126kV真空断路器分离磁路式永磁操动机构

永磁操动机构因其结构简单、可靠性高、操作寿命长、动作分散性小以及与真空断路器配合良好等特点被广泛应用于中低压等级(3.6~40.5k V)的真空断路器中。但由于高电压等级真空断路器触头的运动行程长、分合闸速度高,依靠传统结构形式的永磁机构难适应输电等级(72k V)真空断路器高速度要求。因此,本文提出一种适用于126k V真空断路器的新型双稳态轴对称分离磁路永磁机构,将永磁保持部分与电磁操动部分分离,减少两部分磁路在工作时的干扰,进而提高永磁机构的分、合闸速度。同时引入非工作气隙的设计,当保持动铁心离开分合闸位置时永磁力急剧下降,减少了永磁铁在运动过程中对机构运动特性的影响。本文采用有限元软件与多体动力学软件耦合仿真方法对该机构的静态特性及动态特性进行了计算,并根据计算结果制作了样机。样机的实验结果证明该新型永磁机构的速度特性可满足126k V真空断路器的要求,实验结果与仿真结果具有较好的一致性。     

126kV真空断路器用的永磁操动机构概况

永磁操动机构结构简单,零部件仅为电动弹簧操动机构的35％～40％。制成的产品具有可靠性高、操作寿命可以到10万次以上和稳定性好等优点,非常适合于同真空断路器的配套。德国ABB公司于1998年将永磁操动机构投入市场以来,已引起国内外普遍关注,并已被广泛地配用于12kV、17.5kV和24kV电压等级的真空断路     

126kV真空断路器新型磁力操动机构研究与设计

对比永磁操动机构,磁力机构具有出力大、行程长等优点,可用于中高压等级。在126 kV真空灭弧室研制成功的基础上,文中提出一种适用于126 kV单断口真空断路器的新型长行程磁力操动机构。利用Ansys仿真软件对126 kV磁力机构静态特性进行仿真设计,通过改变辅助永磁体排列方式、端盖封装方式增大了机构合闸保持力,采用增大合闸保持力的方法使机构分闸速度得到提高。分析了充电电容、线圈匝数等电气参数对磁力机构动态特性的影响,并在此基础上进行了参数优化。仿真结果表明,文中设计的126 kV单断口真空断路器磁力操动机构具有良好的动作特性。     

永磁操动机构应用于126 kV高压真空断路器的研究

大量的试验研究证明永磁操动机构将会成为126 kV高压真空断路器的主要机构。介绍了永磁操动机构在结构上的特点,阐述了126 kV高压真空断路器的模型试验和相关试验结果,并提出将永磁操动机构应用于超高压真空断路器的设想。     

永磁操动机构应用于126kV高压真空断路器的研究

大量的试验研究证明永磁操动机构将会成为126 kV高压真空断路器的主要机构。介绍了永磁操动机构在结构上的特点,阐述了126 kV高压真空断路器的模型试验和相关试验结果,并提出将永磁操动机构应用于超高压真空断路器的设想。     

126kV真空断路器电机操动机构动态仿真与试验研究

为了简化高压真空断路器操动机构的结构并提高其工作可靠性,笔者对不同转子结构的真空断路器电机操动机构的动态特性进行了研究。建立了126 kV真空断路器操动机构的动态仿真模型,推导了驱动电机主轴侧的等效转动惯量、动态反力以及动触头行程与驱动电机转角的关系。依据上述分析并综合考虑绕组端部效应对电机启动过程的影响,采用场—路—运动耦合法对驱动电机在断路器分、合闸操作过程中的瞬态磁场和动态机械特性参数进行了仿真计算。结合仿真结果制成了永磁驱动电机样机,进行了操动机构与断路器联机试验试验。试验结果表明:电机操动机构能实现断路器的可靠分、合闸操作,平均合闸速度达到2.51 m/s,平均分闸速度达到3.35 m/s,满足断路器的要求。动态性能仿真结果与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的有效性。     

