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塑壳断路器短路分断能力提升方法研究
1
作者 周云红 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期209-213,共5页
短路分断是断路器的核心功能,提高断路器的短路分断能力是市场的持续需求。针对有效提升塑壳断路器(Moulded Case Circuit Breaker,MCCB)短路分断能力的方法开展了研究。利用栅片电压测量分析法可以检测灭弧栅片在短路分断时切割电弧的... 短路分断是断路器的核心功能,提高断路器的短路分断能力是市场的持续需求。针对有效提升塑壳断路器(Moulded Case Circuit Breaker,MCCB)短路分断能力的方法开展了研究。利用栅片电压测量分析法可以检测灭弧栅片在短路分断时切割电弧的情况,评估各灭弧栅片切割电弧的性能以及电弧在灭弧室内的动态特性,为电弧优化提供参考数据。利用有限元仿真的方法进行电磁力计算,有利于快速验证优化设计方案而免去实际的试验验证,节约产品的研发成本,缩短产品的研发周期。蒸汽喷射控制(Vapour Jet Control,VJC)产气材料的运用也能够进一步提高产品的短路分断能力。综合运用以上设计方法,能够在不会大幅增加研发成本的基础上,快速提升MCCB的短路分断能力,工程应用价值较好。 展开更多
关键词 塑壳断路器 短路分断能力 栅片电压测量 有限元仿真 电磁力分析 蒸汽喷射控制
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基于ADAMS和Ansys联合仿真的MCCB机构弹簧参数优化 被引量:4
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作者 徐丹 吴翊 +3 位作者 陈巧霞 纽春萍 杨飞 赵展 《电器与能效管理技术》 2017年第1期20-24,共5页
塑壳断路器(MCCB)在配电线路中起着重要的保护、控制和调节作用。塑壳断路器操作机构的运动特性是影响断路器分断性能的关键,其中弹簧参数的设计至关重要。采用有限元方法结合解析法计算了触头受到的洛伦兹力和霍尔姆力,获得电动斥力和... 塑壳断路器(MCCB)在配电线路中起着重要的保护、控制和调节作用。塑壳断路器操作机构的运动特性是影响断路器分断性能的关键,其中弹簧参数的设计至关重要。采用有限元方法结合解析法计算了触头受到的洛伦兹力和霍尔姆力,获得电动斥力和触头终压力,进而设计了相匹配的触头弹簧和主拉力弹簧,可为工程中弹簧的设计提供方法。 展开更多
关键词 塑壳断路器 洛伦兹力 霍尔姆力 触头终压力 弹簧
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塑壳断路器操作机构故障分析与关键轴的优化设计
3
作者 向小青 《电器与能效管理技术》 2024年第9期34-37,76,共5页
基于塑料外壳式断路器(以下简称塑壳断路器)的物理样机,针对其机械寿命试验时出现的操作机构中的跳扣轴弯曲失效故障进行了分析,给出了跳扣轴的理论计算过程,解释了跳扣轴弯曲失效的原因,并对常用的2种材料进行了筛选,给出了最优解。通... 基于塑料外壳式断路器(以下简称塑壳断路器)的物理样机,针对其机械寿命试验时出现的操作机构中的跳扣轴弯曲失效故障进行了分析,给出了跳扣轴的理论计算过程,解释了跳扣轴弯曲失效的原因,并对常用的2种材料进行了筛选,给出了最优解。通过Ansys Workbench软件建立了跳扣轴的有限元模型,利用静态结构分析还原了原始设计跳扣轴的弯曲故障,并校核了优化后跳扣轴的强度。理论计算与仿真分析相结合的方法,可以为塑壳断路器操作机构和其他部件关键轴的自主设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 塑壳断路器 操作机构 跳扣轴 Ansys Workbench 强度
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一种塑壳断路器操作机构关键参数的设计
4
作者 李鹏 《电器与能效管理技术》 2024年第3期47-52,共6页
在简述塑壳式断路器操作机构的动作原理基础上,以某型号双断点塑壳断路器为设计研究对象,运用ADAMS分析软件计算得出触头三要素、触头分合闸速度、机构分合闸力、分合闸行程、分合闸时间等操作机构的重要参数。仿真得到的参数与样机的... 在简述塑壳式断路器操作机构的动作原理基础上,以某型号双断点塑壳断路器为设计研究对象,运用ADAMS分析软件计算得出触头三要素、触头分合闸速度、机构分合闸力、分合闸行程、分合闸时间等操作机构的重要参数。仿真得到的参数与样机的实测参数误差极小,进而为塑壳断路器操作机构关键参数的设计提供了一种方法。 展开更多
关键词 塑壳断路器 操作机构 触头三要素 运动仿真
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一种塑壳断路器电子脱扣器的设计
5
作者 张振阳 《电器与能效管理技术》 2024年第7期54-59,共6页
随着我国智能电网建设的推进,电子式脱扣器的应用日益广泛。采用双心电流互感器采样主回路电流,配备液晶屏幕与按键,设计了一种可以连续调整保护参数的电子脱扣器。实践表明,所设计的脱扣器保护精度高、保护种类繁多,且具备状态显示、... 随着我国智能电网建设的推进,电子式脱扣器的应用日益广泛。采用双心电流互感器采样主回路电流,配备液晶屏幕与按键,设计了一种可以连续调整保护参数的电子脱扣器。实践表明,所设计的脱扣器保护精度高、保护种类繁多,且具备状态显示、脱扣器自诊断、辅助输入输出、历史日志、通信等功能,满足智能电网对断路器的智能化要求。 展开更多
