弹簧机构操动的真空断路器机械特性计算与监测

对真空断路器弹簧操动机构的机械特性进行了计算,得到了弹簧机构在无故障情况下的正常分闸速度特性曲线,计算结果与实测曲线吻合较好;同时还计算了弹簧机构在主要故障点发生故障情况下的故障分闸速度特性曲线,计算结果可用于断路器机械特性的在线监测、故障诊断以及状态维修。     

真空断路器弹簧操动机构的机械特性与可靠性

章对真空断路器弹簧操动机构的机械特性进行了理论计算，得到了弹簧机构在无故障情况下的正常分闸速度特性曲线，计算结果与实测曲线吻合较好；同时，章还计算了弹簧机构在主要故障点发生故障情况下的故障分闸速度特性曲线。通过将实测的故障分闸曲线与所计算的理论故障曲线进行对比，可以快速确定故障发生点．为实现断路器机械特性的在线监测、故障诊断以及状态维修提供理论基础，从而为提高断路器的可靠性提供了新的理论依据。     

高压断路器操作机构机械特性研究

笔者在理论分析操作机构标准和异常机械特性曲线基础上,对40.5、252、1 100 kV 3个电压等级的高压断路器液压弹簧和弹簧操作机构的机械特性进行了测试,同时研究了操作机构机械特性参数变化对操作机构机械性能的影响。理论及试验研究表明:操作机构的机械特性能够反映机构的机械状态,通过对操作机构机械特性的分析可以评估操作机构的运行状况,研究结果对断路器操作机构状态评估具有一定的指导意义。     

基于线圈电流曲线与行程曲线的断路器操作机构故障诊断的对比研究

为研究线圈电流曲线与行程-时间曲线在断路器操作机构故障诊断上的区别,在分析了断路器操作机构线圈电流特性和触头行程-时间特性的理论基础上,通过对断路器操作机构的机械特性的测试,对比研究了断路器操作机构故障对线圈电流与行程-时间特性的影响。通过对比研究发现,线圈电流曲线在铁芯卡涩、线圈电压电阻变化、辅助触点灭弧困难、弹簧疲软故障方面比行程-时间曲线更灵敏、更准确。研究结果对断路器操作机构状态评估方法的选择具有一定的参考意义。     

断路器槽凸轮曲线和负载特性的匹配

凸轮是断路器弹簧操动机构中重要的执行元件,其轮廓曲线直接关系着涡簧在使用过程中的出力情况,必须跟机构的负载特性相匹配,以满足断路器的机械特性要求。主要讨论断路器的分、合闸操作通过一个平面涡卷弹簧分段释放能量来完成时,槽凸轮曲线和负载特性之间的匹配关系。     

按输出力特性曲线设计凸轮轮廓曲线

针对以往设计断路器弹簧操动机构均是先确定满足动触头速度特性的输出力特性;再根据所需输出特性按照功或功率相等的等效原则计算动触头各行程下的凸轮轮廓半径;最后拟合出凸轮轮廓曲线。文中以设计真空断路器弹簧操动机构上配备的摆动滚子从动件盘形凸轮合闸行程中的轮廓曲线为模型,在以往的设计方法上提出了利用速度瞬心和微积分原理求得凸轮轮廓曲线的方法,该方法解决了传统设计方法繁琐的重复计算,不仅能方便的得到满足输出力特性曲线的凸轮轮廓,并能快速得到凸轮上各行程的压力角。用该方法得出的真空断路器合闸过程中的凸轮轮廓曲线与实际凸轮轮廓曲线进行对比,验证了方法的正确性,对设计弹簧操动机构中满足理想合闸特性的凸轮轮廓具有一定的借鉴意义。     

高压SF_6断路器配弹簧操动机构的开断特性研究

分析高压断路器开断特性,对提高断路器的性能具有重要的意义。文中以配弹簧操动机构的高压SF6断路器为研究对象,在分析灭弧室具体结构的基础上,建立压气室压力特性数学模型与电弧效应的热力学模型,利用Adams与MATLAB软件建立弹簧操动机构与灭弧室的联合仿真模型,对断路器配弹簧操动机构的开断特性进行计算分析。计算获得的动触头行程曲线与试验测试结果吻合,证明了仿真模型的准确性,并在此基础上分析了动触头行程、压气室气体压力、缓冲器缓冲阻力随时间的变化特性。该建模与仿真方法,不仅能够快速计算与评估SF6断路器配弹簧操动机构的开断特性,还能够方便给出各部件的受力情况,为进一步确定灭弧室与弹簧操动机构的结构参数提供帮助,也为SF6断路器从经验设计方法向仿真设计方法转变提供很好的基础。     

