一种触头弹簧的设计

触头弹簧是真空断路器的关键元件,用于提供合闸时真空灭弧室触头压力,保证回路电阻满足通流及温升要求;同时可以提高分闸时的刚分速度.本文基于对一种共箱真空断路器结构布置的研究,设计了一种触头弹簧结构,并进行了计算分析及试验验证.该触头弹簧采用对合组合碟簧结构,结构新颖,配产品通过了型式试验,表明其设计的合理性.     

装有记忆合金弹簧的断路器梅花触头温度场仿真分析

针对真空断路器触头温升问题,基于记忆合金材料的温度形变性能,在梅花触头上安装记忆合金弹簧,提高梅花触头工作性能。测量不同温度时记忆合金弹簧的直线拉力,转化为径向向心力,推导出每片触片与静触头之间的接触压力;并利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics仿真计算梅花触头的温度场,搭建梅花触头温升试验平台;对比分析试验和仿真数据,结果表明:记忆合金弹簧有助于降低梅花触头温升,提高真空断路器运行的安全可靠性。     

真空断路器分闸运动特性对短路电流开断的影响

近年来 ,输配电保护设备无油化发展迅速 ,真空开关以其电寿命长、开断能力强、体积小、重量轻、维护简单等优点在中压领域中得到了广泛的应用。如何提高其电寿命及短路开断容量是真空断路器发展过程中要首先解决的问题。影响表征真空断路器开断能力的因素有很多 ,诸如 :分闸速度、首开相与后开相的燃弧时间、首开相在三相中的分布状况、分闸时间与开断时间的稳定性、合闸的弹跳与分闸的反弹以及真空灭弧室的触头材料、真空度等。这些特性直接影响真空断路器开断中的燃弧过程 ,进而影响其开断能力 ,其中分闸运动特性是影响真空断路器开断能力…     

高压真空断路器弹簧操动机构的设计

针对１１０ＫＶ高压真空断路器弹簧操作机构总体方案设计的问题,阐述了分、合阐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阐弹参数对操动机总体方案的影响。结果表明：在满足机构所需要的分阐特性的前提下,分阐弹簧宜放置在操作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     

基于神经网络的SF6断路器分闸运动特性受环境温度影响的调节

通过对高压SF6断路器分闸动作特性的仿真计算可知,当环境温度变化时,分闸操动时间有较大的分散性.提出采用神经网络Hopfield的异联想记忆方法,通过对断路器液压操动机构的节流孔进行调节,来补偿环境温度变化对断路器运动特性影响,从而使断路器分闸速度和时间有可能得到精确控制.     

低压断路器分断过程电磁-运动耦合问题求解

为了对低压塑壳断路器短路分断过程电磁场与运动场强耦合问题高效求解,对低压塑壳断路器短路分断过程中各变量耦合关系进行分析,建立运动场与电磁场耦合分析数学模型,构建基于等效洛伦兹力曲线一阶导数的步长自适应顺序耦合法,使迭代步长随各瞬态的非平衡载荷残差动态调整,提高求解效率.将该方法运用于某一型号低压断路器短路分断分析中,结果表明,该方法能够对问题有效求解.对断路器短路分断过程动力学曲线动态特性进行分析,研究主轴弹簧刚度、动触头臂回复弹簧刚度、超程等因素对分断性能的影响,给出对断路器短路分断性能优化方向.     

126 kV真空断路器灭弧室电场数值分析

为了解真空灭弧室电场分布情况,并找出灭弧室设计的关键部位,基于电场数值分析理论,采用有限元法对126kV真空断路器灭弧室内部静电场进行了仿真计算.考虑灭弧室内部主屏蔽罩结构对电场分布的影响,分析了加伞群后电场分布的变化情况,并给出了灭弧室内动静触头表面处的电场强度值.通过对不同触头开距情况下的电场进行计算,获得了在不同情况下的灭弧室电场分布情况,给出了不同开距下的电场强度最大值,为触头结构的优化分析、真空断路器的触头设计及真空灭弧室的优化设计提供了理论依据.     

基于DSP的真空断路器运动特性控制技术

为提高真空断路器的开断和关合性能,并提高它的可靠性,提出了一种基于数字信号处理器的动触头位置、速度闭环控制方案,选用了高精度光栅尺作为速度、位置传感器,满足了系统实时性和高精度的要求.通过脉宽调制控制永磁机构分、合闸线圈电流,最终实现了高压断路器分、合闸操作时对动触头运动的控制、调节,使其能够按照预定理想曲线进行运动.实验结果表明,所提方法能够实现对真空断路器动触头运动的控制,有利于提高断路器开断、关合能力,延长断路器的机械电器寿命,提高运行可靠性.     