高压真空断路器操动机构可靠性分析

满足工程应用中的客观需求是真空断路器研究中的一项很重要的课题。因真空断路器市场占有率在逐年增加,故障也呈逐年增加的趋势,其故障的发生主要集中在机械部分。根据近几年的调查统计资料显示,在高压开关的故障中,非电类故障率接近70%,其中40%以上属于操动机构故障。由此可见,高压开关操动机构事故在整个高压开关事故中占有很大的比例。因此加强真空操动机构的研究,特别是对影响操动机构性能的关键控制点的研究尤为重要。     

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。     

基于最优合闸速度设计126kV真空断路器操动机构凸轮轮廓

文中以合闸过程中燃弧时间最短为目标,提出了设计高电压等级真空断路器凸轮轮廓的方法。首先,通过实验确定合闸速度特性。得到126 kV真空断路器合闸燃弧时间与预击穿速度的数学关系,表明在预击穿速度为1.15 m/s时,126 kV真空断路器的合闸燃弧时间最短;其次,由上述方法得到真空断路器合闸行程曲线确定凸轮轮廓线。根据合闸行程曲线上每个点确定弹簧操动机构主轴转角,并根据合闸弹簧所需要的能量确定机构储能轴转角,然后由主轴转角与储能轴转角的比值确定凸轮的轮廓曲线。最后,根据上述凸轮轮廓设计方法编制了凸轮设计软件,利用该软件设计的凸轮在ADAMS仿真软件中对整机进行仿真计算,仿真结果得到预击穿速度为1.18 m/s,表明此设计能很好的满足设计要求。     

真空断路器永磁操动机构研究

真空断路器作为中压开关的主流产品,其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响.作为真空断路器的一种操动机构,永磁操动机构由于具有结构简单、可靠性高等优点,目前已在真空断路器上得到广泛的应用.随着配有永磁操动机构真空断路器的应用范围越来越广泛,对永磁操动机构提出了越来越严格的要求.文中介绍了几种典型的永磁操动机构的结构和工作原理.     

35kV真空断路器永磁操动机构的研制

文章给出了真空断路器永磁操动机构的磁场计算方法，分析了永磁机构中的磁场分布和铁心受力。在计算的基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。该永磁机构采用了圆柱形双稳态永磁机构，并通过对线圈和弹簧的设计与调试得到了满意的断路器分合闸性能。     

真空断路器弹簧操动机构优化设计与可靠性分析

在真空断路器弹簧凸轮操动机构中,其开断特性与合闸弹簧、分闸弹簧和触头弹簧是息息相关的,它们性能的优劣对真空断路器的安全开断起着极其重要的作用。因此对真空断路器弹簧操动机构进行优化设计,并对其合闸弹簧、分闸弹簧以及触头弹簧进行可靠性分析,通过对其强度-应力干涉模型的分析,确定其在一定工作时间内的可靠度,进而实现对其开断特性的可预知性。     

磁力操动机构与真空断路器

文章就真空断路器磁力操动机构原理、性能与电动或弹簧操动机构相比较。就其实际使用，对各大公司产品作了较详尽的介绍，并对在国内推广前景和目前应用提出看法。     

真空断路器的永磁操动机构

永磁操动机构是新一代真空断路器的操作系统，是由机械操动向电子操动转变的关键。首先，通过分析典型永磁操动系统等效电路，在一定的冗余下优化励磁电流波形，使所需的脉冲功率最小；然后对永磁操动机构的使用可靠性问题，即能源部分的失效问题、控制部分的电磁兼容问题和磁系统的磁性能劣化问题进行了讨论。     

