真空断路器触头合闸弹跳特性的研究

通过对真空断路器动触头在合闸弹跳运动过程中的受力分析 ,建立了触头合闸弹跳运动时的动力学模型 ,得到断路器动触头在合闸时弹跳时间的有关计算公式 ,分析了动触头在合闸过程弹跳运动的主要影响因素以及缩短触头弹跳时间的方法 ,并利用分析结果对VG1型真空断路器进行了计算 最后通过实验对动触头在合闸时弹跳时间进行了测试 ,测试表明其与计算结果是一致的     

基于暂态电压的GIS断路器辅助触头弹跳监测与分析

带合闸电阻的气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)断路器结构复杂，故障率较高。断路器合闸过程中辅助触头可能发生弹跳，导致主断口被击穿，危及设备绝缘安全。为此，该文提出了基于合闸过程暂态电压检测的辅助触头弹跳状态监测和诊断方法。利用不同断路器对同一条空载气体绝缘输电线路(gas insulated line,GIL)进行充电试验。试验结果表明：不带合闸电阻的断路器在合闸过程中，触头间出现电弧熄灭和复燃现象，激发的暂态电压包含丰富的高频振荡分量；带合闸电阻的断路器在合闸过程中，产生2种差异明显的暂态电压，Ⅰ类暂态电压不含高频振荡分量，由辅助断口预击穿和重击穿产生，Ⅱ类暂态电压与不带合闸电阻的断路器合闸时激发的暂态电压类似，包含丰富的高频振荡分量，由辅助触头弹跳后主断口被击穿引起。该文通过对带合闸电阻的断路器合闸过程进行分析，解析合闸过程的暂态电压波形，提出以辅助触头弹跳熄弧时间间隔作为表征辅助触头弹跳状态的特征因子，可实现断路器运行状态的有效监测和评估。     

KY-Ⅱ型可移式测试台

针对ZKT-Ⅱ真空防爆开关综合试验台体积大,不可移动,不能方便现场测试防爆开关,对其进行优化设计,对CR-100A接触电阻测试仪和JT-2型接触器三相同步测试仪进行合理组合,制作了KY-Ⅱ型可移式测试台,具有可移动便携性,可以测试电合闸真空接触器及手动合闸断路器的三相分合闸动作时间,同步时差,触头弹跳等各项参数,同时试验台还配备接触电阻测试仪,方便现场测试。     

环网柜真空断路器弹簧操动机构的优化

针对真空断路器在增加触头弹簧压力时弹簧操动机构不能可靠分合的问题,在不改变储能弹簧和分闸弹簧能量的前提下,对环网柜用真空断路器弹簧操动机构凸轮轮廓、传动拐臂尺寸和角度、连板尺寸进行优化,建立优化后弹簧操动机构的数学模型,分别进行MATLAB和ADAMS仿真。MATLAB仿真结果表明,机构的出力特性与断路器的负载特性能够实现良好匹配,优化后触头弹簧压力为2 327 N,较优化前效率提高132%。动力学仿真显示,优化后的触头弹簧压力提高为2 286 N。试验表明,装配2 100 N触头弹簧压力时机构能可靠分合,合闸速度减小到065 m·s-1,合闸弹跳减小,验证了优化方案的有效性和可靠性。     

短时能量分析法在断路器机械状态监测中的应用

针对断路器机械特性在线监测中触头关合时刻难以获取的缺点 ,研究了短时能量法在断路器机械振动信号分析中的应用 .通过定量分析指出 ,短时能量法的优点在于有效提高了信噪比 ,可以从现场复杂的噪声环境中提取出振动事件的起始时间 .试验中将该方法应用于ZN12 35型真空断路器的合闸振动信号分析 ,准确得到了空载情况下三相触头的闭合时刻 ,从而计算出不同机械状态下的合闸同期性与合闸时间等状态参数 .在关合单相短路电流的情况下测试了VS1 12型真空断路器的合闸振动信号 ,分析了不同短路电流对振动信号测量及合闸同期性的影响 ,进一步验证了短时能量分析法的有效性和准确性 .试验结果表明 ,在选择合适的窗函数的基础上 ,短时能量分析法的测量精度能达到 0 2ms .     

