时时间受环境以及电源等诸多因素影响，因而控制电路必须具有一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步动作。这是同步开关研发的关键技术所在。确定开关接点的动作延时时间不能使用弱电信号来进行测量，这是由于机械开关在闭合过程中会产生电弧的预燃现象，在断开的过程中会产生电弧的重燃现象；电弧预燃与重燃现象会引起机械开关触点闭合与断开的状态不一致。因此确定开关接点的动作延时时间必须在接有实际负荷的情况下进行测量。
    2.2 同步开关技术难点的解决方法2.2.1 解决接点的电弧预燃与重燃现象：机械开关接点在闭合和断开过程可能会产生电弧的预燃和重燃现象。引起其原因是接点行程时间太长。在接点闭合的过程中，绝缘强度随着动接点与静接点间距离不断的缩小而不断地减弱，如果在这个过程中两个接点间的电压升高超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现机械接点电弧预燃现象。同样，在接点断开的过程中，绝缘强度随着动接点与静接点间的距离逐渐增加而逐渐增加，如果在这个过程中两个接点间的电压升高至超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现机械接点电弧重燃现象。由于工频交流电源频率是50Hz，相对应的周期是20毫秒。所以电源电压在一个工频周期里会出现两次峰值和两次过零点，过零时刻与峰值时间的间隔只有5毫秒，如果接点闭合或者断开的过程比较长时间，那么在接点闭合或者断开的过程中，接点间的电压就有若干次达到电源电压的峰值，因此就有可能发生电弧预燃与重燃现象。接点的行程时间越长，引起电弧预燃与重燃的现象就越大。
    为了克服机械开关的电弧预燃与重燃现象，最有效的办法就是缩短开关接点的行程时间。通过实验得知，若机械开关接点在闭合或者断开的行程时间小于5毫秒，就可以避免开关接点引起的电弧预燃与重燃现象。为了使开关接点在电源电压过零时刻闭合，务必要提前发送驱动信号。如果开关接点的闭合过程为5毫秒，那么就要在电压为峰值时发出驱动信号，在接点动作的过程中，接点距离和绝缘强度以及接点间的电压都在不断地减小，直降至电源电压为零时先接合，因此不会产生开关接点的电弧预燃现象。同样的道理，为了使接点在电流过零的时刻断开，也必需提前发送驱动信号。如果接点的断开动作过程为5毫秒，那么在接点开始断开时，由于电流为零，因此没有电弧，断开以后，接点距离和绝缘强度以及接点间的电压都在不断地增加。由于接点的断开距离与接点间的电压升高速度一致，当电压升高至峰值时，接点已经完成断开动作到位，有足够的绝缘强度，因此不会出现开关接点的电弧重燃现象。为达到这一目的，可以制造具有快速动作接点的机械开关，但这是比较复杂的，并且价格会很高。从实验得知，提高机械开关的线圈驱动电压可以提高机械开关的接点动作速度。由于机械开关的线圈不是长期处于工作状态，因此适当提高线圈的驱动电压不会对机械开关的安全运行造成影响，却为克服开关接点产生的电弧预燃与重燃现象提供了有效手段。不仅如此，由于每一个机械开关接点的行程时间是不一致的，因此对正确实现同步开关功能增加了难度。提高了接点的运动速度，也就减小了各个机械开关的动作时间的偏差，使得同步开关功能比较容易实现。实际测试得知，如果将机械开关的线圈驱动电压提高至额定电压的两倍不会造成开关损坏，却可以使开关接点闭合与断开的动作时间减少到5毫秒以内。因此，我们设计了升压电路来实现这一功能。
    2.2.2 解决电源电压波动对接点动作时间的影响：由于机械开关接点行程时间的快慢受线圈驱动电压的影响，电源电压波动会影响到机械开关的动作时间，以致影响了机械开关动作的一致性，从而确保不了同步开关动作的准确性。为了克服电源电压波动对机械开关动作时间的影响，我们使用电压反馈补偿技术，由于单片微机检测机械开关的线圈驱动电压，根据取样电压值与参考电压值作比较，以其调整机械开关驱动控制信号的提前时间。若电源电压升高时，就相应地减少机械开关的操作提前时间；如果电源电压降低时，也相应地增加机械开关的操作提前时间，以此来保证当电源电压产生波动的状态下都可以准确地实现同步开关动作的控制。由于实现同步开关的动作控制比较复杂，我们使用单片微机来进行控制，因为增加一个电压检测功能是很容易实现的。
