真空断路器弹簧操动机构分闸弹簧的优化设计方法

操动机构分闸弹簧设计时,为解决分闸弹簧出力特性和负载特性不匹配带来的分闸保持不住、分闸速度过大或过小等问题,提出一种分闸弹簧的优化设计方法。首先计算出分闸过程中的力矩与功,然后根据功能原理计算出各位移点的分闸速度,最后根据分闸速度和能量要求等因素对分闸弹簧进行优化。结果表明,优化后的分闸弹簧可使分闸过程中的出力特性和负载特性合理匹配,保证机构可靠分闸的同时,得到满足要求的分闸速度。通过理论计算和试验验证证明了所提优化方法的可行性,为真空断路器弹簧操动机构的分闸弹簧优化设计提供了有益指导。

高可靠性永磁机构真空断路器研究

永磁机构真空断路器是一种新型开关设备,由于具有结构简单、可靠性高等优点,近年来受到科研机构和生产单位的广泛关注。文中选用永磁真空柱上重合器作为研究对象,从设计、试验及标准等方面,对永磁机构提出了新的要求,提出了永磁机构的供电电源电容器"门槛"电压的概念,并定义线圈通流时间为"脉宽",论证了采用"动脉宽"和"定脉宽"两者相结合的方式,可使永磁机构合闸更可靠。规定了永磁机构电容器的能量必须满足的要求,针对重合器3合4分的操作顺序,提出了采用多组电容分级投入的方式,很好地解决了电容器的容量问题。利用有限元的方法仿真分析了永磁机构磁场等,为永磁机构断路器的产品优化及可靠性设计提供了依据,最后制订了专门的考核方法并对产品进行了试验验证。仿真和试验结果验证了优化设计方法的可行性,提高了断路器的可靠性。

基于威布尔分布的真空断路器可靠性分析

针对真空断路器的可靠性研究问题,对12 kV永磁操动式真空断路器做了寿命试验。将采集到的试验数据用Weibull变换进行预处理,变换后的数据在普通坐标系内接近于直线,基于图形法可接受二参数Weibull分布作为拟合模型;采用最小二乘法计算确定了Weibull分布模型的具体参数;最后,在小样本试验数据的情况下,采用针对Weibull分布的Mann检验方法进行模型检验。结果表明,真空断路器的寿命数据符合二参数Weibull分布模型,并计算得到了模型的可靠性评价指标和真空断路器的平均寿命。

真空断路器中关键零件机械可靠性计算与分析

给出了两种与高压断路器机械可靠性特点相适应的机械可靠性计算模型,并运用模型对目前在我国中压电网中应用十分广泛的真空断路器的机械可靠性进行了计算与分析,得到了对断路器机械可靠性影响较大的主要机械零部件的设计可靠度和在断路器不同开断次数下的可靠度,为提高高压断路器的可靠性提供了理论依据。

真空开关触头的运动特性研究

根据理论模型和实验首先分析了真空开关触头在开断过程中的状态及其运动特性对开断能力的影响,然后描述了开关触头的关合特性。在此基础上,讨论并提出了理想的触头运动特性,在这一特性下能缩短平均燃弧时间,可望改善大电流开断后的触头表面状态。

中压真空断路器的模糊—证据理论在线状态评估模型

中压真空断路器在线状态评估是实施状态维修的基础。笔者提出一种中压真空断路器的模糊-DS证据理论在线状态评估模型,在分析真空断路器构造和常见故障基础上建立评估指标体系;依据模糊隶属度函数原理确定断路器各指标证据的基本信任分配;运用DS证据理论中的规则合成原理融合各指标证据,采用改进的Levre合成规则弥补DS规则合成存在的缺陷;然后基于置信度准则决策规则给出断路器的状态评估结论。实例证明该模型是正确和有效的。

组合式真空自动重合器及其可靠性研究

论述了重合器的研制应适合我国国情,描述了组合式真空自动重合器的性能特点,简述了可靠性设计及提高其指标的方法。

真空断路器弹簧操动机构优化设计与可靠性分析

在真空断路器弹簧凸轮操动机构中,其开断特性与合闸弹簧、分闸弹簧和触头弹簧是息息相关的,它们性能的优劣对真空断路器的安全开断起着极其重要的作用。因此对真空断路器弹簧操动机构进行优化设计,并对其合闸弹簧、分闸弹簧以及触头弹簧进行可靠性分析,通过对其强度-应力干涉模型的分析,确定其在一定工作时间内的可靠度,进而实现对其开断特性的可预知性。

基于混合式直流断路器的柔性直流电网快速重合闸策略

基于混合式直流断路器(hybrid direct current circuit breaker,HDCCB)保护的柔性直流电网在故障清除之后,需要对故障线路进行快速重合闸操作。在直流系统被孤立的换流站重合闸于故障清除状态的故障恢复期间,会有较大的功率波动导致重合闸过程中功率恢复缓慢,不能满足直流电网快速重合闸的要求。该文首先基于HDCCB的拓扑结构提出重合闸操作时间最短的快速重合闸操作流程。然后基于直流电网的控制系统,从直流电网的故障开断过程出发,揭示了在直流电网重合闸过程中功率波动的原因,并且提出了优化之后的快速重合闸策略,以实现直流系统重合闸于故障清除状态时功率的快速恢复。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建5端柔直系统进行仿真,结果表明所提出的快速重合闸策略能够有效地抑制孤立换流站在重合闸于故障清除状态时故障恢复过程中的功率波动,缩短重合闸恢复时间50%以上,提高直流系统的输电可靠性。

