真空断路器合闸速度与动触头合闸弹跳探析

由于真空断路器触头采用平面对接方式接触,合闸瞬间动静触头碰撞会引起动触头弹跳,动触头合闸弹跳时间是真空断路器机械特性的一项重要参数。对真空断路器而言,稳定的性能参数是其安全运行的前提。动触头合闸弹跳时间是影响真空断路器的电寿命、机械寿命、触头熔焊和合闸过电压的重要因素。真空断路器动触头合闸弹跳分散性很大,影响因素也很多。从动静触头接触产生碰撞为切入点,研究解决动触头合闸     

真空断路器机械特性的在线监测方法

研究了真空断路器机械特性的在线监测方法。采用角位移传感器间接测量动触头的行程曲线,有效解决了直线位移传感器安装困难和高电位隔离的问题;通过监测操作过程中的振动信号,得到了在线状态下动静触头的关合和刚分时刻;用霍尔电流传感器监测分合闸线圈电流,配合动触头位移曲线,得到反映真空断路器机械特性的多个特征参量。     

真空断路器新型电机操动机构的多体动力学仿真

为提高断路器的可靠性,研究了一种新型的电机机构,该电机机构具有结构简单、体积小、响应快且运动过程可控等优点,研究重点为在电机机构操作下真空断路器的分/合闸机械特性。结合40.5 kV配电机机构的真空断路器,采用多体动力学仿真软件(automatic dynamic analysis ofmechanical systems,ADAMS)建立真空断路器新型电机机构的虚拟样机模型,对断路器的分/合闸过程进行仿真分析。由动态仿真得到电机转角与动触头行程的对应关系、断路器动触头的行程及速度特性曲线等,同时对断路器进行分/合闸操作实验,通过安装在转轴上的扭矩传感器及绝缘拉杆处位移传感器测得相应的运动特性,并将仿真结果与实验结果进行对比分析,仿真模型的输出特性与实验结果吻合较好,表明虚拟样机模型是有效的。     

一种便携式高压断路器机械特性测试仪设计

传统的高压断路器特性测试平台存在操作流程多、接线复杂及成本高等问题,提出了一种基于TMS320F28335的便携式高压断路器机械特性测试仪的设计方案。测试仪利用霍尔电流传感器GSM010-GT检测合(分)闸线圈电流信号,利用直线位移传感器TS-0050检测动触头行程,并运用16 bit高准确度A-D转换器AD7606采集上述信号,实现合(分)闸线圈电流、动触头行程等参数的测量,同时利用光耦电路采集断口合分状态,实现断路器合分闸时间、合分闸同期性参数测量。此外,系统扩展了LCD显示、SD卡存储及DS1302时钟电路,参数测量结果可直观显示在LCD上,并实现大批量测量参数及测量时刻的SD卡存储。最后,以ABB的VD4/CX真空断路器为测试对象,其测试结果表明,该测试仪能准确地测量断路器的机械特性参数,从而为判断断路器的性能提供可靠依据。     

电机转矩波动对断路器运动速度影响的研究

为了减小驱动电机换相转矩波动对真空断路器动触头运动速度的影响,提出一种换相期间PWM调制电机驱动回路开关管的方法。根据电机操动机构的工作原理,计算得到断路器动触头运动速度与电机输出转矩之间的数学关系,同步调节换相过程中各开关管触发信号PWM的占空比,减小输出转矩下降幅度,提高动触头运动速度。真空断路器电机操动机构联机实验结果表明,换相期间采用PWM调制的动触头运动速度整体得到提升,断路器平均合闸速度提高了0.21 m/s。     

基于DSP的永磁机构真空断路器机械特性测试装置

介绍了一种基于DSP的永磁机构真空断路器机械特性测试装置。该装置数据采集和信号处理系统采用数字信号处理器、霍尔传感器、直线位移传感器等,完成断路器机械特性参数和动态特性的自动测量;采用虚拟仪器对断路器机械特性参数计算分析,并完成断路器动态特性的显示、存储和查询功能。测量结果表明,该装置测试性能稳定且精度高,具有较好的应用前景。     

真空断路器机械特性的在线监测技术

介绍采用霍尔传感器检测合、分闸线圈电流信号和使用差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号，实现真空断路器机械特性在线监测的方法，给出了系统的硬件原理框图。叙述了机械特性参数确定的方法，并在硬件设计上采取了一些有效的抗干扰措施。试验表明，系统工作比较稳定，精度较高。     

断路器机械特性测试方法和选择

介绍了断路器的几种机械特性测试方法及传感器使用过程中应注意的安装方式、测试精度、参数输入等问题。给出一种利用动触头模拟滑块连接直线传感器的高精度机械特性测试方法,按该方法测试,断路器动触头的运动状态更直观,测试值更准确,符合动触头实际运动轨迹。     

新型高压断路器操动机构故障识别

利用高速、高分辨率摄像机捕捉断路器合分闸过程传动部件的运行状况,采用图像分析和识别技术获取断路器操动中传变部件运动位移、主轴转动过程及角度参数,计算分合闸时间、动触头行程、运动速度,从根本上革新断路器机械特性测试方法,提高参数测量精度和速度;再结合操动过程中声、振动的频谱特征分析、操作中分合闸线圈电流的分析,发现操动机构潜在故障,并分析故障类型,提高对运行状态判断的准确性,为断路器在线故障监测和状态检修奠定了基础。     