    2.2.3 解决电容器切除时的剩余电压：在电容器无功补偿装置中，电力电容器主要是采用三角形以及星形两种接线方式，实现电容器共补与分补。但无论那种接线方式，在电流过零切除电容时都存在异常过高的剩余电压，其值为系统电压峰值的1.366倍。由于电容器内部放电电阻值很高，将其电压值下降至50V以下需要较长的时间，其影响补偿装置的投/切速度。因此，为了使电力电容器在同步开关控制切除后能在极短的时间范围内将其剩余的异常高电压放掉，保证电容器的寿命及电容补偿装置投/切时间跟上无功负荷的变化速度，我们在同步开关控制电路中增加了放电电阻，在几秒钟时间内就能够将异常的高电压释放掉。我们采用光电耦合器进行控制接入放电电阻。在此同时，我们还设计电容器的投入为轮换工作制，即当前已投入工作的电容器，在下轮同相投入时换为另一组电容器，这样也能提高电容器的寿命。
    3 结束语同步开关作为补偿装置的投切元件，除了解决交流接触器投入时产生的合闸涌流现象和三相不能实行单独投切外，还能解决晶闸管导通损耗大等问题。相对复合开关来说具备其所有优点，由于同步开关没有晶闸管部分，因此同步开关比复合开关的结构简单，安装及维护方便，可靠性也高得多；成本相比复合开关也要低。是作为当前无功补偿装置投切元件的最佳选择。

� < �gx�fNormal align=left style='text-align:left;mso-layout-grid-align: none;text-autospace:none'>    a.完成同一功能的不同设备间采用独立非相似软、硬件，布置在飞机的不同位置，采用不同的线束铺设，同一数据可采用不同的数据源；b.设备间采用尽可能短的电缆连接；c.设备间采用屏蔽电缆传输电信号；d.设备与飞机主结构之间采用可靠的搭铁线连接；e.极易受到干扰的高频、高速信号采用光缆代替电缆传输。
    3.3 设备级间接雷电防护设计原则设备级间接雷电防护主要应该考虑如何提高设备瞬态设计电平ETDL，为雷电防护争取更大的裕度。
    a.针对LRU接口特点设计瞬态电压抑制电路；如电源接口、数字信号接口、模拟信号接口、离散量信号接口等等；b.采用良好的搭接、接地、屏蔽、滤波等方法。
    3.4 设备级雷电防护的设计步骤本文主要针对设备级雷电防护展开讨论，设计的主要流程如下：
    a.从飞机制造商那里获得设备瞬态设计电平要求（即与防雷相关的顶层要求）；b.参照DO-160环境标准中雷电相关准则，确定设备需要通过的试验类型和等级；c.存在异议的需求应与飞机制造商进行沟通，确定最终要求；d.进行雷电防护总体设计（机箱结构、电路防护）；e.机箱结构设计主要考虑机箱外形、材料、电磁屏蔽、所处位置等因素对箱内电路产生的影响；f.电路防护主要考虑屏蔽、接地、接口电路特性等因素；g.最终进行试验验证。
    3.5 详细设计流程雷电防护的详细设计应考虑结构和电路两方面内容，在总体设计中融入两方面的设计考虑：
    结构设计方面：
    a.尽量选取具有电磁屏蔽效能的材料作为机箱外壳；b.尽量将机箱设计成封闭结构；c.尽量减少机箱突出物；d.尽量将机箱布置在远离开口处、远离外蒙皮、远离飞机突出部分的位置；e.提供与飞机主结构良好的搭接。
    电路设计方面：
    a.将不同种类的输入输出信号进行分类；b.确定待保护电路的最高耐压；c.确定雷击等级，计算出瞬态功率；d.选择合适的雷电防护器件；e.确保保护电路的最高残压小于被保护电路的最高耐压；f.提供良好的雷电泄放通道。
    3.6 间接雷电防护电路基本要求a.快速响应：能以最快的速度泄放电流；b.性能可靠：长期使用后，尤其是多次遭受雷击后，保护能力没有明显变化；c.保护得力：能够在设计范围内，将过电压控制在后级能够承受的范围之内；d.良好兼容：雷电防护电路的存在，不能影响系统正常运行。
    4 结束语雷电防护设计是一个涉及到多个专业的系统工程，目前国内在航空电子设备间接雷电的防护方面还有很大差距，在民用飞机适航取证过程中，雷击防护是一个不可回避的问题。因此，还需在这方面投入更大的精力。文章中的一些观点吸收了前人的经验并结合本人在雷电防护设计过程中总结的一些经验，望批评指正。