2. 由于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，因此控制机构必须具有
一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步操作
由于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，因此硬件设计必须充分考虑这些，以保证控制机构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操作。
3. 闭合动作过程中会产生电弧的预燃现象，在实际断开动作过程中会产生电弧的重燃现象。
为了消除电弧预燃与重燃现象，最有效的手段是提高开关接点的动作速度
简单地通过测量开关关接点的动作延时时间，然后根据延时时间控制开关接点的动作并不能够保证复合开关功能的实现。因为开关接点在实际闭合动作过程中会产生电弧的预燃现象，在实际断开动作过程中会产生电弧的重燃现象。
所谓电弧预燃现象就是在接点闭合过程中，由于接点距离不断减小以至于绝缘强度不足产生电弧击穿的现象。所谓电弧重燃现象就是在接点断开过程中，接点距离还没有增加到足够的绝缘强度而产生电弧重新燃烧的现象。
电弧预燃与重燃现象导致电路的导通与切断与接点的机械接触状态不一致，因此导致复合开关功能不能实现。产生电弧预燃与重燃现象的主要原因是接点的运动速度过慢。 在接点闭合的过程中，接点间的距离不断缩小，绝缘强度不断减弱，如果在这个过程中接点间的电压升高至超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现电弧预燃现象。同样，在接点断开的过程中，动接点与静接点间的距离逐渐增加，绝缘强度逐渐增加，如果在这个过程中接点间的电压升高至超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现电弧重燃现象。
由于工频交流电源的周期是 20 毫秒，在一个工频周期里，电源电压会出现两次峰值和两次过零点，过零时刻与峰值时刻的间隔只有5 毫秒，如果接点闭合或者断开的过程为十几毫秒到几十毫秒，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。接点的运动速度越慢，发生电弧预燃与重燃现象的可能性就越大。
为了消除电弧预燃与重燃现象，最有效的手段是提高开关接点的动作速度。如果开关接点闭合或者断开的动作时间小于 5 毫秒，那么就可以避免电弧预燃与重燃现象。在接点闭合的过程中，因为选择为电压过零闭合所以驱动信号要提前，如果接点的闭合过程为 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，接点距离在不断减小，绝缘强度也在不断地减小，但是接点间的电压也在不断地减小，直至电压为零时接点闭合，因此不会出现电弧预燃现象。同样的道理，在接点断开的过程中，因为选择为电流过零断开，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，接点距离在不断增加，绝缘强度也在不断地增加，接点间的电压也在不断地增加，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，因此不会出现电弧重燃现象。
4. 电源电压的波动就会影响开关接点的动作时间，以至于影响复合开关操作的准确性。使
用电压反馈补偿技术，根据实测电压调整驱动控制信号的提前时间
通常的开关都是由线圈来驱动的，驱动电压可以影响到接点动作速度，因此电源电压的波动就会影响开关接点的动作时间，以至于影响复合开关操作的准确性。为了消除电源电压波动的影响，可以使用稳压电源来提供开关线圈驱动电压。但是稳压电源使复杂性增加、损耗增加、成本增加。简便的方法是使用电压反馈补偿技术，由单片机检测开关线圈的驱动电压，然后根据实测电压调整驱动控制信号的提前时间，当电源电压升高时减少操作提前时间，当电源电压降低时增加操作提前时间。从而保证在各种电压状态下，都可以实现准确地复合开关操作。由于实现复合开关的操作控制比较复杂，必须
使用单片机来进行控制，增加一个电压检测功能。
四、 山东项目复合开关技术要求及具体实现
能根据控制器的命令反馈自身的运行装置，便于控制器监测补偿电容器组投切状态。 启动电压DC4~32V/AC5~25V，输入阻抗≥2kΩ，导通阻抗≤0.003Ω，绝缘等级≥10MΩ。 涌流小于额定电流2倍，具备电压缺相保护、空载保护、停电保护等。 自动寻找最佳投切点，保证过零投切。 具体详细实现方式及原理介绍如下： 1) 要求“能根据控制器的命令反馈自身的运行装置，便于控制器监测补偿电容器组投
切状态”
