550kV快速接地开关新型自力型触头设计与计算

针对接地开关常用梅花触头结构复杂、安装困难、成本较高等缺点,设计了新型自力型触头结构。通过增加压紧弹簧来提高接触压力,利用自身的高导电性和可靠的接触压力,提高耐受短路电流产生的电动力能力。采用有限元分析和理论计算对触指进行优化,计算触头接触压力,并对动热稳定性以及短路关合能力进行校核,确保了新型自力型触头设计合理性。     

插入式触头的电动稳定性的设计与计算

文章从插入式触头的电动力分析,电流强度与电动稳定性的关系,触指数目与电动稳定性的关系三个方面探讨了插入式触头的电动稳定性的设计与计算,提出了工程计算式并作了实例验证。     

自力型触头的设计与计算

为了了解高压电器产品中各类触头的特点及优劣,以便根据需要合理选择,介绍了各种类型触头的分类,重点论述了自力型触头在设计中的若干问题。自力型触头设计的重点在于对触指接触压力的计算,首先要选择导电截面,根据额定电流的大小选择触指数,确定触头参数,进而可知导电截面;其次,自力型触头触指的接触压力是触头在材料屈服强度范围内由弯曲应力提供的,其变形量不能超出材料的许用弯曲应力,否则会减小触头的接触压力,甚至破坏触头的电连接作用。给出的触指动稳定性校验公式、短路时触点温升计算公式和触头软化时的电压降均利于更合理设计触头结构。     

两种不同结构梅花触头的电接触性能分析

梅花触头作为开关柜主回路通流的重要部分,动静触头接触的好坏,将直接决定电路是否可靠运行。目前市场上的梅花触头分为单触指结构和双触指结构,为了确定两种结构在性能上的差异,文中采用有限元仿真和实验相结合的方法,分析了两种结构温升和耐磨性的差异,以及不同数量触指失效后梅花触头的接触电阻变化规律。研究结果表明：单触指结构的散热效果比双触指结构好,温升低2 K左右;两种触指结构耐磨性基本无差异,在干摩擦条件下,不到500次均出现严重漏铜,涂抹导电膏润滑条件下,均能满足3 000次机械寿命要求;单触指结构的触指与静触头间的接触电阻更小,接触面积更大,触指有效利用率更高。     

断路器手车触头过热性故障机理分析及防止措施

断路器手车触头接触不良发热,会导致过热,甚至会发展成为电网事故。基于多场耦合有限元法建立了断路器手车触头温升计算的三维模型,采用该模型对不同插入深度和偏移角度进行了力场计算,分析了静触头插入深度和偏移角度对接触压力的影响,并进行了插入深度试验,结果表明,插入深度不足导致的梅花触头接触电阻增大是断路器手车触头过热性故障的主要原因。接着计算分析了在额定电流作用下静触头插入深度为1/2时的断路器手车触头稳定温升、电流密度与应力分布。最后搭建了装有记忆合金材料压片的梅花触头和装有普通材料压片的梅花触头的对比温升试验平台,结果表明,使用记忆合金压片有助于降低梅花触头温升,有效地降低了过热性故障的故障率。     

隔离开关外压板簧型触头的设计与计算

介绍了隔离开关外压板簧触头结构与内拉弹簧触头结构的特点和优劣,重点论述了外压板簧型触头在设计中的若干问题。外压板簧型触头的设计要点在于对触指接触压力的计算,同时文中给出了触指的动稳定性校验公式、短时触点温升计算式和触头软化时的电压降的计算式,在设计触头结构时均能够起到参考的作用。     

小车开关梅花触头电动更换装置设计与实现

针对使用螺丝刀等传统工具拆装梅花触头容易造成触头损伤、费时费力、人身伤害等问题,研制一种小车 开关梅花触头电动更换装置,高效快捷拆装梅花触头,减少了停电时间,提高了保供电可靠性,避免了更换触指弹簧 时损伤导电臂镀银层,最后通过应用案例验证了该技术实用、有效.     