基于EEMD样本熵和支持向量机的高压断路器故障诊断

首先提出了一种以集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)样本熵和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的高压断路器振动信号的特征向量提取和故障诊断的分析方法。然后提出并分析了分闸弹簧力减小、缓冲弹簧无效两种新故障对高压断路器的性能影响,同时针对输电线路发生永久故障时,断路器按照跳闸、重合闸然后二次跳闸指令动作的实际情况,首次探索性选择振动能量相对较小的分闸振动信号作为诊断对象。最后实测了某35 k V高压SF6断路器正常运行、分闸弹簧力减小、缓冲弹簧无效、基座螺丝松动工况下断路器分闸振动数据进行识别,结果表明该方法检测高压断路器故障快速、准确,为断路器的故障诊断提供了新的思路。     

真空开关低分散性永磁操动机构控制系统设计

为抑制真空开关分闸、合闸操作引起的暂态影响,分析了真空开关分闸、合闸时的受力情况及对其操动精度的影响因素,仿真计算了永磁机构的动态特性;设计了一个自适应操动机构控制系统对真空开关操动机构的励磁电流、机构行程实时监测,通过驱动IGBT有序控制操动机构电容放电,有效修正其动作分散性;增加系统电压、电流相位检测单元后可实现设定相位准确动作.测试结果证明,控制系统可以明显降低真空开关操动机构的动作分散性,且操动机构分闸、合闸动作分散性控制在±500μs以内.     

高压隔离开关电机操动机构控制系统

为了实现高压隔离开关(DS)的智能化操作,需对其操作过程中开关触头速度进行有效控制.在高压断路器电机操动机构控制系统的基础上,提出并设计了高压隔离开关无刷直流电机机构调速控制系统.控制系统通过采用双闭环PID控制策略对电机的绕组电流和转速进行调节,进而控制机构运动过程,以实现开关触头能够在特定行程点达到特定的速度,满足DS分合闸速度要求.以550 kV DS无刷直流电机操动机构为控制对象,研制了以数字信号处理器(DSP)为核心的操作控制系统并进行了大量实验.实验结果表明,DS电机操作机构采用上述控制系统,能够实现高压隔离开关在操作过程中对速度的实时调节控制,且具有响应速度快、稳定性好以及实时性强等优点.     

断路器机械特性的高速摄像法检测

绝大多数的断路器事故由机械故障引起,检测断路器机械特性具有重要意义.针对传统断路器机械特性检测方法的不足,提出了一种基于高速摄像机的断路器机械特性检测方法.介绍了该检测方法的基本原理,在断路器运动部件粘贴标点,利用高速摄像机记录断路器的开断过程,通过检测软件提取标点在每个画面中的位置,即可获得行程一时间特性,对其求导可...     

110kV断路器跳合闸回路故障分析

文章对一起110kV断路器不能合闸原因进行分析,并提出对跳合闸回路的合理改造,改造后回路可以避免跳合闸线圈烧毁。     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

基于EMD和SVM的高压断路器机械故障诊断方法研究

高压断路器操动过程中,声波信号的变化反映了断路器机械状态,声波信号特征提取直接关系到故障诊断的准确性和实用性。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的状态特征提取方法,根据高压断路器分闸过程的物理特点,将分闸声波信号分为分闸前期、分闸中期、分闸后期三个阶段,各阶段声波信号等时间分段,形成等时间分段能量熵以反映声波信号的时间、频率和能量变化。将能量熵输入支持向量机(support vector machine,SVM),采用"一对其余"策略进行多级分类,可诊断出断路器的正常运行状态和典型故障。通过对ZN28A型真空断路器正常状态、拐臂润滑不足、缓冲器有多余无效撞击和其它故障的测试实验,基于EMD和SVM相结合的诊断方法,有效提高了小样本下诊断断路器机械故障的准确性。     

高压断路器机械参数监测与寿命预估方法研究

高压真空断路器机械参数的在线监测是个技术难点,利用电阻位移传感器测量位移的方法,获取断路器行程-时间和速度-时间曲线,通过对位移数据的分析和处理,完成了断路器行程、超程和分合闸速度的计算,所有的监测数据都送入反向传播神经网络进行智能计算,神经网络系统对断路器的剩余使用寿命进行预测,并给出故障预警信号.该方法有效准确的完...     

永磁机构的微机控制系统

利用ＣＰＵ技术,对配有永磁操动机构的真空断路器控制回路进行了研制,通过信号采集和处理,实现了电器的智能控制,并与上位ＰＣ机通讯传递数据,生成报表。     

复杂环境下运动摄像机稳定跟踪运动目标算法

在复杂环境中,运动摄像机跟踪运动目标是一项相当困难的工作。在基于目标颜色特征的Mean Shift跟踪算法中,引入感兴趣区域（ROI,Region of Interest）,减少背景干扰及降低计算消耗。提出基于目标强度和目标面积的目标危机判别函数,对强干扰、遮挡情况进行识别;采用直方图维数和量化等级数自适应选取策略解决强干扰,采用子区域搜索选优策略解决目标遮挡和重新捕获的问题。为使被跟踪目标锁定在摄像机视野中央区域,采用基于速度调节的闭环控制模型,驱动PTZ摄像机,跟踪运动目标。实验结果表明,算法对背景干扰和遮挡具有较强的适应性,摄像机可以平滑稳健地跟踪快速运动目标,而且系统计算代价小,完全达到了实时的运行速度。     

复燃和截流过电压作用下真空断路器灭弧室内的电场分析

采用暂态电路模型对真空断路器开断空载变压器时由复燃和截流引起的过电压进行了数值模拟，并对暂态过电压的频率成分进行了离散的傅立叶分析，以此作为真空断路器的边界夺件，采用有限元法进行了计算，给出了灭弧室内的暂态电场分布和电场强度随时间变化的曲线，讨论了暂态电场的一些特征，为真空断路器的绝缘设计提供了参考.