我公司复合开关产品通过硬件电路检测复合开关内部继电器分合状态，实时同步输出到无源接点反馈端子Wn与W/Wa,Wb,Wc。其中，JGX-SH 380V复合开关，通过端子Wn,W反馈；JGX-SH 220V复合开关，通过端子Wn与Wa,Wb,Wc反馈；JGX-SH 380V相间复合开关，通过端子 Wn与Wa,Wb,Wc反馈。
2) 要求“启动电压DC4~32V/AC5~25V，输入阻抗≥2kΩ，导通阻抗≤0.003Ω，绝缘
等级≥10MΩ”
这个属于硬件性能设计要求，我公司复合开关产品完全满足该项要求。
3) 要求“具备电压缺相保护、空载保护、停电保护等”
缺相保护，我公司复合开关产品通过实时采集开关进线三相电压，当检测到有任意一相或者多于一相电压缺相时进行保护，具体保护方式为开关断开状态时锁定拒绝闭合，开关闭合状态时自动断开并锁定拒绝闭合，直至缺相信号消失。
空载保护，我公司复合开关产品通过检测开关出线状态，可检测到是否有接入电容器，当检测到空载时，开关拒绝闭合，从而实现真正意义上的空载保护，而非其他产品的投入后检测到空载再切除的方式。
停电保护，我公司复合开关产品内部具有电源电压检测电路，并具有储能器件，在电源失电后，可继续维持3-5秒正常运行，从而能检测到电源失电信号，并快速断开开关。
另，我公司复合开关产品还具备上电保护、自检等保护功能。上电保护功能是指开关上电后，自动复位（断开）开关，在停电保护基础上进行二次保护，从而有效避免补偿设备因异常停电后再次送电造成电容回路瞬间投入产生的危害。自检功能是指开关内部具有过零硬件异常检测、继电器驱动电压异常检测、电源电压异常
检测等，以上有任一出现异常，开关拒绝闭合。 4) 要求“涌流小于额定电流2倍”，“自动寻找最佳投切点，保证过零投切”
所谓过零投切，即指在电容器两端电压过零时投入，在电流过零时切除。采取过零投入，是用于防止涌流冲击造成的器件设备损坏和保护装置的误动作；采取过零切除，是由于在非电流过零切除时，由于电流过大，将在投切开关触点间产生拉弧，会造成触点烧灼烧毁、触点粘连断不开、触点二次闭合等。
我公司复合开关产品除具有常规产品的过零检测硬件电路外，同时软件采用算法对硬件过零误差修正。由于过零投入对时间精度要求的极为苛刻，经过理论计算及测试，在过零前后误差不能超过0.5ms。因为波形从过零到峰值共5ms时间，如果不能保证时间误差范围，投入涌流将随时间误差成指数倍增长，如误差在0.4ms以内，可保证涌流在2倍以内，误差在0.5ms，涌流能达到5-7倍，最坏情况是在峰值投入，涌流将达到几十甚至几百倍。
通常时间误差主要表现在以下几个方面，后面是我公司采用的解决方法，具体
如下，
①过零器件因硬件自身固有的延时损耗，一般为0.7ms左右。我公司采用的方式为每次接收到闭合信号后，先检测计算过零硬件的延时（需要半个周波即10ms），然后得出的结果在下半个周波发出闭合指令的时间提前量中减去。
②继电器自身及外界环境因素引起的闭合断开时间的离散性，继电器长时间使用后器件老化、触点烧灼等因素引起的闭合断开时间变化。我公司采用的解决方案是选用的绝对合格的继电器和对继电器时间实时检测。我公司采用的继电器是合资厂家生产的产品，是在国内外数十个厂家样品测试基础上筛选出来的一致性做的最好的，一般闭合时间在3.5ms左右，误差0.4ms以内，断开时间在2.5ms左右，误差在0.3ms以内。继电器闭合断开时间一致性是根本，如果闭合断开时间离散过大，将使继电器的时间控制毫无方法，并且对继电器时间的实时检测也失去意义。继电器在长期使用后，由于自身器件及触点老化等原因，闭合断开会偏离出厂值，通过实时时间检测，可以跟踪其变化，从而保证时间一致性。
图一 闭合断开一致性测试结果（JGX-SH 380V型复合开关）
图中，CheckTouQieCounter表示检测闭合，断开次数，是100
MaxTouDelayTime表示2个继电器最大闭合动作时间，分别是66,65 MinTouDelayTime表示2个继电器最小闭合动作时间，分别是65,65 MaxQieDelayTime表示2个继电器最大断开动作时间，分别是57,57 MinQieDelayTime表示2个继电器最小断开动作时间，分别是55,57 LastTouQieDelayTime表示2个继电器100次闭合断开动作时间平均值，闭合时间分别是66,66，断开时间分别是56，57 ③继电器根据厂家生产技术质量，选取材质等各种因素引起的继电器闭合动作不完善，能产生或多或少的弹跳现象。一旦产生弹跳，将产生极大涌流。为解决此问题，我公司先后在国内外数十个厂家样品测试基础上筛选出来最好的，完全满足要求的厂家。部分测试结果如图二、图三，
图二 实验室检测的不合格磁保持继电器闭合图，有或多或少弹跳
图三 实验室检测出的合格磁保持继电器闭合图，无弹跳
附复合开关过零检测图