中压真空断路器永磁操动机构的研究

操动机构依照工作原理分为液压式、电磁式、弹簧式及永磁式等几种。和传统的断路器操动机构相比,永磁操动机构最突出的优点是具有较高的可靠性以及具有电参数可控的特性。     

126kV真空断路器永磁摆角电机操动机构的设计与动态特性分析

为提高断路器的可靠性并结合高压开关设备的智能化发展方向,针对126 kV真空断路器设计了一种新型永磁摆角电机驱动操动机构。根据126 kV真空灭弧室的性能要求对该操动机构进行了运动学分析,提出驱动电机的设计参数,采用场-路-运动耦合法对驱动电机的动态性能进行了有限元分析,在此基础上建立了断路器的虚拟样机模型并对其动力学特性进行仿真研究。基于仿真结果制成了永磁摆角电机操动机构样机并与真空断路器进行了联机分合阐操作试验。试验结果表明,永磁摆角电机操动机构能可靠实现126 kV真空断路器的分合闸操作并能满足断路器灭弧室的速度特性要求,验证了操动机构设计的合理性。此外,仿真计算与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的正确性。     

真空断路器弹簧操动机构的优化

真空断路器触头弹簧压力增大会导致断路器无法可靠合闸,四连杆结构在一定程度上会影响机构的出力特性和机械效益,进而影响断路器合闸的可靠与稳定。文中分析了真空断路器的动作原理,建立弹簧操动机构的数学模型;对机构中的凸轮轮廓、传动拐臂的角度和尺寸、连板与合闸滚子的尺寸参数进行优化,建立弹簧操动机构的仿真模型。动力学仿真表明,优化后的触头弹簧压力增大了58%（从1 700 N提升到2 686 N）,仍能保证断路器操动机构可靠合闸。试验结果显示,触头弹簧压力为2 500 N时断路器触头能够可靠吸合,平均合闸速度降至0.68 m/s,弹跳时间缩短了18.4%,整体优化后的方案满足设计要求并具有良好的可靠性与稳定性。     

真空断路器操动机构寿命的分析

<正> 近一、二十年来,我国真空断路器不但在冶金、煤炭、电气铁道和建筑中应用,而且在电力系统中也得到了广泛的应用。现在许多真空开关制造厂已出现供不应求的趋向,同时用户还紧迫要求开拓更高电压和更大电流等级的产品。目前真空断路器已在35kV及以下电压等级的应用领域中居显著地位,并享有较高的声誉。由于它具有其它     

12 kV真空断路器永磁直线电机操动机构特性分析

为解决12 kV真空断路器(Vacuum Circuit Breaker, VCB)传统操动机构和旋转电机操动机构结构复杂、可靠性低、动作分散性大以及有槽直线电机操动机构定位力引起推力脉动、振动、噪声及速度控制退化等而导致其难以精确分、合闸的问题,提出无槽圆筒形永磁直线同步电机操动机构。根据12 kV真空断路器分、合闸特性要求,对无槽圆筒形永磁直线同步电机(Slotless Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, STPMLSM)的结构和参数进行设计,推导出其数学模型。利用有限元法对该电机操动机构的静、动态特性进行仿真分析,得到启动过程中电磁推力与时间的关系,分合闸过程中断路器动触头行程与时间、速度与时间的关系。结果表明:所设计的电机操动机构结构参数能够满足断路器分合闸特性要求,且推力波动得到有效抑制,为各电压等级断路器采用此类电机操动机构提供可靠依据。     

浅探126kV级SF_6断路器用弹簧操动机构

<正> 由于自能式热膨胀灭弧室断路器利用电弧能量加热SF_6气体,使之增压来熄灭电弧,大大地减少了操作功,因此可采用小功率、高可靠性的弹簧操动机构.弹簧操动机构完全没有液压机构、气动机构经常发生的漏气、漏油、阀门堵塞、管路爆裂,导致开关拒动或误动等事故.而弹簧操动机构则不会出现这种现象.大大减少了设备的事故率,提高运行的可靠性,而且弹簧操动机构贮能无损耗,可达到“无维修”产品的水平.