关键词 塑壳断路器 智能脱扣器 双线圈互感器 Modbus-RTU通信
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HSM1-250A MCCB的升容改进设计
6
作者 冯永海 《低压电器》 北大核心 2009年第5期60-62,共3页
介绍了HSM1-250额定电流250A塑料外壳式断路器(MCCB)升容至315A的改进设计。分析了影响断路器配电功能和保护功能的主要因素。通过对动、静触头、电磁系统等的改进设计,使温升降低和保护特性稳定,并经过改进后的验证,实现了该型号MCCB... 介绍了HSM1-250额定电流250A塑料外壳式断路器(MCCB)升容至315A的改进设计。分析了影响断路器配电功能和保护功能的主要因素。通过对动、静触头、电磁系统等的改进设计,使温升降低和保护特性稳定,并经过改进后的验证,实现了该型号MCCB的升容。 展开更多
关键词 塑料外壳式断路器 升容 保护特性
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Metamorphic Manipulating Mechanism Design for MCCB Using Index Reduced Iteration 被引量:5
7
作者 XU Jinghua ZHANG Shuyou +1 位作者 ZHAO Zhen LIN Xiaoxia 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第2期232-241,共10页
The present research on moulded case circuit breaker(MCCB) focuses on the enhancement of current-limiting interrupting performance during short circuit, overload, under voltage and phase failure, involving electrics... The present research on moulded case circuit breaker(MCCB) focuses on the enhancement of current-limiting interrupting performance during short circuit, overload, under voltage and phase failure, involving electrics, magnetic, mechanics, thermal, material, friction, arc extinguishing, impact vibration, skin effect, etc. The rigid-flexible coupling of the parts and components of the metamorphic manipulating mechanism in multi-fields leads to the non-rigid, high frequency, high damping, singularity of the Euler-Lagrange equations which represents the multi-body dynamics. The small step iteration which is used for obtaining the instantaneous and short time critical interrupting performance of metamorphic mechanism appears inaccuracy. It is difficult to realize top-down design by existing CAD systems. Therefore, a metamorphic manipulating mechanism design method for MCCB using index reduced iteration(IRI) is put forward. The metamorphic manipulating mechanism of MCCB is decomposed into three mechanisms: main switch connector mechanism, electromagnet-drawbar-jump buckle mechanism, and bimetallic strip-drawbar mechanism, which is respectively described by electro-dynamic force, electromagnet force, and bimetallic strip force. The dummy part(virtual rigid) without moment of inertia and mass is employed as intermediate to join