高压开关速度与时间特性的测量方法

高压开关分、合闸速度是开关的重要特性参数之一,它表征开关操作机构和传动部件在分、合闸过程中的运动特性。如果开关的刚分速度低于技术标准,在切除线路故障时就会延长电弧燃烧时间,导致触头严重烧损或烧坏灭弧室,甚至发生开关爆炸事故。当开关合闸速度低于技术标准时,对故障线路合闸将造成触头熔焊或者引起爆炸。开关在检修调试时,如果调试不当,合闸时往往产生跳跃;当合闸时遇到较大的起动电流或短路电流,如果操作电源过早切断,刚合速度达不到要求,将使开关触头烧坏或引起爆炸。例如某变电所用一台SN2-10型开关在降压起动一台15000千伏安调相机时,由于调试不良,合闸时开关触头跳跃引起了开关爆炸,造成开关室门窗击坏,一人死亡的重大事故。     

基于开关电容器组的高压断路器操动控制研究

为了减小断路器分合闸操作中电机操动机构驱动电机启动的响应时间,提高断路器的分合闸速度并改善断路器的触头震荡现象,提出了应用于电机操动机构的控制系统内储能电容的升压变换器技术。针对126kV真空断路器分合闸的技术要求,采用开关电容器组作为升压装置,利用电容器切换技术改变断路器进行分合闸操作的能量存储和释放方式,对断路器动触头的运动过程进行分段控制。在开关电容器组和普通储能电容器的条件下,进行了126kV真空断路器电动机操动机构的分合闸试验。实验结果验证,与采用普通储能电容的分合闸特性实验相比较,采用基于开关电容器组的电机控制系统可以有效地提高断路器的分闸和合闸速度,并改善断路器的触点弹跳。     

真空断路器触头弹跳性能分析

1引言永磁操动机构真空断路器的开断性能有其自身的特点,它的终端位置的保持力都由永磁体来单独提供,取消了原有传统操动机构的锁、脱扣机构,大大减少了运动零部件;降低了机械故障率;提高了断路器的稳定工作性能;真正实现免维护。但由于分合闸实现机理的不同,触头弹跳产生的原因也就颇有差异。本文详细地分析了VS1—12型永磁操动机构分合闸弹跳的原因并提出行之有效的克服弹跳方法。2断路器分、合闸功能实现的基本原理永磁操动机构真空断路器在分合闸终端位置时,都由永磁体提供的磁能来实现稳定保持,断路器接到分合闸指令时,由电容器组或者直流电源向分合闸激磁线圈供电流产生电磁力,当电磁力逐渐增大到足以克服永磁体所提供的保持力时断路器的动触头开始运动并达到一定的速度值从而成功实现分合闸性能。因此,电源给激磁线圈的供电时间、所提供的操作功的大小及永磁体提供保持力大小是影响触头碰撞速度大小的主要因素,进而影响到断路器分合闸的弹跳性能。3动触头弹跳性能分析的重要性3.1合闸弹跳及其产生的原因、危害性带载工作的断路器由于触头弹跳的反复动作将产生很高的过电压,从而影响整个电力系统的供电稳定性,同时也将产生电流很大的电弧引起高温烧损触头甚至熔焊,这一...     

基于永磁机构的剩余电流重合闸断路器设计

永磁驱动机构运动部件少、可靠性高,用于剩余电流重合闸断路器是一种创新的探索.介绍了基于永磁机构的剩余电流重合闸断路器工作原理、结构、永磁机构类型及驱动方式的选择,采用MaxweⅡ软件进行合闸机械特性、分闸机械特性的仿真优化,调整分闸弹簧、触头弹簧,使该产品的触头压力、分断速度达到一个优良的组合.经试验验证,设计的重合闸...     

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。     

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。     

ZW３２-１２型弹簧操动式断路器运动特性分析及零件优化

ZW３２-１２型断路器的弹簧操动机构易发生故障,因此减小操动机构故障率将提高断路器可靠性.利用Solid- worksMotion和Simulation模块对断路器进行动力学分析,着重对分合闸时间、分合闸速度、动静触头接触力和弹簧 力大小进行分析,并在此基础上对操动机构中关键零件进行应力分析和优化设计.结果表明:通过优化超程弹簧压缩 长度,调整超程弹簧预紧力的方式可以缩短合闸弹跳时间;增加磙销直径可以减小其最大应力,当直径增加为５．５ mm 时,其最大应力低于屈服强度.     

