摘要：基于目前弹簧操动机构设计和改进中存在的问题,建立VS_1型高压断路器三维模型,对机构中的关键件滚轮外径进行参数化建模;利用ADAMS仿真技术,分析了滚轮尺寸变化对断路器特性的影响;通过仿真结果与仿真计算,说明了滚轮尺寸变化引起的机构力矩机械效益与机构运动特性的关系,并通过试验进行验证。试验结果表明:仿真分析得到的滚轮对断器特性影响趋势与试验结果一致,为机构特性设计提供了有效方法和重要依据。

摘要：以550 kV柱式断路器合闸电阻为研究对象,阐述了影响其整机可靠性的关键装置-脱扣装置结构以及工作机理,论证了脱扣装置故障发生的原因以及危害程度。借助现代设计方法有限元仿真分析脱扣装置各部件在工作过程中的受力情况,并根据相应的仿真计算结果提出了优化改进措施,对优化后的结果进行反馈验证,产品零部件的安全系数具有较大的提升。同时,在仿真分析的基础上,依据优化结果设计相应试验样机,最后通过5 000次机械操作试验进行可靠性和稳定性验证,效果良好。

摘要：为了得到126 kV真空灭弧室2/3匝线圈型纵磁触头的优化设计参数,文中采用实验设计—磁场有限元计算—统计分析相结合的方法,对触头间纵向磁场特性进行了单因素分析和正交回归分析。选取触头开距、单匝线圈高度、线圈宽度和触头片槽长4个设计参数作为优化对象,以电流峰值时纵向磁感应强度最大、磁场滞后时间最小和导体电阻值最低作为优化目标,得到了磁场特性与触头结构参数之间的回归方程以及对纵向磁场产生显著影响的设计因素。基于上述分析,对电流峰值时纵向磁感应强度、磁场滞后时间和导体电阻进行多目标优化,当触头开距为20 mm,线圈宽度为20 mm,单匝线圈高度为15 mm,触头片槽长为30 mm时,纵向磁场特性最优。优化后,电流峰值时的纵向磁感应强度增至0.565 T,磁场滞后时间缩短为0.729 ms,导体电阻减小为19.885μΩ。

摘要：SF6气体是6种温室效应气体之一,气体绝缘金属封闭式开关设备(C-GIS)目前基本采用SF6气体作为绝缘介质,研制一种减少或杜绝SF6气体使用的低SF6含量气体绝缘开关设备成为当下开关领域亟待解决的问题.基于现有40.5kV SF6气体绝缘开关柜气室建立三维模型,计算其电场分布、载流温升、场强等特性并对存在问题进行仿真优化;确定SF6体积分数为30%、充气压力为0.15MPa的SF6-N2混合气体为开关柜气室绝缘介质;优化设计后气室内电场强度最大值明显降低,隔离断口、接地断口、真空灭弧室绝缘拉杆的电场强度最大值分别由7.28、7.81、8.24kV/mm降至5.05、5.03、4.21kV/mm,1.1倍额定电流时气室内温度最高值为67℃.基于上述结论研制一种40.5kV低SF6含量C-GIS样机,对样机进行工频耐压试验、雷电冲击耐压试验和温升试验,样机无闪络现象发生,温升符合国家标准要求,顺利通过型式试验测试.

摘要：近年来,GIS在国内得到广泛应用,特别是超特高压电网的建设更进一步扩大了GIS的应用地域,在我国东北、西北环境温度均为低温环境,而过低的温度会对GIS设备产生不利影响,从而影响输变电设备的安全。SF_(6)气体以其优异的绝缘性能和灭弧性能,大量应用在高压组合电器中,但SF_(6)气体较大的分子量决定了其较高的液化温度。在气体液化后,会使气室内的气体密度大幅降低,从而对设备绝缘性能产生不利影响。文中对SF_(6)低温特性进行了分析,提出采用加热器提高气体温度,防止SF_(6)气体液化的方法。针对低温地区所发生的凝露现象进行了分析,研究了采用空气对流抑制凝露的方法,完成汇控柜防凝露设计。通过对"O"型密封圈的材料研究,选用适当添加剂实现低温橡胶的混炼,部分解决了低温密封问题。

摘要：为实现高压隔离开关分合闸位置的精确测量,文中基于隧道磁电阻效应的磁感应原理设计了一套GIS隔离开关分合闸位置监测系统,实现GIS隔离开关分合闸状态的精确判别,与传统辅助开关接点构成隔离开关分合闸位置的非同源位置“双确认”判据,为一键顺控操作提供辅助判别支撑,满足变电站设备操作安全可靠性要求。试验证明,文中设计的系统具有较好的稳定性、准确性和可靠性,为变电站一键顺控操作的工程实施起到了极大的推动作用。

摘要：为了使断路器与弹簧操动机构分闸末尾缓冲器发挥最佳缓冲作用,保证断路分闸曲线末尾无反弹且平稳,需要对缓冲器及其断路器进行联合建模和仿真计算。文中基于节流原理和多体系统动力学的计算方法建立了弹簧操动机构中液压缓冲器的计算模型,通过C语言编译计算缓冲器缓冲力动态链接库与ADMAS仿真计算进行交互,完成了弹簧操动机构中液压缓冲器的仿真。仿真结果与实际测试结果进行对比,验证了计算、仿真方法的正确性,得出了一条仿真计算和试验相结合的技术路线,为实际工程应用和液压缓冲器设计奠定了基础。

摘要：高压断路器电机操动机构响应时间对电力系统的安全性能起到了至关重要的作用。为了降低电机操动机构的响应时间,提高分合闸速度,本文针对高压真空断路器电机操动机构控制装置设计了一套满足断路器动作要求的开关电容网络。通过改变电容器组串并联的方式满足断路器分闸或合闸过程中对电压等级的要求,并添加了驱动电机转角位置反馈和电压反馈,使得整套开关电容网络有较高的可控性能。通过多次实验表明,该电容网络能够高效安全的完成高压断路器的分闸或合闸任务。

摘要：为实现真空断路器的智能控制,在建立无刷直流电机作为操动机构数学模型的基础上,提出基于DSP的操动机构的控制系统方案,完成了控制系统的软硬件设计。试制了1台永磁无刷直流电机操动机构样机,并完成了与126 kV真空断路器的联机调试试验。实验结果表明,在电机的不同占空比条件下,均能实现断路器分合闸操作和触头运动速度调节,可见该型操作机构的控制器具有合理性,为新一代高压断路器的研制奠定了基础。

摘要：随着直流输电、可再生能源技术的发展,构建更大规模的直流输电网络成为了发展趋势。目前,多端柔性直流输电技术发展迅速,其核心设备直流断路器的特性直接决定了直流电网的可靠性。基于上述情况,本文提出了一种基于耦合负压电路的混合式直流断路器,介绍了其基本原理,给出了耦合负压回路的数学模型和电力电子组件的设计方法。最后,针对本文所设计的混合式直流断路器拓扑结构,在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,并通过样机试验验证了基于耦合负压电路直流断路器技术方案的可行性及试验电路的正确性和有效性,样机开断电流大于9 kA。