摘要：为深入研究电磁斥力机构的多物理场耦合及其在产品设计中的影响,采用理论建模和仿真实验的方式,以温度场为媒介对典型电磁斥力机构运动参数进行多物理场耦合建模,统筹分析电场、磁场、温度场、应力场等多物理场的耦合效应。首先,通过实验验证仿真模型的准确性;其次,对比分析顺序耦合与直接耦合之间的差异,归纳出单次动作时多场耦合对电磁斥力机构运动参数的影响;最后,通过多场耦合的仿真研究分析不同环境、不同工况下电磁斥力机构各运动参数的变化情况。仿真结果表明:温度场对单次动作的影响可以忽略;温度场对复杂工况下斥力峰值、速度峰值等机构运动参数的影响超过5%;随着温度升高,机构安全系数降幅可达18%,温度超限对机构的寿命影响较大。该文研究对复杂工况下的机构运动参数及其寿命研究的准确可靠性有重要意义。

摘要：多断口串联断路器的同步控制是直流开断领域的关键技术之一。本研究以双模块、四断口的110 kV直流真空断路器为研究背景,从双断口高压直流开断模块的设计出发,分析了各串联断口分合闸动作的时间离散性;提出了断路器整机同步控制要求和多模块、多断口的同步参数,给出了直流分断同步误差的允许范围。采用智能算法动态补偿断口间的同步误差,模块间采用光纤信号传输,以避免电磁干扰。为验证同步控制系统的有效性,对三断口断路器分闸操作的同步误差进行了测试。试验和分析结果表明,60 kV双断口模块和110 kV双模块样机的分断时间在同步误差范围内,模块样机能满足高压直流(HVDC)断路器机械参数的要求。最后提出模块冗余的概念,提出了额定需求模块数N+1的模块冗余设计可靠性指标,为真空断路器在更高电压等级系统中的应用提供了技术支持。

摘要：基于换流技术的机械式高压直流断路器是目前110 kV以上直流线路控制和保护断路器的解决方案之一,其研发对发展直流电力系统的意义重大。目前此类直流短路开断的技术瓶颈在于基础模块设计与各模块运动特性的调控。该文提出一种基于换流技术的60 kV机械式直流真空断路器模块,该断路器模块由主开关、换流开关及换流回路三部分组成。主开关和换流开关均采用双断口串联形式,分别由4套联动的电磁斥力机构独立控制。根据两种机构的不同参数,运用ANSOFT仿真软件对机构斥力驱动力进行仿真,并选取不同的驱动电路实测了各开关的运动特性,给出了各机构的储能电容参数,该直流真空断路器模块能够满足在4 ms内达到对60 kV/16 kA故障电流成功开断的条件,可作为110 kV以上高压直流断路器的基础模块。

摘要：基于换流原理的机械式高压直流真空断路器,是高压直流系统短路开断的有效方式之一,电弧熄灭后断口间介质恢复强度能否耐受恢复电压是决定其开断性能的关键,因此换流时间与最小安全开距的配合成为其设计的重要参考依据。该文利用直流开断实验平台,实验研究了高压直流真空开断系统样机在不同换流时刻、开断电流幅值、换流频率、换流电流与开断电流的幅值比(换流比)下的换流时间和最小安全开距。结果表明:换流时刻选择过早会导致电弧因开距不足而重燃,在实验条件下,换流频率3kHz,开断5kA直流电流,最小安全开距约为0.60mm;随着开断电流幅值的增加,最小安全开距近似线性增大;随着换流频率或换流比的增大,换流时间均将明显减小,对最小安全开距的要求也随着断口恢复电压的增加而更高。

摘要：高压直流断路器是保护直流输电系统的重要组成部分,机械式高压直流真空断路器是目前几种可行方案之一。断路器的安全开距是断路器重要的开断参数,临界开距是直流真空断路器确定换流时刻的依据,直接决定其开断性能。该文建立了基于换流的直流真空断路器安全开距试验系统,主开关和换流开关均选用电磁斥力机构,直流试验电流源由低频LC振荡电路近似。应用PSCAD对该系统的开断过程进行仿真,以验证参数设计的可行性。试验中系统开断模拟直流电流为4 kA,采用位移传感器对动触头轨迹进行检测,得到动触头的分闸速度约为2.4 m/s。对比仿真与试验波形,分析了与熄弧时间对应的开距对开断能力的影响,通过试验得到最快熄弧时间和临界开距,其值分别为为0.9 ms和2.2 mm。试验结果对高压直流真空断路器确定换流时刻具有参考价值。

摘要：智能开关为电力系统高效安全利用提供了调控和故障保护功能。直流微电网相对交流线路能够提高分布式电源的有效接入,直流故障无自然过零点和电弧熄灭困难成为技术发展瓶颈之一。在输配电系统的关键节点采用直流真空断路器提供电力故障保护,设计自充电直流真空断路器结构,PSCAD电磁暂态仿真直流断路器中频换流开断过程的有效性,合成试验回路验证直流真空断路器开断能力,分析简易开断失败原因和自充电结构优势,直流真空断路器适合微电网线路及其关键节点的故障保护。

摘要：设计了基于LED单个窄带光谱光源的害虫诱捕系统,可适应于不同害虫在不同季节环境下的趋光性。结合环境参数检测、诱杀虫量检测、单灯多波段LED调控和网络化分布式布局的系统功能,通过害虫趋光自适应模式选取确定最佳光谱LED光源,引诱最大化害虫量。设计了适应生态农业领域不同植株高度和密度的网络化诱捕系统结构。设计了基于害虫趋光性和趋色性的LED多波段灯具,通过测定365~430 nm波段的LED光源,分析得出单光谱波段稳定性及其多波段效果。