小车开关梅花触头电动更换装置设计与实现

针对使用螺丝刀等传统工具拆装梅花触头容易造成触头损伤、费时费力、人身伤害等问题,研制一种小车开关梅花触头电动更换装置,高效快捷拆装梅花触头,减少了停电时间,提高了保供电可靠性,避免了更换触指弹簧时损伤导电臂镀银层,最后通过应用案例验证了该技术实用、有效。

中压开关柜梅花触头接触故障下的温升特性研究

中压开关柜梅花触头接触故障所导致的发热问题会显著影响开关柜的电气和绝缘性能,对电力系统的安全稳定运行造成隐患。为探究中压开关柜的温升问题,文中建立了具有完整梅花触头结构的温度场和流场耦合中压开关柜模型,运用有限元分析法,对正常情况和梅花触头接触故障下中压开关柜内温度场和流场分布进行了仿真分析。结果表明:正常情况下,中压开关柜温升最高处为断路器触头,柜内空气循环流动方向会使三相导体温升存在差异。梅花触头接触故障下故障点温升最高,故障对开关柜温升的影响较大,对流场的影响较小。

配电开关梅花触头接触部位镀银导电性的仿真分析和实验研究

以KYN28-12开关柜内的梅花触头为研究对象,通过有限元建立三维电-热-力多物理场耦合模型,研究了镀银层厚度、表面粗糙度、硬度及涂覆电力润滑脂对其接触部位导电性的影响,并通过实验对仿真结果进行验证。结果表明,梅花触头接触部位镀银能够提高接触表面导电性。具体表现为:随镀银层表面粗糙度增大,接触部位的温升显著增大,但仍满足GB/T 11022–2011中温升低于65 K的要求;随镀银层硬度的增大,接触部位的温升略微增大;镀银层厚度对接触部位导电性的影响不大;涂覆电力润滑脂能够提高梅花触头接触部位的导电性。仿真分析结果与实验结果基本一致。

大电流开关柜梅花触头热缺陷评估算法研究

为有效评估大电流开关柜梅花触头接触状态,避免发生严重热故障,需提高梅花触头热缺陷评估的灵敏度和准确性。因此,设计了一种长期评估梅花触头接触状态的算法用于热缺陷评估。首先,基于人工神经网络改进了传统的相对温差法,并根据正态分布统计修正了相对温差的计算结果。其次,基于改进的相对温差法设计了一种热缺陷评估算法。算法中相对温差的计算结果被划分为8个状态级别分别表征不同程度的状态。对存在异常的状态设计了"N+3"判断算法和"24 h密集评估"算法,用于判断梅花触头是否存在潜在的接触问题并排除算法中由计算误差导致的异常告警。最后,将热缺陷评估算法应用于实际开关柜运维验证了其有效性。算法可较准确地评估开关柜梅花触头的接触状态。

基于虚拟材料法的梅花触头温度场数值仿真分析

为了分析断路器梅花触头温度分布规律,采用虚拟材料法描述了梅花触头触指的接触电阻特性,结合电磁-应力-温度有限元数值计算仿真,建立了梅花触头温度场数值仿真模型。利用上述模型分析了额定电流与短路工况下梅花触头的温升特性,计算结果表明虚拟材料法能够同时描述触指端部的收缩电阻与附加电阻,从而模拟接触交界面的局部高温。随后,进一步分析弹簧压力与压力均匀性对梅花触头温度场的影响,计算结果表明,弹簧压力减小及触指压力不平衡均会导致梅花触头温升增加。所提方法能够为断路器梅花触头设计与过热缺陷分析提供参考。

装有记忆合金弹簧的断路器梅花触头温度场仿真分析

针对真空断路器触头温升问题,基于记忆合金材料的温度形变性能,在梅花触头上安装记忆合金弹簧,提高梅花触头工作性能。测量不同温度时记忆合金弹簧的直线拉力,转化为径向向心力,推导出每片触片与静触头之间的接触压力;并利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics仿真计算梅花触头的温度场,搭建梅花触头温升试验平台;对比分析试验和仿真数据,结果表明:记忆合金弹簧有助于降低梅花触头温升,提高真空断路器运行的安全可靠性。

装有记忆合金压片梅花触头的开关柜温度场仿真分析

针对开关柜中真空断路器梅花触头处温升问题,基于记忆合金材料的温度形变功能,在梅花触头上安装记忆合金压片,提高梅花触头的工作性能。测量不同温度时梅花触头处的接触电阻,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics对开关柜的温度场进行仿真分析,并进行了试验验证。仿真结果与试验结果表明:断路器梅花触头处使用记忆合金压片其温升明显低于使用普通压片时的温升,说明记忆合金压片有助于降低梅花触头温升,提高开关柜运行的安全可靠性。

