自励磁场对小容量接触器开断特性和触头磨损作用的研究

以CJ20系列小容量交流接触器为研究对象,以试验手段辅以磁场数值分析,研究触头区域自励磁场对开断特性和触头磨损的作用。研究指出:现有产品的自励磁场偏低,因而可通过增加触头区自励磁场来提高接触器开断特性和降低触头磨损。文中对不同触头结构和U型灭弧片方案进行了研究,提出了改进现有产品性能的措施。

投切开关触头磨损与合闸弹跳时间的关系研究

真空电容投切开关是专门为投切电容器组设计,合闸弹跳特性是影响其投切电容器组能力的重要因素之一。通过真空电容投切开关的合闸弹跳动力学分析及运动仿真,研究触头磨损对开关合闸弹跳时间的影响,提高产品合闸弹跳特性的稳定性。

断路器触头磨损研究综述

断路器使用过程中会发生触头磨损现象,为提高断路器使用寿命需对断路器触头磨损进行研究分析。断路器动、静触头间产生的电弧是一个涉及多学科交叉耦合的问题,目前对断路器触头电弧侵蚀磨损的物理机理和电弧特性了解不够全面。断路器触头在电弧烧蚀产生的局部高温处,触头材料的物理特性产生局部变化,进而造成常温区域的触头间机械磨损与高温区域触头间机械磨损不一样。本文以断路器触头磨损为研究对象,从电弧侵蚀磨损和触头机械碰撞磨损两个方面,综述国内外断路器电弧侵蚀数学模型、电弧特性、机械磨损机理以及触头碰撞机械磨损的特性,并对断路器触头磨损的研究进行展望。

基于电弧功率的断路器触头电气磨损状态监测算法

为准确估算弧触头电气磨损程度,提出了一种基于断路器电弧功率的断路器状态监测算法,首先通过在电弧放电时测量断路器的端子上的瞬时电压和通过断路器的瞬时电流,对电弧放电功率和能量进行相应计算;然后采用断路器的累积电弧能量作为弧触头退化水平的评价指标,对断路器触头的电气磨损情况进行评估;最后通过仿真和试验验证了所提算法可准确评估弧触头的电气磨损情况,为断路器的弧触头的检修和维护时间提供了判断依据。

基于振动时频信号灰度共生矩阵的有载分接开关触头状态检测方法研究

分接开关在工作过程中承受显著的机、电、热应力,具有较高的故障率。本文针对触头烧蚀、磨损等缺陷,搭建M型有载分接开关实验平台,分析切换开关的固有振动特性;然后,构建开关切换过程中暂态振动小波时频信号的灰度共生矩阵,提取能量标准差作为切换过程的振动特征值;最后,模拟静触头磨损和烧蚀缺陷,提取对应能量标准差的变化规律。研究结果表明:触头磨损引起触头质量减小,2000 Hz以上高频能量标准差增大;触头烧蚀引起接触刚度降低,2000 Hz以上高频能量标准差降低。研究结果可指导有载分接开关触头状态的检测。

基于电流监测和动态电阻分析的电容器组SF_(6)断路器电寿命评估系统

电容器组SF_(6)断路器电寿命状态监测工作对保障电网安全可靠运行意义重大。文中融合触头磨损计算方法和动态电阻分析法对SF_(6)断路器电寿命进行评估,提出SF_(6)断路器电寿命评估判据,首先基于断路器电流监测数据计算断路器触头磨损,对断路器电寿命状态进行判断预测,再利用动态电阻分析法印证判断出SF_(6)断路器的真实状态,兼顾触头磨损计算法的实时性和动态电阻法的准确性。基于所提判据,研发了一套融合触头磨损和动态电阻的SF_(6)断路器电寿命评估系统。该系统可基于断路器投切数据和动态电阻准确地评估SF_(6)断路器的电寿命,同时在人机交互界面上直观地呈现结果,为工作人员进行断路器状态检修提供辅助决策。

线圈电流零相位分断下交流接触器电寿命预测

交流接触器电寿命受多种因素影响,其线圈控制方式是主要影响因素之一。线圈电流零相位分断方式是控制交流接触器分断的常见方式之一,其分断方式会严重影响交流接触器电寿命。首先,分析了线圈电流零相位分断方式下交流接触器动作特点,发现其三相触头磨损不均匀,某相触头磨损最大;其次,提出利用交流接触器首熄弧相的分布均匀度来判别触头磨损最大相的方法,并根据触头磨损最大相最先失效理论建立了交流接触器电寿命预测模型;最后,采用交流固态继电器对线圈进行控制并进行交流接触器电寿命试验,通过对试验数据进行分析,验证了文中建立寿命预测模型的有效性。

CJ45系列交流接触器的技术水平分析

CJ45系列交流接触器是20世纪90年代中期至2004年开发完成的新一代产品,具有11个壳架,22个额定工作电流等级,即从6.3～1000A,额定工作电压至690V。参与研发的单位有上海电器科学研究所低压分所、杭州之江开关股份有限公司、广东奇正电气有限公司、天津百利电气有限公司、江苏凯帆电器有限公司和桂林机床电器有限公司。后续几个公司在一次开发成果的基础上,结合当前国际交流接触器的技术发展趋势,在二次开发中完善了该系列产品,使其具有较强的技术优势,成为可以与当代国际知名品牌产品相提并论的国产产品之一。

一起敞开式隔离开关操作过电压激励罐式断路器微粒放电故障分析

SF_(6)气体绝缘金属封闭开关设备又称组合电器(简称"GIS"),具有占地面积小、不受外界环境影响、运行可靠性高、免维护的优点,在电力系统得到广泛应用,组合电器故障率直接影响到电网稳定.介绍了一起252 kV罐式断路器在同间隔隔离开关操作时灭弧室内发生放电的故障,综合录波数据、解体情况分析,通过隔离开关操作过电压仿真计算、现场局部放电试验比对分析,得出故障原因为动静主触头异常磨损,产生较多金属颗粒,在操作振动(气动机构)和分合闸气流扰动下,于动触头侧的屏蔽罩下方罐体处积聚,隔离开关分闸过程中产生高频过电压,传导至断路器动触头侧,加剧罐体处积聚的金属颗粒跳动,引发屏蔽罩底部对下方罐体放电,并为后续改造提供了建议.