浅析真空断路器合闸弹跳故障

合闸弹跳是真空断路器机械特性的重要参数,它影响到灭弧室的电寿命。而采用缓冲机构减小弹跳的方法又会影响到断路器工作的可靠性。该文从真空断路器的工作机理出发,分析了这几种因素之间的关系,并分析找出主要矛盾,提出减少弹跳的对策。     

考虑弹簧应力松弛的高压断路器运动特性

针对操动机构分合闸弹簧应力松弛严重影响高压断路器的可靠运行问题,以ZN12型高压断路器为研究对象,研究分合闸弹簧应力松弛对高压断路器分合闸运动特性的影响。采用动力学仿真软件ADAMS建立该断路器的分合闸仿真模型,并通过试验结果验证仿真模型的准确性。开展断路器弹簧应力松弛试验,确定弹簧蠕变本构模型中的参数。将数值求解得到的服役后期弹簧应力松弛结果代入仿真模型,研究分合闸弹簧长期应力松弛后对断路器操动机构动触头时间-位移参数的影响。研究结果表明:应力松弛对分合闸运动行程影响较小,但会显著延迟分合闸运动时间,尤其是对分闸过程影响更大。研究方法和结论可为高压断路器弹簧操动机构的设计和高压断路器检修规程的制定提供理论参考。     

谈谈真空开关的合闸弹跳问题

真空开关的合闸弹跳对开关的使用寿命是有着很大的影响的,文章给出了国标GB50150—91对合闸弹跳的定义,并提出了自己的意见;通过具体的例子分析了合闸弹跳对真空灭弧室电寿命的危害,并针对如何减小合闸弹跳的时间提出了应对措施。     

基于触头行程测量的断路器机械特性在线监测

触头行程是断路器机械特性监测的关键参数之一.首先分析了断路器操动机构的运动特性,建立了断路器主轴转角与触头行程之间的数学模型,然后设计了基于触头行程测量的断路器机械特性在线监测装置.由于原始的测量数据中噪声含量较大会影响触头行程-时间特性曲线分析效果,因此,采用小波阈值和中值滤波算法对测量数据进行处理,获得了精确的行程-时间特性曲线.对行程-时间特性曲线进行分析、计算,得到行程、开距、超程等断路器机械特性参数.最后以一台ZN63A-12户内型高压真空断路器为测试对象,结果表明该方法有效、可行,为断路器的故障诊断提供了一种可靠依据.     

12kV真空灭弧室绝缘性有限元仿真与优化

利用COMSOL 5.1软件建立真空断路器三维有限元模型,通过加载交流耐受电压分析和计算12 k V真空断路器隔室和灭弧室的电场分布以及动静触头在不同开距下的电场强度变化规律。通过仿真与优化可知:真空断路器灭弧室内屏蔽罩和陶瓷套管起到改善电场强度分布的作用;真空灭弧室4个场强较大值部位的圆角半径取2.5 mm较为合适;断路器分闸时,真空灭弧室动静触头之间的开距应取8~11 mm。仿真结果为真空断路器小型化和绝缘性能优化设计提供参考。     

基于真空继电器的选相分合闸控制系统的设计与实现

为减少电力系统中断路器投切开关的分闸燃弧和合闸涌流,设计了一种永磁机构断路器的选相分合闸控制系统.系统通过真空继电器的二级驱动方式保证了机械动作时间可控且离散性小,解决了单级接触器驱动方式的机械动作时间离散性大和单级晶闸管驱动方式的驱动电路复杂性的问题.系统以STM32单片机为控制核心,通过电流突变捕捉时刻算法准确捕捉到分合闸动作完成时刻,进而计算出上一次的分合闸机械动作过程时间,预测出下一次的分合闸机械动作时刻,实现了控制系统根据设定的分合闸相角对断路器准确地进行分相投切控制的功能.控制系统在35kV永磁机构断路器上进行了实验,结果表明分合闸相角最大误差在±3°以内,达到了选相分合闸的精度要求.     