两种不同结构梅花触头的电接触性能分析

梅花触头作为开关柜主回路通流的重要部分,动静触头接触的好坏,将直接决定电路是否可靠运行。目前市场上的梅花触头分为单触指结构和双触指结构,为了确定两种结构在性能上的差异,文中采用有限元仿真和实验相结合的方法,分析了两种结构温升和耐磨性的差异,以及不同数量触指失效后梅花触头的接触电阻变化规律。研究结果表明:单触指结构的散热效果比双触指结构好,温升低2 K左右;两种触指结构耐磨性基本无差异,在干摩擦条件下,不到500次均出现严重漏铜,涂抹导电膏润滑条件下,均能满足3000次机械寿命要求;单触指结构的触指与静触头间的接触电阻更小,接触面积更大,触指有效利用率更高。

一种非自力型梅花触头抱紧力计算方法

通过对梅花触头的弹簧抱箍进行变形及受力分析,得出了弹簧抱箍的径向变形量与触头压应力之间的计算关系。通过该关系计算得出的触头压力与经验值相符。分析结果不仅为梅花触头抱紧力的计算提供了快捷工具,而且也为梅花触头的设计提供了一定的理论依据。

多影响因素下开关柜梅花触头的电接触性能分析

开关柜是配电系统的重要组成部分,主回路梅花触头的安全运行直接关系到开关柜的可靠性。为了提高梅花触头电接触的导电性和减摩抗磨的能力,在其接触部位进行了镀银处理,镀银层的厚度、粗糙度和硬度参数直接决定着梅花触头的使用寿命,因此有必要针对梅花触头电接触性能与不同镀银层厚度、粗糙度和硬度之间的关系进行深入的研究。文中以KYN28-12开关柜内的梅花触头为研究对象,运用有限元分析法建立了三维电—热—力的多物理场耦合模型,分析了在不同镀银层厚度、粗糙度和硬度条件下梅花触头的温度场分布特性,同时在多参数影响条件下进行了温升实验。仿真和实验结果表明:镀银层厚度和硬度对接触部位的温升影响较小;镀银层的粗糙度对温升的影响较大,且仿真计算结果和试验数据具有较高的吻合度。研究结果可为提升梅花触头电接触状态的可靠性提供一定的技术指导。

适用于不同对中度的断路器手车梅花触头啮合尺寸计算

针对现有可移开式开关柜无法确认断路器手车梅花触头啮合尺寸是否符合要求的情况,提出了一种基于底盘车驱动电机运行数据,适用于不同触头对中度的啮合尺寸计算方法。首先,分析了触头对中度对啮合尺寸的影响;其次,详细说明了啮合尺寸计算要点,包括利用位于电流曲线上的等效啮合点计算啮合尺寸和以支持向量机算法定位等效啮合点位置;为使支持向量机分类模型满足不同对中度下的定位要求,对啮入阶段样本进行重构,构建可以表征等效啮合点位置与触头对中度的特征向量;最后,采集新数据,对比方法计算结果和人工测量结果。结果表明:方法在不同对中度下,可以较为精确的计算啮合尺寸。方法为断路器手车梅花触头啮合尺寸计算提供一种新思路。

基于无刷直流电机电流的断路器手车梅花触头对中度诊断方法

目前,市场上可抽出式高压开关柜无法确认断路器手车梅花触头与静触头的对中度是否良好。文中提出了以无刷直流电机作为底盘车驱动电机,利用电枢电流数据实现手车梅花触头和静触头对中度诊断的方法。首先,为确定电枢电流的影响因素,分析无刷直流电机数学模型并仿真验证;利用具有不同偏心距离的静触头代替试验台原静触头,模拟不同程度的对中偏差;其次,以均值滤波和高斯拟合处理啮入阶段曲线,提取拟合函数参数A、xmax和啮入阶段电流均值为曲线特征,训练BP神经网络模型用于对中度诊断;最后,采集新数据,对所述方法进行试验验证。结果表明,所述方法对手车梅花触头和静触头对中度识别精度高。该方法为断路器手车梅花触头对中度诊断提供了一种思路。

关于梅花触头的设计要领

介绍电接触设计过程中一些需要注意的事项,以弹簧箍紧、铣瓣触指组成的梅花触头为例,针对触指箍紧弹簧的位置;触指后端安装绝缘垫;铣瓣指内圆与独头外圆尺寸的差别以及铣瓣触指是否可以打乱使用等情况进行分析,提出降低触指接触电阻的办法。

圆柱形螺旋拉簧的首尾连接技术

在气体绝缘金属封闭开关设备中,梅花触头作为应用广泛的电接触结构,它所用到的一种特殊圆柱形螺旋拉簧,是一个用弹簧接头将圆柱形螺旋拉簧首尾相连而形成的封闭环状结构;但此类弹簧的装配一直为手工作业,制约了效率的提升。基于上述原因,提出了一种从拉簧及接头的夹持,以及机械的相互旋入为设计理念的连接技术,并对该首尾连接技术进行分析和总结。经实践证眀,该结构切实好用,提高了装配效率,为此类零件的装配工艺提供了良好的借鉴作用。