基于小波算法的开关设备高精度寿命监测方法

以断路器、接触器等低压开关设备的触头电磨损失效为主要监测目标,提出了一种高精度、全在线的剩余寿命在线监测方法。提出了基于小波分解的起弧相角定位方法和基于函数拟合的触头磨损计算方法,实现了低成本和高集成度的开关设备实时状态监测,对减小维修人员工作强度和维修成本以及提高开关设备的运行可靠性具有重要意义。

断路器实施状态监测的几点意见

结合断路器运行和检修情况,对几种断路器监测手段进行分析,评判实际监测效果,指出目前断路器实施状态检修所存在的问题。

断路器过电流分断动作对供电连续性的影响

本文阐述了断路器过电流分断能力试验程序。根据过载、额定极限短路分断能力ICU和额定运行短路分断能力ICS试验程序的差异对过电流保护操作情况下的供电连续性进行了分析,提出了断路器ICU等于ICS、故障类型指示、故障记录、触头磨损指示等功能对提高供电可靠性和连续性的作用。

断路器过电流保护动作对供电连续性的影响

阐述了断路器过电流分断能力试验程序。根据过载、额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics试验程序的差异对过电流保护操作情况下的供电连续性进行了分析,提出了断路器Icu等于Ics、故障类型指示、故障记录、触头磨损指示等功能对提高供电可靠性和连续性的作用。

基于IEC61850的断路器剩余电寿命监测系统设计

基于触头相对电磨损与相对电寿命法研究断路器剩余电寿命监测功能,并依据IEC61850标准构建数学模型。通过实时监测分/合闸电流及次数实现对电磨损量的监测折算,在此基础上构建适应IEC61850要求的电寿命监测分析系统。该系统可实现采样值的数字化传输与逻辑节点的无缝衔接,确保电流采样和分合闸位置监测数据并行传输时的传输实时性与一致性。实例分析表明,该断路器剩余电寿命监测系统稳定可靠,具有工程应用价值。

操作次数对超特高压罐式断路器主断口绝缘性能的影响

为了明确水平布置,断口采用封闭绝缘筒支撑的超高压及特高压罐式断路器操作次数对其主断口绝缘的影响,以某电厂在并网过程中,发变组断路器主断口绝缘击穿为例,首先,建立了操作次数与绝缘击穿概率模型;其次,利用有限元方法,计算了断路器主触头磨损产生碎屑的量、碎屑形状、碎屑分布形式对主断口绝缘强度的影响;最后,针对防止主触头机械磨损对主断口绝缘水平的影响,提出了改进措施。研究表明:在反相电压下,操作次数达到211-571之间时,主断口击穿概率为99.74%;当操作次数小于211时,碎屑积累较快,但分布间隙较大,主断口之间的最大场强小于击穿场强;当操作次数在211-571之间时,碎屑增长变缓,分布间隙较小,主断口之间的最大场强大于击穿场强,绝缘击穿为肯定事件。

真空断路器合闸失败原因分析及处理

本文分析了造成真空断路器合闸失败的主回路及控制回路的原因,并提出改进措施。

一种断路器的健康分析系统研究

研究了断路器的健康状态分析模型。采用温度、湿度、操作次数、触头分断磨损作为系统计算维度,得到了一种断路器根据现有指标分析健康状态的计算模型。完成了相应的试验验证,验证了断路器健康计算模型的正确性,进而可以为断路器状态计算提供理论依据。

气体绝缘设备现场内部检查和检修的工作经验

本文搜集了在现场对气体绝缘设备进行内部检查和检修的资料。反复开断电流而造成的触头磨损,是对断路器进行内部检查的决定因素。其他因素,如各密封的质量、吸附剂的情况、电弧分解物对设备劣化的影响等等,都不是需要进行内部检查的条件。根据现场经验,本文也讨论了在设备外壳内检修而同时相邻间隔仍在运行中所产生的实际问题。

多元退化因素下的快速切换开关可靠性分析

快速切换开关是实现敏感负荷不间断供电的核心设备,其可靠性是供电系统运行稳定的前提,但其可靠性受触头磨损、分合闸电容老化及机构永磁体退磁等诸多因素影响,且此类电工装备服役周期内可靠性分析具有实验成本高与标准不完善等特点。为准确评估快速切换开关可靠性,提出一种基于各薄弱单元退化参数影响下的快速切换开关可靠度计算方法。首先,结合样机实验数据库进行关键失效器件退化规律研究,确定快速切换开关薄弱单元。基于实测真空灭弧单元触头磨损量与分合闸驱动单元电容容量数据,分别得到计及冲击磨损系数变化的触头动态磨损量及分闸电容参数分布规律。然后,为减少大样本快速切换开关电磁场数值计算时间成本,建立了快速切换开关机械特性神经网络预测模型。最后,通过将抽样所得退化参数数据库引入预测模型中,得到了满足性能指标约束条件下的快速切换开关可靠度。研究结果表明,切换开关可靠性最薄弱环节为驱动单元电解电容与灭弧室触头,分闸时间小于8 ms时,5 000次分合闸后,可靠度为0.768。