断路器机械特性仿真分析

正在产品样机研发前期,对产品进行仿真计算,可提前了解产品性能,为后续改进及试验提供指导。建立了弹簧操动机构与断路器动力学仿真分析模型,研究了分合闸弹簧性能对断路器机械特性的影响以及分闸缓冲器阻尼对断路器分闸特性的影响,通过合理选取分合闸弹簧参数及阻尼系数,最终得到了满足要求的断路器机械特性曲线,验证了弹簧操动机构与断路器匹配的可行性。     

基于线圈电流的断路器操作机构仿真研究

为研究断路器操作机构电磁系统性能与分合闸线圈电流曲线的关系,结合操作机构分合闸过程中各阶段铁芯运动状态、阻力与电磁力的变化,分析了线圈电流曲线各阶段的影响因素。针对断路器操作机构故障难模拟的问题,采用磁路法建立电磁系统的等效磁路模型与电磁系统的动态数学模型,仿真研究了电磁系统参数变化与动铁芯卡涩、复位弹簧疲软故障情况对线圈电流曲线的影响。仿真结果表明,电磁系统参数变化与动铁芯卡涩、复位弹簧疲软故障将在线圈电流曲线各阶段产生相应变化,为断路器操作机构状态评估提供了重要参考。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

1引言近年来对高压断路器设备故障分布的统计显示,操动机构故障所占比例最大。弹簧操动机构是真空断路器中应用最广泛的一种操动机构,具有操作电源容量小,可采用交、直流两种电源,成本低等优点。与其他类型操动机构相比,弹簧操动机构的结构比较复杂,对零部件加工精度要求较高。弹簧操动机构是以弹簧作为动力元件对开关进行分闸和合闸操作的操动机构,由于弹簧的动力释放存在一定的局限,因此必须通过传动机构进行改善。弹簧操动机构一般使用凸轮—连杆机构作为合闸传动机构,通过弹簧输出力特性和开关负载特性的合理匹配,获得理想的合闸速度,减小机构的操作功,缓解各构件所受的冲击,提高使用寿命。在凸轮—连杆机构中,连杆结构起传递运动的作用,而凸轮机构决定了输出力特性的改变。凸轮机构运动规律的变化对输出力特性与合闸速度影响很大,能否得到与负载特性配合较好的输出力特性,关键在于凸轮轮廓线的设计。以往的凸轮设计大多依靠经验,参照同类产品中已有的凸轮轮廓线,找出运动规律,并通过试验检验其是否满足设计要求。上述方法的整个设计过程是被动的,一般只能保证开关行程的要求,而输出力和运动特性要通过多次试验方能确定,因此设计周期长、成本高。随着计算机辅助设计的发展和...     

高压断路器弹簧操动机构的优化与仿真

根据VS1型高压断路器弹簧操动机构的分闸运动原理,考虑超行程运动阶段,改进能量法,建立高压断路器弹簧操动机构的运动方程。为了控制分闸过程,以给定的分闸特性曲线为目标,以分闸弹簧、分闸拉杆和连杆长度为优化参数,对分闸性能进行优化。然后使用ADAMS建立弹簧操动机构的动力学模型,对优化前后的机构性能进行对比。仿真结果表明,改进后的能量法能够准确分析整个分闸过程,优化方法能够从整体上改进弹簧操动机构的运动特性。     

分合闸弹簧参数对高压断路器机械特性影响研究

通过仿真软件建立某高压断路器虚拟样机,进行动力学仿真计算,根据计算结果分析了分合闸弹簧参数与高压断路器机械特性的影响并得出结论,该结论可以为弹簧操动机构分、合闸弹簧设计提供参考,为弹簧操动机构与断路器本体的匹配性研究奠定基础,同时对高压断路器机械特性调试也具有一定意义。     

