Research on the overload protection reliability of moulded case circuit-breakers and its test device

This paper analyzed the reliability and put forward the reliability index of overload protection for moulded case circuit breaker. The success rate was adopted as its reliability index of overload protection. Based on the reliability index and the reli- ability level, the reliability examination plan was analyzed and a test device for the overload protection of moulded case cir- cuit-breaker was developed. In the reliability test of overload protection, two power sources were used, which reduced the time of conversion and regulation between two different test currents in the overload protection test, which made the characteristic test more accurate. The test device was designed on the base of a Windows system, which made its operation simple and friendly.

塑壳断路器短路分断能力提升方法研究

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。

一种塑壳断路器操作机构关键参数的设计

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。

125 A小型化塑壳断路器短路分断能力提升的研究

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。

塑壳断路器触头分断速度定量计算方法的研究

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.

基于ADAMS的塑壳式断路器操作机构可靠性分析

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。

塑料外壳式断路器瞬动校验电流选相合闸技术

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。

自适应步长顺序耦合法及其在瞬态场耦合问题分析中的应用

采用顺序耦合分析方法求解瞬态场耦合问题,在各迭代步累积的非平衡载荷残差会危及数值积分收敛性,选取极小迭代步长能够保证求解的精度及稳定性,但求解效率低。通过提取迭代节点耦合状态变量数值解,构造基于拉格朗日基函数的一阶变步长三点数值微分公式,建立步长自适应调整策略,在求解该类问题时根据耦合状态变量数值曲线波动性动态调整迭代步长。对于包含多个耦合状态变量的复杂瞬态场耦合问题,通过在迭代节点比对各变量独立步长与系统步长取值,建立多状态变量问题数据交互及步长自适应调整机制。构建异构计算机辅助工程系统联合仿真平台,对低压塑壳断路器短路分断中的运动场与电磁场耦合问题进行分析,结果表明该方法能有效求解此类问题,且求解效率较传统固定步长方法有明显提高。

弧柱压降对塑壳断路器限流性能的作用

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。

角位移传感器在智能断路器机械特性测试中的应用(英文)

智能塑壳断路器是低压智能配电系统的重要开关器件,其分合闸的灵敏性及可靠性决定着各级用电设备能否安全运行。对断路器进行优化设计或在线监测时,需要测试断路器操作机构的机械特性。利用塑料导电角位移传感器设计了测试断路器机械特性的实验台。介绍了实验过程,并分析了滤波及振动对实验结果的影响。通过增加滤波及防震措施提高了测试波形的质量。

塑壳式断路器电动操作机构的现状与发展动向

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。

船用塑壳式断路器可靠性试验初探

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。

虚拟样机技术在塑壳断路器电动操作机构设计中的应用

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。

一种新型塑壳断路器智能脱扣器的研制

介绍了一种新型的塑壳断路器智能化脱扣器。在硬件设计中,采用自供电方式,以硬件和软件协调放电的方式限制电源电压,并且通过两种放大电路处理电流信号,从而提高小电流时的测量和保护精度;软件方面采用三段保护算法,从而提供过载长延时、短路短延时和瞬动保护,并且提供接地保护。对样机进行功能测试、保护精度和电磁兼容试验。结果表明,该脱扣器功能符合需求并满足设计要求,具有良好性能。

国外新一代塑壳断路器的现状和发展动向

介绍了近年来国外著名电气公司开发的新一代塑壳断路器(如双断点触头系统、电子脱扣器、可通信断路器、接地故障保护和剩余电流保护等)及其技术指标、产品结构特点和技术发展方向,对国外塑壳断路器的发展进行了全面的阐述。

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-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。

塑壳断路器瞬动可靠性试验设备的研究

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。

低压塑料外壳式断路器接线端子温升影响因素研究

探讨了低压塑料外壳式断路器接线端子温升影响因素,分析了负荷电流、接线端子力矩与端子温升之间的关系,进行了断路器接线端子温升试验,并对试验结果进行了分析,为低压断路器接线端子温升检测提供了参考。

桥式双断点塑料外壳式断路器磁场分析

利用三维有限元方法对4种不同结构的桥式双断点塑料外壳式断路器进行了磁场分析,比较了4种结构触头间的电动斥力、吹弧磁场分布以及电弧受到的磁吹力。研究结果可为桥式双断点塑料外壳式断路器的设计和优化提供参考。

塑壳断路器瞬动保护可靠性检测技术

阐述了塑壳断路器瞬动保护可靠性检测研究的现状,提出塑壳断路器瞬动保护可靠性检测中遇到的关键技术问题及解决方案;阐述了基于FFT的选相合闸技术,以消除试验电流的非周期分量。在塑壳断路器瞬动调试方面,提出了在电流失真度要求范围内,以最小的成本代价,制订合理的过载容限的设计思路。采用具有在线训练功能的神经网络控制方法,通过补偿系数的调整,实现校验电流的控制,保证调试电流的精度。最后,提出了研制先进的塑壳断路器瞬动调试装置的设计思路,能使其使用方便、抗干扰能力强,性价比高,优于国内外同类装置。