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280

作者：

宋立峰

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摘要：

真空断路器在中压开关电器领域占有主导地位,随着人们对环境保护的日益关注,世界上的生产企业与研究机构分别在熄弧原理,产品设计,加工工艺等方面对真空断路器大力研究,以取代高压开关领域内广泛使用的SF6断路器.为顺应真空断路器朝着智能化,高可靠性,大电流,高电压等方向的发展趋势,本文以设计一个配新型电机机构的126kV真空断路器为研究方向,在电气设计方面,主要考虑真空灭弧室的内绝缘与温升问题;在机械设计方面,主要分析断路器的分断与关合性能,并提出一些改进断路器性能的措施.本文的主要研究内容如下: 首先,利用有限元分析方法,对126kV真空灭弧室内部的电场与温度场进行计算,分析灭弧室内部结构对于电场分布的影响,同时为改进灭弧室内部电场分布提出了一些措施,根据计算结果分析灭弧室的设计是否满足内绝缘与温升的要求;其次,利用虚拟样机技术,建立本实验室已有的一台配电机的机构真空断路器的虚拟样机模型及其数学模型,对模型分/合闸过程进行动态特性仿真分析,同时对该断路器物理样机进行分/合闸过程的实验操作.通过实测数据验证本实验室设计的电机机构是否能满足断路器的开合要求,通过将仿真结果与实测数据进行对比分析,验证将虚拟样机技术应用于真空断路器设计之中的可行性; 最后,设计配电机机构的126kV真空断路器虚拟样机模型,并对断路器侧的运动过程与反力特性进行计算分析,根据真空断路器的机械特性要求,从结构组成与分/合闸过程动态特性两个方面去比较配传统弹簧操动机构的断路器与配新型电机机构的断路器.同时对该配电机机构的真空断路器模型进行参数化设计,分析了真空断路器合闸弹跳的危害及其主要的影响因素,并提出一些减少弹跳的措施;分析了传动机构各个部件及触头弹簧的参数对分/合闸运动特性的影响,选取影响较大的设计变量,以提高断路器的平均合闸速度与刚分速度为目的,对断路器的性能进行改进.

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关键词：

真空断路器 电机机构 虚拟样机技术 动态特性 参数化设计

被引量：

8

年份：

2012