真空断路器弹簧操动机构的动力学仿真分析

建立了真空断路器弹簧操动机构虚拟样机模型,在凸轮机构接触副碰撞函数中采用变刚度系数对断路器的分/合闸过程进行仿真分析。仿真得到绝缘拉杆和动触头的行程及速度特性曲线,同时对断路器进行分/合闸操作试验测得相应的运动特性,并将仿真结果与试验结果进行对比分析,仿真输出与试验结果吻合较好。进一步与凸轮机构接触副碰撞函数采用常数刚度系数动力学仿真结果进行速度及加速度等瞬态特性比较分析表明,在弹簧操动机构中引入变刚度系数的虚拟样机模型具有真实性和必要性。为优化设计、疲劳分析及整体可靠性提供依据和指导。     

提高塑壳断路器操作机构动作速度的研究

依据塑壳断路器操作机构的动态特性,通过三维建模仿真分析了机构主弹簧刚度、操作机构关键轴位置、机构各杆件质量、连杆转换位置对操作机构动作速度的影响。有助于设计人员完善设计,找到最优设计途径。     

252kV三极机械联动自能式SF6断路器空载特性分析与计算

在现有配弹簧机构进行单极操作的252 kV自能式SF6断路器基础上,开发了一种配液压操动机构的三极机械联动SF6断路器,通过计算选择一种合适的液压机构及传动布置结构,使之与单极操作的断路器空载特性匹配,以达到简化试验的目的.文中重点叙述了断路器分闸过程中各相关物理量的计算公式,根据公式对三极机械联动断路器的空载特性进行...     

基于自适应神经模糊推理系统的高压断路器操作机构状态评估

为准确评估高压断路器操作机构的运行状态,提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的高压断路器操作机构状态评估方法。在测试分析大量高压断路器操作机构动作特性的基础上,研究了操作机构分合闸线圈电流曲线、触头行程-时间曲线与机构状态之间的关系;基于操作机构的分合闸线圈电流曲线和触头行程-时间曲线,通过建立多级递阶ANFIS模型将2种特性融合起来以综合评估操作机构的运行状况。试验结果表明:操作机构线圈电流曲线与触头行程时间-曲线相结合能够准确反映操作机构的运行状况,所建立的模型能够有效评估断路器操作机构的运行状况。研究结果对预测和防范故障、合理安排检修计划和检修重点具有重要的指导意义。     

CT-3型弹簧操动机构

本文介绍了CT-3型弹簧操动机构的技术参数,结构、动作原理,控制线路,及其试验数据。这种机构不需要直流电源,可用交流电源或手动进行分、合闸操作,可节约电站投资,由于改造了合闸弹簧特性,它能够很好地与断路器反力特性相配合。     

基于机器视觉技术的高压断路器机械特性诊断

高压断路器是电力系统中重要的控制和保护设备,其可靠性会影响到电力系统的安全运行。调查显示高压断路器的主要故障为机械故障,需要对高压断路器机械特性进行检测。因此利用高速相机搭建了断路器机械特性测量平台,利用该测量平台对ZN63A–12型真空断路器进行试验研究,测量高压断路器合闸弹簧动态振动特性,同时将应力松弛故障弹簧与正常弹簧进行对比,探究弹簧应力松弛故障对断路器合闸弹簧振动特性的影响。此外,以高压断路器合闸过程为例,利用测量平台对四连杆机构动态运动过程进行拍摄,并通过计算得到合闸过程中连杆夹角变化曲线。研究结果表明:正常与应力松弛弹簧的振动特性存在明显区别,同时利用测量平台测量得到连杆之间的夹角由139.7°变化到175.6°,夹角变化了35.9°,与实际值相符合。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

对与真空断路器相配的弹簧操动机构而言,其输出力特性和开关负载特性的合理匹配取决于凸轮机构的合理设计。按全程输出力大于阻力的原则,采用分段多项式方法确定了凸轮轮廓线。凸轮机构的理论计算与试验结果比较吻合,表明该方法能够有效地实现凸轮机构的优化设计,在满足操动机构运动特性的前提下,可降低弹簧刚度和输出力。     

断路器弹簧操动机构介绍

介绍了断路器用液压操动机构、气动操动机构、弹簧操动机构的特点及适用范围、断路器对操动机构的主要要求、操动机构的设计步骤及设计要点。重点介绍了弹簧操动机构的工作原理、分析计算,对操作机构自身具有检测、诊断的智能化功能设计进行了探讨。