大容量塑壳断路器中电动斥力的三维有限元分析

触头系统电动斥力的计算对塑壳断路器的设计有重要意义。基于电磁场及电动力的关系,并考虑铁磁物质的影响,应用Ansys进行三维有限元非线性分析,采用导电桥模型计算具有分片式触头系统的大容量塑壳断路器在恒定电流时的电磁场分布,以及各个动触头上电动斥力的大小。结果表明,各触头片的电流和电动斥力不均衡。该结论对触头系统的设计有一定的指导意义。     

110kV隔离开关激光清洗后接触电阻值的仿真计算分析

对隔离开关激光清洗后的接触电阻进行定性计算分析,将对实际隔离开关激光清洗工作具有指导意义.利用 ANSYSWorkbench计算隔离开关触头触指间的应力分布,并基于 COMSOL建立隔离开关接触电阻计算模型,在考虑激光清洗后触头、触指接触面粗糙度及其应力变化的情况下,对接触电阻值进行计算分析.研究结果表明,表面粗糙度中高度参数对接触电阻影响较大,粗糙度中高度增加会使接触电阻明显增大,粗糙度中斜率增加会使接触电阻明显减小。     

12 kV真空灭弧室触头电动斥力计算与结构优化

在真空灭弧室合分闸过程中,动静触头间产生的电动斥力会加剧触头弹跳现象,引起高温电弧烧蚀触头,从而影响到真空灭弧室的工作性能。文中运用虚拟样机技术建立真空灭弧室触头结构三维有限元模型,并引入圆柱状导电桥模型作为接触点模拟触头间的电流收缩现象,采用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell计算出动静触头间电动斥力;并对触头结构进行优化以减小触头间电动斥力。计算结果表明:触头闭合时洛伦兹力与霍尔姆力方向相反,存在一个合适的接触力能够使触头的总电动斥力降低至0N;灭弧室触头产生的电动斥力随着杯座开槽个数、杯指回旋角度、触头片开槽长度增加而减小;在4种铁芯结构触头中,环状铁芯优化效果较好,既可有效减小触头间电动斥力,同时也能改善触头的磁场特性。     

微机械电磁继电器三维磁场分析及其电磁系统优化设计

基于微机电系统(MEMS)技术研制的微型继电器具有体积小、功耗低、开关迅速、稳定性高等优势，将有效弥补传统电磁继电器和固态继电器之间的不足。其三维磁场分析是电磁系统优化设计的基础。文中应用毕奥-萨伐尔定律和积分方程法，分析了微机械电磁继电器磁场分布特性，计算结果与有限元法结果进行比较，表明所用方法对于微机械电磁继电器三维恒定磁场的分析是可行的。基于已有模型的结构特点设计了电磁系统的改进方案，通过分析比较活动电极电磁吸力的分布规律，确定了中心平面线圈结构设计方案将更加合理。结合线圈圈数、激励电流与电磁吸力之间的关系，完成了电磁系统的优化设计。所得结论对于微机械电磁继电器的设计具有一定的理论意义与实用价值。     

三气隙永磁接触器电磁特性分析

根据三气隙永磁接触器机构的特点,通过有限元分析软件Ansys的二次开发,实现接触器磁场分析和电磁吸力的计算。基于接触器运动过程的机械、电磁场和电路方程的耦合,建立接触器动态特性分析模型,实现触头弹跳和永磁接触器动态过程的计算。最后,对LC1D32型永磁接触器特性进行了测试。试验和计算结果的对比分析,验证了计算方法的可行性。     

低速磁浮列车竖曲线电磁力计算

低速磁浮列车通过竖曲线时电磁铁与轨道不再平行,如果曲线半径较小,采用常用的计算方法计算此时的电磁力将产生较大的误差,难以满足动力学建模和悬浮控制器设计的要求。基于磁通管法推导了电磁铁位于竖曲线时电磁悬浮力的解析式,并对解析式进行适当的简化和拟合,用Ansoft有限元仿真软件对磁场进行数值计算,仿真结果表明,基于磁通管法得到的电磁力更接近有限元计算结果,验证了解析式的正确性,解析式能为悬浮控制系统的设计提供更准确的设计参数。     