智能开关用新一代永磁机构的研制

基于有限元法研究配智能开关用单稳态永磁机构的动态特性,进行质量和反力归算,建立有限元模型。计算分析了单稳态永磁机构分合闸动作电流、机构行程特性以及断路器的机械特性,并进行了试验研究。在试验中实测了断路器触头的分、合闸行程曲线和永磁机构分、合闸线圈的电流曲线,仿真结果准确可靠,机构及断路器特性优异。     

运行与检修问答

<正>【问】操动机构中的自由脱扣的含义是什么?为什么要装自由脱扣? 【答】自由脱扣的含义是:在断路器合闸过程中,如果操动机构又接到分闸命令,则操动机构不应继续执行合闸命令,而应立即分闸。操动机构所以要能自由脱扣是因为,当在断路器合闸过程中,发生短路故障时,若操动机构不能及时分闸,轻者可能导致越级跳闸;重者可能导致触头熔焊、严重喷油甚至爆炸。因此,1989年全国高压开关专业会议拟订的《高压开关设备反事故技术措施》中要求:“对已装用的不带自由脱扣的CD12、CD13、CD—40等型号的操动机构,限期更换。在更换之前,严禁手动合闸或就地电动合闸”。 【问】调整操动机构时为什么要保证分闸辅助接点先投入后切开? 【答】先投入是指断路器合闸过程中,动静触头未接触之前分闸辅助接点就已接通,以保证断路器在关合短路故障时能迅速分闸。后切开是指断路器在分闸过程中,动、静触头断开之后,分闸辅助接点再断开,以保证断路器可靠的分闸。     

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。     

110 kV微机保护重合闸闭锁与断路器机构的配合问题

1997,1982年北开SW6-110断路器CY3型液压操作机构没有设重合闸闭锁接点,造成实际运行线路无合闸闭锁接点闭锁重合闸或无重合闸闭锁回路,致使断路器在重合永久性故障时因压力有可能降低至分闸闭锁值以下而使断路器拉不开或分闸缓慢,导致触头熔接,长期运行使断路器性能下降,检修几率较大,影响电力系统运行的稳定性。     

论高压断路器速度与时间的特性意义

通过对高压断路器的分、合闸时间与触头运动的速度等特性的分析,阐述了高压断路器速度与时间的特性意义.     

基于半监督学习的断路器弹簧机构机械特性监测及状态评估技术研究北大核心CSCD

针对断路器弹簧机构机械特性监测及状态识别系统普遍存在监测类型不全、特征值提取单一、判断标准太过绝对等问题,文中提出了基于小波及半监督学习的多特征分析的断路器弹簧操动机构机械状态识别新方法。通过感知元件对分合闸线圈电流、动触头位移等信号进行采集,采用小波算法对信号进行滤波处理,分析断路器弹簧操动机构的分合闸线圈电流、动触头位移等信号与断路器异常状态之间的对应关系,提取特征值,建立半监督学习多分类网络模型,实现断路器弹簧操动机构故障的机械特性监测及状态识别。实验结果验证了此方法具有较高的诊断正确率,对断路器的健康运营具有重要意义。     

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。     

DW15-630型低压断路器的调试与检修

正DW15-630型低压断路器在运行一段时间后,经过多次操作仍出现故障的话,须进行调试、检修,使其保持在正常工作状态。1 DW15-630型低压断路器的检测调试该断路器的机械和电气原理图如图1所示。断路器合闸后,由于触头连杆被自由脱扣机构的搭扣钩住,主触点锁在合闸位置上,保持闭合状态。同时,主触头弹簧被拉长,为分断作准备。主     

基于控制回路的断路器永磁机构故障特征提取方法

为了识别高压断路器故障模式并提取其故障特征,文中以ZNY1-10(6)/630-12.5型高压断路器永磁操作机构为研究对象,分析了断路器分合闸时操作机构的动作过程,在此基础上模拟了操作机构供电电压异常、分合闸线圈老化、触头及连杆机构卡涩、储能电容故障、辅助开关失效5种常见故障,选择控制回路中分合闸线圈电流和电容电压做为监测信号,确定并提取了对应特征量。提出了一种基于模糊理论的断路器故障特征提取算法,获得了故障与特征量变化的对应关系,实现对故障的区分、归类并达到辨识的目的,为高压断路器故障诊断及寿命评估提供了判断依据。     

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。     

高压断路器直线伺服电机操动机构及其控制技术

提出一种新型高压断路器直线伺服电机操动机构,并结合永磁直线同步电机的d-q轴数学模型及推力特性,对新型操动机构的控制进行分析。设计了基于DSP的动触头位置、速度、电流的三闭环控制方案,选用高精度光栅尺作为速度、位置传感器,以满足系统实时性和高精度的要求,最终实现高压断路器分、合闸操作时对动触头运动控制、调节,使其能够按照预定理想曲线进行运动,从而有利于提高断路器开断、关合能力,改善断路器的机械电气寿命和运行可靠性。     

想想看

正上期想想看答案1.带有辅助分合闸装置的断路器,为什么有的对断路器的刚分速度和刚合速度会有较严格要求?断路器的刚分速度和刚合速度,分别是指断路器触头分断和闭合瞬间的瞬时速度。带有辅助分合闸装置(例如弹簧分合闸机构)的断路器,被用于高电压大电流电路时,对断路器分合闸时的瞬时速度有较     

220 kV断路器机构合后即分故障原因分析

广西网区在运的220 kV LTB245E1型断路器发生多次合后即分故障,对设备安全稳定运行造成了重大威胁,有必要对故障原因进行深入分析。通过现场试验及设备厂内试验,论证了分合闸速度不合格是造成LTB245E1型断路器合后即分故障的主要原因,并提出了解决措施。针对断路器传统周期性试验项目无法及时发现机构潜在缺陷,导致出现分合线圈烧毁、分合闸速度不合格等问题,提出了将分合闸回路电流测试和分合闸速度测试列入断路器周期性试验项目的建议。