高壓真空斷路器彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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1、高壓真空斷路器彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作者：譚蓉轉(zhuǎn)貼自：高壓開(kāi)關(guān)網(wǎng)點(diǎn)擊數(shù)：1751更新時(shí)間：2007-12-3摘要：　　針對(duì)110kV高壓真空斷路器彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)的問(wèn)題，闡述了分、合閘彈簧參數(shù)的確定方法．通過(guò)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(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)總體方案的影響．結(jié)果表明：在滿足機(jī)構(gòu)所要求的分閘特性的前提下，分閘彈簧宜放置在操動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的速度方向在分閘的整個(gè)過(guò)程中都趨于一致．合閘彈簧則要按輸出力特性曲線來(lái)設(shè)

2、計(jì)其參數(shù)，且相應(yīng)確定操動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)目．對(duì)110kV真空斷路器，采用三相雙斷口的操動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)較為適宜．　　關(guān)鍵詞：　　操動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；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(kāi)關(guān)設(shè)備，擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)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(diǎn)．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(dòng)機(jī)構(gòu)功率孝使用壽命長(zhǎng)和安全可靠以及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)說(shuō)，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(jí)電力系統(tǒng)中，尚有許多問(wèn)題需要解決，其中操動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就是問(wèn)題之一．本文將探討這一設(shè)計(jì)的部分問(wèn)題．1分、合閘彈簧及其放置位置對(duì)斷路器總體方案設(shè)計(jì)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(gè)操動(dòng)機(jī)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(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)要求的分閘速度和分閘時(shí)間配置分閘彈簧．確定分閘彈簧參數(shù)的依據(jù)是機(jī)構(gòu)要求的

4、分閘特性曲線，即觸頭運(yùn)動(dòng)速度和位移之間的關(guān)系曲線．具體方法是：根據(jù)計(jì)算的分閘彈簧等效力結(jié)果，初選分閘彈簧．然后核算動(dòng)觸頭的分閘速度，檢查是否符合設(shè)計(jì)要求，即速度曲線是否滿足機(jī)構(gòu)要求的分閘特性曲線，平均分閘速度和分閘時(shí)間是否符合給定要求．如發(fā)現(xiàn)有較大的差異時(shí)，則應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整．有關(guān)的計(jì)算公式見(jiàn)文獻(xiàn)［1］．　　1.2分閘彈簧放置位置的確定　　　　在操動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈中，分閘彈簧往往不是裝設(shè)在運(yùn)動(dòng)鏈的終端，而是裝設(shè)在中部．當(dāng)?shù)刃У接|頭上時(shí)，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(jī)構(gòu)位置的函

5、數(shù)，其影響是不能忽略的．因此，在滿足機(jī)構(gòu)所要求的分閘特性的前提下，分閘彈簧的放置位置對(duì)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(dòng)機(jī)構(gòu)中分閘彈簧的放置位置對(duì)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(jì)的過(guò)程中，對(duì)分閘彈簧在操動(dòng)機(jī)構(gòu)中可能放置位置的各方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算．放置位置分為3種情況：(1)分閘彈簧放在圖1中橢圓機(jī)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(jī)構(gòu)的輸入端，對(duì)心搖桿-滑塊機(jī)構(gòu)的輸出端，即虛線Ⅱ位置；(3)分閘彈簧放在圖1中對(duì)心搖桿-滑塊機(jī)構(gòu)的

6、輸入端，這時(shí)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(diǎn)的速度方向在分閘的整個(gè)過(guò)程中都趨于一致，以充分利用分閘彈簧力．　　　在滿足機(jī)構(gòu)所要求的分閘特性的情況下，分閘彈簧參數(shù)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1．從結(jié)果可看出，分閘彈簧宜放置在操動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的速度方向在分閘的整個(gè)過(guò)程中都趨于一致．　　表1分閘彈簧放在不同位置時(shí)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(fù)　　荷F1/N)(最大工作負(fù))/　　(荷F2/N)件　　數(shù)Ⅰ121003040058847200026002Ⅱ10701219026047120020002Ⅲ107017266380871000180012合閘彈簧參數(shù)的確定2.1彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)載特性曲線　　所設(shè)計(jì)的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)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(gè)較大的躍變．在彈簧操動(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)的整個(gè)行程內(nèi)都要完全保證使等效驅(qū)動(dòng)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