500 kV输电线路耐张线夹电接触计算及其发热研究

针对500 kV架空线路线夹运行温度过高引起线夹脱断,造成停电的事故,以NY型耐张线夹为研究对象,分析了耐张线夹接触电阻的计算方法,建立了耐张线夹电接触温升的有限元模型,以此研究了电接触最高温度与接触压力的关系,同时探明了电接触内部到外部的温度变化规律。研究表明：随着压力增大,最高温度呈现先迅速下降后下降变缓的趋势,额定压力下电流600 A引起的最高温度为31.42 ℃;随着压力增大,最高温度先后出现在铝板与螺栓的电接触、铝板间电接触和铝板与螺栓的电接触;线夹电接触内外存在温差,但内外温度变化具有一致性,外表面温度可间接表达线夹的运行温度。最后利用试验验证了电接触计算方法和仿真结果的正确性。     

新型触头材料电接触行为测试技术及试验研究

为研究微机电系统（MEMS）开关的失效机理,设计了一种以压电陶瓷电动机为核心的新型超低速致动形式的触点材料电接触行为测试分析系统。应用该系统对典型触头材料在闭合和分断过程中的接触力特性、滞回特性、接触电压特性和电弧特性进行了初步观测和物理解释。     

万能式断路器触头主回路系统的设计与应用

研究和分析了万能式断路器触头主回路系统。对触头系统与桥型触头进行计算分析,开发了新型结构,并在新一代万能式断路器的设计中进行应用,提高了万能式断路器的整机性能,降低电动斥力,提高了触头回路系统的电动及热稳定性。     

基于AgW触点材料的大功率继电器触点间的电动斥力

讨论了大功率继电器所用的AgW触点间的电动斥力,通过对AgW触点间电动斥力的理论计算,得到电动斥力与W含量的关系曲线。曲线表明,随着W含量的增加,电动斥力变大,但该力与触点间的接触压力相比则小得多,可以忽略。在进行大功率继电器设计时,该结论对估算触点间的电动斥力有指导意义。     

直线同步电机运行分析

为了深入研究直线电机的稳定运行特性,根据Maxwell原理,建立了分析直线同步电机稳态的电磁场数学模型.采用有限元方法进行离散,计算直线电机的磁场分布及电磁力,并开发了直线电机性能分析软件.软件计算得出直线电机悬浮力和推力随功角、电流变化等特性曲线的结果与ANSYS的计算结果一致,并具有模型简单、计算快速等优点,分析结果可为直线电机运行提供理论依据.     

双断点塑壳断路器触头终压力设计

新一代塑壳断路器（MCCB）采用电动斥力型旋转双断点触头结构,较传统单断点MCCB有更高的限流性能和分断能力。针对旋转双断点MCCB的结构特点,采用仿真与试验相结合的方法对MCCB触头终压力进行了设计与分析。利用有限元法与解析法分别计算触头洛伦兹力和霍尔姆力,获得触头所受电动斥力。基于触头电动斥力的计算,实现触头终压力的初步设计,并通过热一电耦合分析计算MCCB的稳态温升,对预设的触头终压力进行校核。     

水轮发电机定子绕组不对称支路电磁参数计算模型

为了探讨水轮发电机定子绕组不对称支路参数的计算问题,根据交流电机多回路理论,建立了绕组不对称支路参数计算的数学模型,给出了应用有限元方法计算绕组不对称支路参数的通用方法。通过对样机计算表明,该方法可用于任意线圈组合的电磁参数计算,且计算结果准确;绕组各支路电磁参数的不一致完全体现了各支路不对称程度,不对称支路间的环流损耗随绕组不对称度的增大呈指数关系增长;采用有限元方法进行不对称绕组支路电磁参数的计算,为支路不对称绕组的设计提供了依据,同时也为发电机绕组故障分析打下了良好的理论基础