接触器触头弹跳行为规律分析及算法优化

为了得到交流接触器触头弹跳行为规律,从机械振动角度出发,建立了触头弹跳运动微分方程并进行了求解,通过ADAMS/View交流接触器样机模型,将用户自定义的改进型遗传算法与动力学分析软件相结合,并选择相应的机械参数作为设计变量,对接触器触头系统进行优化设计.结果表明:通过遗传算法优化后的触头弹跳时间和最大位移分别降低了89％和93％.最后使用激光测距仪进行的实验结果与仿真误差在2％以下,验证了遗传算法与ADAMS软件相结合的优化设计方法在接触器参数优化问题中的优越性和可行性.     

基于激光位移器的交流接触器动态测试与分析

通过分析接触器的动态过程建立数学模型.针对接触器动态过程的研究,设计了一个基于激光位移器的交流接触器动态测试系统.该系统能对接触器动态过程的位移、速度、弹跳和电压等参量进行同步采集,具有高速和高精度等特点.通过该动态测试系统可得到合闸相角、输入电压与接触器动态过程的关系,为优化接触器动态过程提供依据,可以减小合闸末速度,减少触头弹跳,提高接触器工作性能,延长其使用寿命.     

触头系统在任意力函数作用下的响应分析

对直动式交流接触器中的触头系统在动、静铁心吸合过程中所引起的两次振动就其振动特性和系统响应进行了初步分析与研究、得出了触头系统的响应规律及动触头的最大弹跳量和衰减情况。通过实例计算，结果与文［３］的实测相一致．     

ZW30A—40.5型真空断路器合闸线圈烧毁故障分析

本文对ZW30A—40.5型真空断路器在合闸过程中出现的合闸线圈烧毁事故进行了分析,找出了烧毁线圈的原因,并指出日常维护中的注意事项。     

高压断路器电磁铁动作特性的实验研究

针对关于高压断路器电磁铁动作特性研究较少的现状,为深入了解电磁铁运动过程,得到其运动特性相关参数,为状态监测提供依据,对一弹簧操动机构的12 kV真空断路器进行实验和分析。主要基于振动信号,并结合合闸线圈电流,从振动时间、频谱特性和小波包分解能量分布来分析断路器的电磁铁动特性;并模拟铁心卡涩故障,对比正常和故障两种状态,找出相应的特征量。研究结果表明,振动信号反映断路器脱扣过程的运行特性,通过振动信号的分析,可以诊断出电磁铁的状态,能提高现有的高压断路器状态监测系统的水平。     

真空断路器合闸弹跳的危害性及其对策

本文作者通过对真空断路器的工作原理之间的因素及危害性进行了分析,主要就减少弹跳的对策措施做了阐述。     

自控电器中转动式触头系统对任意力函数的振动响应分析

通过对一种自控电器内带有转动式触头系统在其动、静铁心吸合过程中所引起的两次振动的位移时程响应及最大弹跳量和随后弹跳的衰减历程进行初步分析和探讨。同时，通过实例计算得出与文［２］实测结果相一致的结论。     

小波包频带能量分解在断路器机械状态监测中的应用

基于小波包原理,将断路器操作振动信号分解到独立的频带内,不同频带内信号能量的变化反映了断路器机械运行状态的改变.提取主要的频带能量作为断路器状态监测的特征向量,并根据试验结果确定了不同状态下能量特征向量的容差范围,从而实现了不同机械状态的简单分类,为断路器的机械状态监测提供了相应的量化依据.试验模拟了ZN12-35型真空断路器4种不同的合闸同期性状态,采用单个加速度传感器在机构箱上获取合闸时的触头振动信号.该信号经过小波包频带能量分解后,可以将各种合闸同期性状态分类集中在复平面中明显区分的不同区域内,从而验证了该方法在断路器机械状态监测中的有效性.重复试验表明,在保证监测系统稳定的前提下,该方法具有较高的状态监测准确率.     

高压断路器操动机构动力学特性联合仿真研究

基于联合仿真方法,建立了包含传动机构动力学模型与液压系统仿真模型的高压断路器操动机构联合仿真模型.以液压操动高压断路器为研究对象,搭建工程实验测试平台,并测量了液压操动断路器在分合闸操动下动触头及液压推杆的位移特性,通过与工程实验数据的对比,验证了联合仿真模型的准确性与适用性.基于所建立的联合仿真模型,分析了液压系统不同初始油压下的断路器操动机构的动力学特性.研究结果表明:当液压系统油压为44～49 MPa时,能够优化断路器操动时间和传动机构运动的平稳性.