the flexible body and rigid body. The model of rigid-flexible coupling metamorphic mechanism multi-body dynamics is built. The differential algebraic equations(DAEs) of the multibody dynamics model are converted to pure ordinary differential equations(ODEs) by coordinate partition. Order reduced integration with multi-step and variable step-size is preceded based on IRI. The non-linear algebraic equations are solved in each integration step by Newton-Rapson iteration. There is no ill-condition and singularity of Jacobian matrix when step size reduces to zero. The independent prototype design system using ACIS R13, HOOPS V11.0 and Visual C++.NET 2003 has been developed, which verifies the effectiveness of the proposed method. The proposed method enhances the current-limiting interrupting performance of MCCB, and has reference significance for multi-body dynamics design for similar flexible metamorphic mechanisms in multi-fields. 展开更多
关键词 index reduced iteration (IRI) moulded case circuit breaker (mccb metamorphic manipulating mechanism Euler-Lagrange equations rigid-flexible coupling multi-body dynamics current interrupting simulation
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125 A小型化塑壳断路器短路分断能力提升的研究 被引量:1
8
作者 黄银芳 蒋顾平 《电器与能效管理技术》 2023年第11期53-58,共6页
125 A壳架以下塑壳断路器是塑壳断路器中的主力军,对其进行的整合提升主要是将63 A、100 A壳架产品提升至125 A,其中又以短路分断为主要难点。通过产气材料,初步增加分断能力;通过栅片电压测量分析,对灭弧室的栅片灭弧情况进行量化数据... 125 A壳架以下塑壳断路器是塑壳断路器中的主力军,对其进行的整合提升主要是将63 A、100 A壳架产品提升至125 A,其中又以短路分断为主要难点。通过产气材料,初步增加分断能力;通过栅片电压测量分析,对灭弧室的栅片灭弧情况进行量化数据分析;通过电磁力的仿真,优化触头部分的磁场。通过改进设计,新的125 A壳架产品可代替原有产品,满足性能,同时降低主要产品的成本。 展开更多
关键词 塑壳断路器 短路分断能力 栅片电压测量 有限元仿真 电磁力分析
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两种静导电回路对塑壳断路器开断性能的影响分析 被引量:6
9
作者 季良 陈德桂 +1 位作者 刘颖异 李兴文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期45-51,共7页
设计良好的静导电回路结构对塑壳断路器开断性能的提高有着重要的意义。在两种不同静导电回路下,通过计算对比电动力和吹弧磁场,分析了静导电回路结构对塑壳断路器的触头分开时间触头推斥电动力吹弧磁场在电弧上的分布以及燃弧初期吹弧... 设计良好的静导电回路结构对塑壳断路器开断性能的提高有着重要的意义。在两种不同静导电回路下,通过计算对比电动力和吹弧磁场,分析了静导电回路结构对塑壳断路器的触头分开时间触头推斥电动力吹弧磁场在电弧上的分布以及燃弧初期吹弧磁场大小等因素的影响。根据分析的结果,对某塑壳断路器的静导电回路进行了改进,并通过网络试验验证了改进方案对提升其开断能力的有效性。 展开更多
关键词 塑壳断路器 有限元法 电动力 磁吹力
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塑壳断路器触头分断速度定量计算方法的研究 被引量:7
10
作者 叶忻泉 赵荣祥 吴茂刚 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期448-453,共6页
