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。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

改善真空断路器操动机构的传动运动特性 ,减小真空断路器的操作输出功 ,对提高真空断路器的操作使用性能及寿命都具有直接的影响 利用凸轮机构的多项式运动规律的特点 ,以凸轮多项式运动规律的多项式系数为优化变量 ,以断路器操动机构最小的输出功为目标函数 ,考虑操动机构合分闸时凸轮机构传动压力角的情况 ,建立了弹簧操动机构中凸轮机构的优化数学模型 ,并利用MATLAB语言的优化工具箱方便地实现了优化过程 ,得到了较理想的优化设计结果     

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.     

断路器弹簧操动机构的等减速阶梯型缓冲器设计

针对断路器弹簧操动机构中被缓冲对象复杂、难以最小化系统机械冲击的问题,提出一种规划动触头运动求解缓冲器结构参数的方法,对侧切式阶梯型缓冲器的活塞进行设计。以某CT-IV型弹簧操动机构为例,建立缓冲器作用时操动机构的等效动力学模型,设计动触头的等减速运动规律,结合运动学分析,计算缓冲器应当提供的理想缓冲力。为保证实际缓冲力与理想缓冲力接近,根据缓冲器的缓冲动态特性,将缓冲器活塞铣面长度的设计问题转换为最大铣面间距及最小铣面长度的取值问题,根据中间位移的缓冲力与理想缓冲力相等求解每级铣面的间距。采用ADAMS与MATLAB联合仿真搭建的弹簧操动机构虚拟样机模型对设计结果进行验证,结果表明:与在运缓冲器相比,设计缓冲器断路器分闸特性曲线中的缓冲时间增加了0.005 s,缓冲末速度减小了63%,分闸特性曲线更加平缓,且未出现动触头在开断区间内停止的现象,符合实际要求。     

高压真空断路器弹簧操动机构的设计

针对 1 1 0 k V高压真空断路器弹簧操动机构总体方案设计的问题 ,阐述了分、合闸弹簧参数的确定方法 .通过理论分析和比较 ,探讨了分闸弹簧及其放置位置和合闸弹簧参数对操动机构总体方案的影响 .结果表明 :在满足机构所要求的分闸特性的前提下 ,分闸弹簧宜放置在操动机构运动链的中间行程较大之处 ,放置方位应使弹簧力的作用方向与力作用点的速度方向在分闸的整个过程中都趋于一致 .合闸弹簧则要按输出力特性曲线来设计其参数 ,且相应确定操动机构的数目 .对 1 1 0 k V真空断路器 ,采用三相双断口的操动机构设计较为适宜     

永磁操动机构在中压真空断路器上的应用

介绍中压真空断路器中永磁操动机构的工作原理,分析永磁操动机构的特性,阐述了永磁操动机构在中压真空断路器上的应用。     

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     

基于虚拟样机与模糊可靠性的弹簧优化方法

智能塑壳断路器操作机构的驱动弹簧是极其重要的零件,对断路器的主要性能有很大影响,为了提高断路器的分断能力和使用寿命,提出一种虚拟样机与模糊可靠性相结合的弹簧优化方法。首先利用断路器操作机构虚拟样机参数化模型,以手柄操作力为约束条件,动触头主轴平均分断角速度最大为目标函数,优化弹簧刚度系数。然后以弹簧模糊可靠度为约束条件,弹簧质量最轻为目标函数,建立弹簧的模糊可靠性优化数学模型,优化弹簧的结构参数。优化后的弹簧疲劳强度可靠度为0.999 9,质量减轻13.33%,动触头分断速度提高20.81%。符合智能断路器的高可靠度、小型化和分断能力强的要求。     

电气化铁路真空断路器永磁操动机构的特性分析

研究真空断路器永磁操动机构的特性对于提高电气化铁路的可靠性有着重大意义。以单稳态永磁机构为对象,通过Ansoft Maxwell12.1软件建立模型,使用有限元法计算分析了其分、合闸特性,调整各个参数,得到了静态磁场分布以及位移、电流、速度等随时间变化的仿真曲线,并进行了验证,证明了该永磁机构仿真的准确性和可靠性。     

110kV微机保护与SF6断路器弹簧储能机构配合的设计探讨

110kV SF6断路器普遍采用弹簧储能机构,某些110kV微机保护重合闸与SF6断路器弹簧储能机构配合时由于采用跳闸位置继电器TWJ作为不对应启动重合闸的判据而致使某些情况下重合闸会误动或多次重合,严重影响设备和人员的安全。     