交流中压真空断路器机械特性在线监测装置的研制

在断路器所有故障中,机械故障占有相当大的比重,对其机械特性在线监测具有重要现实意义。文中针对某12 kV交流中压真空断路器,以分合闸线圈电流信号、角位移信号及振动信号为监测对象,研制了一种以STM32F407为主控芯片、搭载RT-Thread实时操作系统的交流中压真空断路器机械特性在线监测装置。该装置采用HNC-661霍尔电流传感器捕获分合闸线圈电流,判断断路器分合闸的动作起始时刻;在低电位处采用WDD35D4-5kΩ角位移传感器替代直线位移传感器间接测量动触头的位移曲线,有效避免了直线位移传感器在高电位处的隔离问题;利用ADXL001-70BEZ振动传感器采集断路器动作过程的振动信号,经短时能量法处理后提取出断路器刚分刚合时刻的振动事件,并在此基础上进行机械参数计算。该装置完成机械特性参数计算后可实现液晶显示、数据上传功能,实现了对断路器机械特性的在线监测。经过与机械特性测试仪对比测试,该装置的机械特性监测数据稳定可靠。     

基于LabVIEW的真空断路器动态特性测试装置

介绍了基于LabVIEW的真空断路器动态特性测试装置的设计方案，详细阐述了该装置的主要工作原理。该装置能够用来测试真空断路器的机械特性和动态特性，利用LabVIEW编制的界面可以控制该测试装置，同时能够在界面上读取相关的测试参数及动态特性曲线。     

27.5 kV永磁机构真空断路器动作特性仿真与试验研究

针对27.5kV永磁机构真空断路器并根据其动作特点,进行了基于Ansoft和Matlab软件的静态、动态特性仿真。首先,建立有限元模型,利用Ansoft软件包对永磁机构的静态特性进行仿真。其次,根据耦合电压平衡方程和达朗贝尔机械运动特征方程,在静态仿真基础上采用Matlab构建永磁机构断路器的运动模型,对永磁机构动铁心、断路器动触头运动特性进行了仿真分析。最后,对设计的样机进行了动态测试,测试结果表明仿真的正确性。     

基于图像处理的控制与保护开关电器动态测试系统

介绍了一种电磁电器动态特性测试系统与数据处理新方法。以智能控制与保护开关电器（CPS）动态过程测试为实例,采用高速摄影机技术,运用非接触式测试方式,来实现对电器机构的触头位移、速度等参数的动态检测,然后应用专业的图像处理软件完成降噪处理,从而获得智能CPS的真实动态特性,并利用LabVIEW软件实现了人机交互。该动态测...     

基于DSP的高压断路器状态在线监测装置

介绍一种基于数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的高压断路器状态在线监测装置。该装置采用TI公司的DSPVC33作为主控制器,能够采集断路器的多种状态信息,实现对状态特征的长数据录波和大量历史数据存储,并快速、高精度地在线计算评估断路器动作后的触头电寿命和机械寿命,在此基础上构成分布式的高压断路器状态监测系统。     

真空灭弧室触头含气量与动态真空度

研究了灭弧室内工作表面吸气与放气的动态过程,分析了触头材料的含气量与电弧输入能量对动态真空度的影响,讨论了开发更大电流等级真空断路器对触头材料的要求。     

真空断路器动态特性仿真与最优化设计

为了对真空断路器进行优化设计,应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)根据断路器实物模型搭建了断路器虚拟样机模型,并对其进行了动态仿真,仿真与实验结果对比验证了模型的正确性。对仿真结果进行了动态特性分析,得到了动触头位移、速度曲线。同时提出了影响断路器样机分闸弹跳幅度的3种因素,即缓冲弹簧的刚度系数、分闸弹簧的预载荷和曲轴臂质量,研究了这三种因素对分闸弹跳幅度的影响。通过64次实验,给出了实验结果性能的评价方案,并得到其最优结果。最终优化模型将分闸结束时间从54.7 ms降到48.5 ms,时间缩短了11.33%;触头的弹跳幅度从1.254 mm降低到1.002 mm,降幅达到20.1%。     

一种基于瞬时无功功率理论的谐波电流闭环检测新方法

本文提出了一种基于瞬时无功功率理论的谐波电流闭环检测新方法,该方法采用了闭环结构,通过反馈来调节谐波检测电路中低通滤波器的截止频率。通过计算机仿真分析,表明采用该方法检测谐波可以获得了良好的检测精度,同时使检测系统的动、静态性能达到最佳。     

高压开关设备的状态维修技术

金属开关柜柜内和手车触头温升、断路器机械特性及断路器触头电弧烧损是造成开关柜设备故障的重要原因,对它们进行有效的实时监测是实现开关设备维护方式转换的关键。介绍了CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用,永磁操动机构断路器远方监视技术及断路器触头电弧烧损监测技术。分析了断路器分闸动作时线圈电流波形与动铁心位移关系。列举了断路器短路开断电流与开断次数的计算方法。指出了将运行成熟的在线监测技术纳入设计和制造中,可以降低电器产品在线监测单元的安装费用,减少不必要工作。