针对塑壳断路器触头分断速度计算难的问题,提出了一种定量计算触头分断速度的方法.该方法分析了解扣后触头机构各杆件的实际受力情况和运动关系,利用质点系动能原理,以等效杆代替触头连杆机构,结合微分方法精确地计算出触头分断过程中... 针对塑壳断路器触头分断速度计算难的问题,提出了一种定量计算触头分断速度的方法.该方法分析了解扣后触头机构各杆件的实际受力情况和运动关系,利用质点系动能原理,以等效杆代替触头连杆机构,结合微分方法精确地计算出触头分断过程中各杆件的角位移、角速度关系式,以及机构等效转动惯量、等效力矩,并求解出触头分断速度.结果表明,以DZ20J-100塑壳断路器为实例计算得到的触头分断速度和分断时间与试验结果基本相符,验证了算法的正确性. 展开更多
关键词 塑壳断路器 触头分断速度 电弧停滞时间
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双断点断路器开断过程燃弧能量的不平衡问题 被引量:8
11
作者 刘洪武 谢心意 +1 位作者 何艳峰 陈德桂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期61-65,共5页
通过对开断电弧运动过程观察,发现在双断点塑壳断路器开断过程中,两个断口之间存在电弧能量的不平衡,不利于断路器综合性能的提高。进一步的分析实验认为,电弧背后击穿是引起电弧能量不平衡的主要原因,通过适当的设计抑制背后击穿,可以... 通过对开断电弧运动过程观察,发现在双断点塑壳断路器开断过程中,两个断口之间存在电弧能量的不平衡,不利于断路器综合性能的提高。进一步的分析实验认为,电弧背后击穿是引起电弧能量不平衡的主要原因,通过适当的设计抑制背后击穿,可以使断口间能量有效趋于平衡。 展开更多
关键词 塑壳断路器 双断点 电弧 能量
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塑壳式断路器操作机构的动力学模型及性能分析 被引量:8
12
作者 周宏明 沈艳 +1 位作者 黄沈权 张衡 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1350-1358,共9页
针对目前塑壳式断路器操作机构的设计过程中存在性能判定依据单一、专用的操作机构性能分析软件缺乏的问题,分析了断路器操作机构分闸与分断的区别,采用拉格朗日方程建立了断路器操作机构的动力学模型,分析了操作机构的等效转动惯量和... 针对目前塑壳式断路器操作机构的设计过程中存在性能判定依据单一、专用的操作机构性能分析软件缺乏的问题,分析了断路器操作机构分闸与分断的区别,采用拉格朗日方程建立了断路器操作机构的动力学模型,分析了操作机构的等效转动惯量和广义作用力的确定方法。建立了操作机构设计参数与性能指标之间的映射关系,来支持操作机构的性能指标分析,提出包括动触头—基座角度、手柄弹簧力、弹簧测试角度等的断路器操作机构的动态性能指标体系。基于建立的动力学模型对ADAMS软件进行二次开发,以辅助断路器操作机构的动力学分析,输出速度、位移、力等性能曲线,帮助实现操作机构设计参数的分析优化,并以一款CDM1-100型断路器操作机构的设计为例对所提动力学模型进行了验证。 展开更多
关键词 塑壳式断路器 操作机构 动力学模型 拉格朗日方程 性能参数
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基于ADAMS的塑壳式断路器操作机构可靠性分析 被引量:12
13
作者 苏秀苹 任俊勇 +1 位作者 刘金鹿 郭会娟 《低压电器》 北大核心 2010年第14期1-4,共4页
使用Pro/E软件建立了塑壳式断路器的三维模型,并通过接口软件导入ADAMS进行了初步分析,根据实际参数完善模型。利用ADAMS的柔性体建模功能建立了操作机构的刚柔耦合模型。通过仿真分析,得到了操作机构关键部件的应力值变化和分布情况,... 使用Pro/E软件建立了塑壳式断路器的三维模型,并通过接口软件导入ADAMS进行了初步分析,根据实际参数完善模型。利用ADAMS的柔性体建模功能建立了操作机构的刚柔耦合模型。通过仿真分析,得到了操作机构关键部件的应力值变化和分布情况,将仿真数据与可靠性设计理论相结合,得出了相关部件的静强度可靠度和疲劳强度可靠度。 展开更多
关键词 塑壳式断路器 可靠性分析 虚拟样机
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塑料外壳式断路器瞬动校验电流选相合闸技术 被引量:10
14
作者 杜太行 王晓义 +1 位作者 曲炳锋 董志然 《低压电器》 北大核心 2008年第7期50-53,共4页
在开关电器的脱扣特性实验中,为确保电流中非周期分量最小,采用精度高、使用方便的选相合闸装置很必要。本文指出目前计算机控制的断路器瞬动特性试验设备存在的问题,并提出了改进方案,设计了以80C196KC单片机作为核心的选相合闸装置。... 在开关电器的脱扣特性实验中,为确保电流中非周期分量最小,采用精度高、使用方便的选相合闸装置很必要。本文指出目前计算机控制的断路器瞬动特性试验设备存在的问题,并提出了改进方案,设计了以80C196KC单片机作为核心的选相合闸装置。该装置应用于断路器瞬动特性试验设备中,较好地消除了试验中的暂态电流。 展开更多
关键词 塑料外壳式断路器 瞬动 选相合闸
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弧柱压降对塑壳断路器限流性能的作用 被引量:12
15
作者 陈德桂 戴瑞成 刘洪武 《低压电器》 北大核心 2005年第11期6-9,共4页