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。

真空断路器弹簧操动机构的机械特性与可靠性

文章对真空断路器弹簧操动机构的机械特性进行了理论计算,得到了弹簧机构在无故障情况下的正常分闸速度特性曲线,计算结果与实测曲线吻合较好;同时,文章还计算了弹簧机构在主要故障点发生故障情况下的故障分闸速度特性曲线。通过将实测的故障分闸曲线与所计算的理论故障曲线进行对比,可以快速确定故障发生点,为实现断路器机械特性的在线监测、故障诊断以及状态维修提供理论基础,从而为提高断路器的可靠性提供了新的理论依据。

机械与电子可靠性在真空断路器中的应用

文章对目前中压电网领域应用十分广泛的ZN63(VS1)型真空断路器的可靠性进行了研究,建立了机械可靠性分析的一般理论方法,同时应用马尔可夫过程对其电子元件进行了可靠性分析,提出了对电子元件进行可靠性筛选试验时试验时间的确定方法,对工程实际具有一定的应用价值。

126kV真空断路器操动机构机械可靠性研究

文中在分析讨论传统可靠性设计方法在真空断路器机械可靠性设计应用中存在局限性的基础上,提出基于失效物理和可靠性物理(PoF/RP)的真空断路器操动机构及其零部件可靠性设计方法,对操动机构内部传动部件的冲击疲劳寿命计算方法进行了理论分析。分别对126 kV单断口真空断路器弹簧操动机构、分离磁路式双稳态永磁操动机构,以及快速斥力机构在断路器合分闸操作冲击应力作用下易损部件的疲劳寿命进行了分析。计算结果显示:弹簧操动机构合分闸联锁挚子在断路器合分闸操作冲击应力的作用下其疲劳寿命计算结果为1654次;双稳态永磁操动机构在断路器以2.5 m/s速度分闸、1.5 m/s速度合闸时,其动、静铁心在冲击应力作用下的疲劳寿命17710次;快速斥力机构触头簧传动支撑部件在断路器以5.5 m/s速度分闸、1.3 m/s速度合闸过程中,其冲击疲劳寿命为302次;该计算结果与实验结果相近。

电力机车真空断路器电磁操动机构可靠性研究

断路器是电气化铁路中作为保护和控制的最重要元件,断路器的安全可靠性直接影响到行车安全。为此对电力机车真空断路器电磁操动机构的关键部件——驱动杆进行可靠性研究,验证在断路器合闸过程中,驱动杆在受到电磁力和反力的作用下,该真空断路器是否能够保证电力机车行车的安全性和可靠性。通过有限元分析软件ANSYS对该电磁机构进行建模仿真。结果表明:驱动杆在合闸过程中可能会发生故障,在采用高强度真空浸渍环氧玻璃布管材料进行改进后,该真空断路器的可靠性有明显的提高。

永磁机构断路器的工作原理

介绍了真空断路器的发展及永磁机构型断路器的主要结构、性能,着重分析了永磁操动机构的控制系统原理,将永磁机构与真空断路器进行完美匹配,提高了断路器的可靠性及寿命。

框架式真空断路器可靠性影响参数研究

断路器的分合闸同期性对断路器的可靠运行,甚至电网运行的稳定性都有很大的影响.本文以ZN□-12型真空断路器为研究对象,通过分析断路器运动过程建立框架的受力数学模型,利用动力学仿真软件ADAMS对断路器分合闸运动过程的动作机理进行分析,利用静力学分析软件ANSYS分析得到断路器框架的变形情况,得到影响框架受力的主要参数指标,有效指导了断路器框架的设计,根据力学仿真结果设计的断路器框架不仅满足断路器的机械特性要求,而且提高了断路器的分合闸同期性、机械寿命与工作可靠性.最后根据仿真结果投制试验样机进行厂内10000次寿命摸底试验,验证了本文设计的可靠性,该建模与分析方法为今后真空断路器的结构设计与功能优化提供了有益参考.

基于退化的真空断路器可靠性研究

作为电力系统终端设备之一,断路器起着控制、调节和保护作用,其可靠性水平对电力系统的稳定产生重要的影响。断路器可靠性研究的重点在于机械可靠性。针对真空断路器的机械可靠性研究问题,为了更充分地利用断路器失效的过程信息,文中采用基于退化的可靠性建模方法,对6台12 kV永磁机构真空断路器做了数万次退化试验,采用主成分分析法确定了超程为退化量来建立退化过程模型。根据超程退化数据,分别采用正态分布和Weibull分布建立退化分布模型,计算得到了相应的模型参数,并给出了可靠度函数和可靠度对比曲线。

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,设计的重合闸剩余电流断路器达到了高分断、高可靠、长寿命的设计要求。

真空断路器的永磁操动机构

永磁操动机构是新一代真空断路器的操作系统,是由机械操动向电子操动转变的关键。首先,通过分析典型永磁操动系统等效电路,在一定的冗余下优化励磁电流波形,使所需的脉冲功率最小;然后对永磁操动机构的使用可靠性问题,即能源部分的失效问题、控制部分的电磁兼容问题和磁系统的磁性能劣化问题进行了讨论。

一种高压断路器分、合闸线圈防烧保护装置的设计

分析了高压真空断路器的分闸、合闸线圈烧毁现象的原因,从工作原理、原理框图及电路原理等方面介绍了一种高压断路器分、合闸线圈防烧保护装置,可提高断路器的可靠分断能力,保证电力系统的稳定性和可靠性。