直流接触器电磁机构的参数优化及仿真

直流接触器;电磁机构;参数优化;动态特性;有限元仿真     

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。     

基于双稳态永磁操作机构的智能低压真空断路器设计

分析了低压真空断路器的双稳态永磁操动机构的基础上微处理器为控制单元,研究了断路器电流三段保护的工作原理。以全波傅里叶算法为测量算法滤除复杂环境下的高次谐波干扰及恒定直流分量,得到的基波幅值与微处理器的设定值比较后发出指令控制晶闸管基极触发信号利用晶闸管来控制分合闸线圈中电流的通断。样机测试了三段电流保护性能并利用仿真工具MATLAB对测试数据进行了分析。实验表明,配电系统发生故障时,所设计的控制器能够在误差允许范围内对断路器实现有效分合闸从而提高了断路器控制的可靠性增强了配电系统的稳定性。     

双线圈涡流斥力快速操动机构的参数匹配与优化设计

针对低压系统网络结构复杂度与用户负荷容量的持续增加,对保护与控制电器操动机构的设计提出更高要求的问题,提出一种基于粒子群多参数综合优化算法的电器快速动作机构优化设计方案.采用双线圈涡流斥力机构代替现有低压交流接触器的电磁操动机构,实现低压开关电器的快速可靠分/合闸动作,使低压集成电器的控制与保护一体化.在双线圈涡流斥力...     

智能永磁真空断路器在配电网中的应用

真空断路器的驱动机构,经历了电磁操动机构、弹簧操动机构和永磁操动机构。永磁操作机构具有长寿命、高可靠性,免维护的特点。智能真空永磁断路器在配电网中开始逐步应用,提高了配电网的自愈功能。     

一种采用开关阀实现断路器速度调节的方法

针对现有断路器分闸速度特性不可调节的现状 ,通过对断路器分闸运动方程中力参数的分析 ,从理论上得出通过调节回油路压力损失系数改变断路器液压机构的出力特性 ,从而改变断路器的分闸速度特性 .根据液压原理提出在回油路加装快速开关阀控制模块 ,通过控制快速开关阀的状态实现断路器多种分闸速度特性的方案 .从理论上建立了采用这种方案断路器的运动方程 ,并通过仿真分析验证了这种方案可有效实现多种速度特性 ,在正常开断时可以降低液压机构的冲击和操作功 ,提高断路器的使用寿命     

按输出力(力矩)特性曲线设计凸轮机构

介绍了一种按输出力 (力矩 )特性曲线设计凸轮机构的新方法 .阐述了这种设计方法的理论依据 ,并将这种设计方法应用在高电压等级、高工作电流单相单断口真空断路器的弹簧操动机构中 .结果表明 :用这种方法设计的凸轮机构完全能满足机构所要求的输出力特性的要求 ,且机构的性能明显优于用传统方法设计的机构     

高压断路器电机操动机构技术的研究

为了提高高压断路器的工作可靠性,实现运动过程全程可控,研究了一种利用永磁同步电机驱动高压断路器的操动机构。介绍了永磁同步电机的控制方法,使用MAT-LAB/Simulink创建了电机控制系统的仿真模型。同时使用一台断路器试验样机、一台永磁同步电机及以数字信号处理器(TMS320F2812DSP)为核心的电机控制电路建立起电机操动机构的硬件试验装置。在DSP控制器中实现了永磁同步电机的矢量控制算法,构成了电机的全数字位置伺服控制系统。通过对电机进行位置伺服控制,实现了对断路器行程的全程控制。系统仿真结果及试验结果表明,由电机操动机构驱动高压断路器,可实现对断路器行程特性的控制,满足高压断路器合分闸智能操作的要求。     

8G机车主断路器低压操纵机构改造

主断路器是电力机车的总保护、总开关,从2008—2010年主断路器运行情况调查结果分析得出：94的主断路器故障出现在低压操纵机构,而低压操纵机构故障的98发生在启动机构和电气连锁两部分。通过分析最近3年主断路器发生故障的原因,对其进行了技术改造。     

轨道交通直流断路器灭弧室优化设计

为缩短直流断路器灭弧时间,增强灭弧性能,选用能够增加灭弧能力的纯铁材料和镀锌工艺,采用V形对称双列布置金属栅片,增加导弧板和电弧与栅片的接触数量,优化灭弧室结构;并选取灭弧栅的3个栅片倾斜角度,运用Fluent模块进行燃弧阶段灭弧室气流场仿真,通过设置不同入口流速分布分析灭弧室内气流场分布情况,确定45°为最优的灭弧栅片倾斜角度,完成轨道交通用直流断路器灭弧室的优化设计。仿真结果表明,优化后的直流断路器灭弧室,可使电弧更加快速充分地与灭弧栅片接触,缩短燃弧时间,提高分断性能,改善灭弧效果。