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《高壓真空斷路器彈簧操動機構(gòu)的設(shè)計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高壓真空斷路器彈簧操動機構(gòu)的設(shè)計作者:譚蓉轉(zhuǎn)貼自:高壓開關(guān)網(wǎng)點擊數(shù):1751更新時間:2007-12-3摘要: 針對110kV高壓真空斷路器彈簧操動機構(gòu)總體方案設(shè)計的問題,闡述了分、合閘彈簧參數(shù)的確定方法.通過理論分析和比較,探討了分閘彈簧及其放置位置和合閘彈簧參數(shù)對操動機構(gòu)總體方案的影響.結(jié)果表明:在滿足機構(gòu)所要求的分閘特性的前提下,分閘彈簧宜放置在操動機構(gòu)運動鏈的中間行程較大之處,放置方位應(yīng)使彈簧力的作用方向與力作用點的速度方向在分閘的整個過程中都趨于一致.合閘彈簧則要按輸出力特性曲線來設(shè)
2、計其參數(shù),且相應(yīng)確定操動機構(gòu)的數(shù)目.對110kV真空斷路器,采用三相雙斷口的操動機構(gòu)設(shè)計較為適宜. 關(guān)鍵詞: 操動機構(gòu);機構(gòu)設(shè)計;真空斷路器;高壓電器;彈簧 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備,擔(dān)負著控制和保護電路的雙重任務(wù),其性能好壞是決定電力系統(tǒng)能否安全供電的重要因素之一.高壓斷路器品種繁多,不同的斷路器在性能方面各有不同的優(yōu)缺點.真空斷路器由于采用了真空滅弧技術(shù),并具有不污染環(huán)境、操動機構(gòu)功率孝使用壽命長和安全可靠以及維護方便等優(yōu)點,因而獲得了迅速的發(fā)展.但縱觀斷路器的發(fā)展史,從應(yīng)
3、用范圍來說,這種斷路器主要是應(yīng)用在中、低壓方面,而將其應(yīng)用在110kV及以上電壓等級電力系統(tǒng)中,尚有許多問題需要解決,其中操動機構(gòu)的設(shè)計就是問題之一.本文將探討這一設(shè)計的部分問題.1分、合閘彈簧及其放置位置對斷路器總體方案設(shè)計的影響 真空斷路器總體方案的確定,除了要確定真空滅弧室的相互位置外,更主要的是要確定選用幾個操動機構(gòu),這取決于分、合閘彈簧的參數(shù)和放置位置. 1.1分閘彈簧參數(shù)的確定 在設(shè)計機構(gòu)時,要根據(jù)要求的分閘速度和分閘時間配置分閘彈簧.確定分閘彈簧參數(shù)的依據(jù)是機構(gòu)要求的
4、分閘特性曲線,即觸頭運動速度和位移之間的關(guān)系曲線.具體方法是:根據(jù)計算的分閘彈簧等效力結(jié)果,初選分閘彈簧.然后核算動觸頭的分閘速度,檢查是否符合設(shè)計要求,即速度曲線是否滿足機構(gòu)要求的分閘特性曲線,平均分閘速度和分閘時間是否符合給定要求.如發(fā)現(xiàn)有較大的差異時,則應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整.有關(guān)的計算公式見文獻[1]. 1.2分閘彈簧放置位置的確定 在操動機構(gòu)的運動鏈中,分閘彈簧往往不是裝設(shè)在運動鏈的終端,而是裝設(shè)在中部.當(dāng)?shù)刃У接|頭上時,其分閘彈簧等效力與分閘彈簧力相差一速度比.而速度比是機構(gòu)位置的函
5、數(shù),其影響是不能忽略的.因此,在滿足機構(gòu)所要求的分閘特性的前提下,分閘彈簧的放置位置對分閘彈簧參數(shù)的影響是比較大的.為了清楚地了解彈簧操動機構(gòu)中分閘彈簧的放置位置對分閘彈簧參數(shù)的影響,以便選擇最佳的分閘彈簧放置位置,作者在設(shè)計的過程中,對分閘彈簧在操動機構(gòu)中可能放置位置的各方案進行了設(shè)計計算.放置位置分為3種情況:(1)分閘彈簧放在圖1中橢圓機構(gòu)的輸出端,即虛線Ⅰ位置;(2)分閘彈簧放在圖1中橢圓機構(gòu)的輸入端,對心搖桿-滑塊機構(gòu)的輸出端,即虛線Ⅱ位置;(3)分閘彈簧放在圖1中對心搖桿-滑塊機構(gòu)的
6、輸入端,這時應(yīng)使分閘彈簧軸線與桿DE的兩極限位置的角平分線垂直(圖1中Ⅲ位置).這樣可使分閘彈簧力的作用方向與力作用點的速度方向在分閘的整個過程中都趨于一致,以充分利用分閘彈簧力. 在滿足機構(gòu)所要求的分閘特性的情況下,分閘彈簧參數(shù)的計算結(jié)果見表1.從結(jié)果可看出,分閘彈簧宜放置在操動機構(gòu)運動鏈的中間行程較大之處.分閘彈簧的放置方位應(yīng)使彈簧力的作用方向與力作用點的速度方向在分閘的整個過程中都趨于一致. 表1分閘彈簧放在不同位置時的分閘彈簧參數(shù)(均為壓縮彈簧) 分閘彈簧的)/ (放置位置)(
7、彈簧鋼絲直) /(徑d/mm)(彈簧中徑) /(D2/mm)(總?cè)?/ (數(shù)n)(安裝高度)/ (H1/mm)(自由高度)/ (H0/mm)(工作行程)/ (H/mm)(最小工作)/(負 荷F1/N)(最大工作負)/ (荷F2/N)件 數(shù)Ⅰ121003040058847200026002Ⅱ10701219026047120020002Ⅲ107017266380871000180012合閘彈簧參數(shù)的確定2.1彈簧操動機構(gòu)的負載特性曲線 所設(shè)計的彈簧操動機構(gòu)的負載特性曲線如圖2所
8、示.圖中曲線1表示分閘彈簧等效力;曲線2表示重力;曲線3表示真空滅弧室自閉力;曲線4表示觸頭彈簧力.由圖2可知,等效阻力在觸頭接觸前后有一個較大的躍變.在彈簧操動機構(gòu)中,彈簧的輸出力曲線一般如圖3中的曲線3所示.很明顯,它的輸出力曲線與等效阻力曲線(圖3中曲線1)的變化規(guī)律不一致,即不匹配.為了能夠可靠地合閘,在機構(gòu)的整個行程內(nèi)都要完全保證使等效驅(qū)動力大于等效阻力. 較理想的等效輸出力特性曲線如圖3中曲線2,它較為靠近等效阻力曲線,并能滿足要求.如果能找到一條類似曲線2這樣的曲線,就可以確