低压断路器依靠栅片分割电弧成短弧来熄灭电弧,传统的观点认为塑壳断路器限流作用主要依靠短弧的近极压降。从塑壳断路器尺寸紧凑、栅片数受限制出发,提出弧柱压降对限流同样起很大作用。用最新文献中提出的经验公式进行分析,并对一个... 低压断路器依靠栅片分割电弧成短弧来熄灭电弧,传统的观点认为塑壳断路器限流作用主要依靠短弧的近极压降。从塑壳断路器尺寸紧凑、栅片数受限制出发,提出弧柱压降对限流同样起很大作用。用最新文献中提出的经验公式进行分析,并对一个实际塑壳断路器在带与不带灭弧栅片条件下进行分断试验,测量其电弧电压,说明弧柱压降对限流性能的贡献。用不同触头系统结构的断路器作对比实验,双向斥开的触头系统的分断性能高于单向斥开的触头系统,证实提高弧柱压降是一种有效的限流措施。 展开更多
关键词 电弧电压 弧柱压降 限流性能 塑壳断路器
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塑壳式断路器电动操作机构的现状与发展动向 被引量:8
16
作者 杨超君 刘志刚 +1 位作者 胡友 徐磊 《低压电器》 北大核心 2010年第21期9-12,共4页
介绍了塑壳式断路器电动操作机构的作用、使用场合、主要功能及工作模块。综述了国内外塑壳断路器电动机操作机构的发展历史、现状及其发展趋势。针对目前MCCB电动操作机构研发过程中存在的问题,提出了一些解决方法,并指出了进一步的研... 介绍了塑壳式断路器电动操作机构的作用、使用场合、主要功能及工作模块。综述了国内外塑壳断路器电动机操作机构的发展历史、现状及其发展趋势。针对目前MCCB电动操作机构研发过程中存在的问题,提出了一些解决方法,并指出了进一步的研究方向。 展开更多
关键词 塑壳断路器 电动操作机构 发展动态
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虚拟样机技术在塑壳断路器电动操作机构设计中的应用 被引量:4
17
作者 胡友 杨超君 +3 位作者 刘志刚 吴伟光 徐磊 李志宝 《低压电器》 北大核心 2011年第13期16-19,共4页
设计了一种塑壳断路器电动操作合闸机构,建立了合闸机构系统的动力学模型并给出能量方程表达式。在Pro/E软件中进行零部件的三维建模和装配,利用基于多体动力学原理的ADAMS软件进行机构运动仿真分析,得到了机构空载合闸时间约20 ms,而... 设计了一种塑壳断路器电动操作合闸机构,建立了合闸机构系统的动力学模型并给出能量方程表达式。在Pro/E软件中进行零部件的三维建模和装配,利用基于多体动力学原理的ADAMS软件进行机构运动仿真分析,得到了机构空载合闸时间约20 ms,而合闸时弹簧存在回弹振动且机构承受较大冲击的问题还需后续设计解决。仿真结果验证了合闸机构方案的可行性及设计的准确性。虚拟样机的仿真结果为后续优化工作提供了参考依据,也探索了一种适合塑壳断路器电操机构虚拟设计的有效方法。 展开更多
关键词 塑壳断路器 电动操作机构 动力学仿真 虚拟样机
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船用塑壳式断路器可靠性试验初探 被引量:7
18
作者 余跃听 戴道立 秦钢华 《低压电器》 北大核心 2010年第11期57-60,共4页
提出了船用塑壳式断路器的可靠性试验方法。基于环境应力对船用塑壳式断路器的影响分析,介绍了断路器的故障模式和可靠性指标,从而提出可靠性试验方法。试验示例结果表明,所提出的可靠性试验方法能满足试验要求。
关键词 塑壳式断路器 环境应力 可靠性试验
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双断点塑壳断路器触头终压力设计 被引量:6
19
作者 董得龙 纽春萍 +4 位作者 谢成 吴翊 杨飞 荣命哲 程玉标 《低压电器》 2013年第22期1-4,8,共5页
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... 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-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。 展开更多
关键词 双断点塑壳断路器 电动斥力 触头终压力 热分析
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塑壳断路器瞬动可靠性试验设备的研究 被引量:3
20
作者 杜太行 朱俊乔 王金伟 《低压电器》 北大核心 2010年第4期38-42,共5页
根据GB/Z 22074—2008《塑壳断路器可靠性试验方法》要求,归纳了塑壳断路器瞬动保护可靠性试验基本要求,提出了采用计算机控制与检测的试验设备主电路与检测控制电路的设计思想。为了提高试验电压、电流的控制精度,设计了带有位置反馈... 根据GB/Z 22074—2008《塑壳断路器可靠性试验方法》要求,归纳了塑壳断路器瞬动保护可靠性试验基本要求,提出了采用计算机控制与检测的试验设备主电路与检测控制电路的设计思想。为了提高试验电压、电流的控制精度,设计了带有位置反馈的电动调压器电压、电流控制系统,阐述了交流电压幅值快速估计方法和采用FFT信号处理技术的功率因数的计算方法。最后,提出了用LabVIEW实现塑壳断路器可靠性试验的软件设计。 展开更多
关键词 塑壳断路器 瞬动保护 可靠性 选相合闸
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