热磁式塑壳断路器一般使用双金属片进行过载脱扣保护。双金属片的位移通过变形弯曲来打动操作机构实现过载脱扣保护。双金属片的受热弯曲位移是最主要的特性设计,另外需要校核弯曲力能否克服脱扣力,并且要求双金属片的发热达到一定范围。最后,通过实例计算验证了双金属片的设计与选用方法。
万能式断路器的钥匙锁附件为电力系统的用电安全及节能等方面提供保障。介绍了现有万能式断路器钥匙锁的结构及工作原理,举例说明了其在供电系统中的一些运用场景。在现有钥匙锁的基础上改进设计,提出了一种新结构的双钥匙锁,能在一些电源数量较多且联锁逻辑关系较为复杂供电系统的停电检修、电力调配及防止人员误操作等方面起到重要作用。
以小型断路器热脱扣用双金属片为研究对象,分别从理论计算、试验分析和数值仿真等角度对热弯曲特性进行了分析,提出了双金属片优化设计新思路,并以此为基础建立了双金属片热弯曲特性的仿真平台。开发和设计了热双金属片弯曲性能试验专用成套夹具,完善了试验平台和方法。利用数值仿真替代部分前期试验,结合实验设计方法,可快速求得设计参数最优解,降本增效。仿真平台还可应用于以热脱扣力、脱扣行程为校验目标的机构参数协同设计。
随着电动汽车产业及充电技术的快速发展,充电设备性能、安全等问题受到广泛重视。检测试验是设备性能评价、故障分析的重要方法;自动化、智能化的充电桩检测技术不断完善,并得到广泛应用。针对直流充电桩检测中的异常状态,分析其现象及原因,可为相关工作提供参考。
采用视频图像的色彩特征算法对断路器分、合状态指示灯进行图像识别。将典型图片进行区域分割,针对指示灯分、合图像特点,采用6值灰度构造方法,构造图片的色彩特征,用多种环境下历史图片进行特征采集、训练,得到在线识别的特征专家知识库。最后,根据特征专家知识库,对在线视频图片进行实时分析,对比预设值发出警报。算例采用运行中的铁路牵引变电所实时图片数据,进行了断路器分、合状态的图像识别,结果表明所提方法在在线图像识别方面的可行性,具有一定实用价值。
研究交流接触器的端子温升性能,在提高线路安全方面有着重要的意义。从触头材料、导电板材料和触头工作面形状等方面进行接触器温升对比试验,分析对端子温升的影响,以及机械寿命后对端子温升的影响,并提供改善端子温升性能的方向。
为了获取真空断路器的机械特性信息,需要对其进行参数测量和状态分析,而计算断路器合闸速度需要获得动、静触头的刚合点。首先介绍了几种断路器机械特性测试用的传感器,梳理比较了现有的几种断路器刚合点提取方法,明确各个方法的优缺点,并结合滤波求导法提取某型断路器刚合点,同时与真实的刚合点进行对比。在在线监测应用中,所述几种方法均可以提取断路器刚合点,实际应用中要有所取舍。
在电网负载过大且不平衡程度较高的工况下,三相四线制不平衡调节器会出现有功补偿电流超出设备额定容量的现象。常见的解决方法是限幅法,但会使有功补偿电流波形发生畸变,同时流入设备的三相有功电流之和不为零,将引起设备直流侧电压波动。在介绍三相四线制不平衡调节器的工作原理,并对限幅法的不足进行分析的基础上,提出一种新的有功电流补偿方案,即有功补偿电流按比例缩小法。通过数学推导证明方法的正确性,最后通过仿真和实验验证所提方法可以避免限幅法的弊端,并最大程度地发挥设备的调节作用。
为了提高交流接触器的电寿命,结合电弧熄灭原理和电弧熄灭方法,提出了3种不同结构的灭弧系统。通过试验验证,灭弧室盖板设置电弧通道、引弧片向上倾斜的角度、最后一片灭弧栅片的折弯角度,都对交流接触器的电寿命有着重要影响。这对交流接触器的灭弧系统设计具有一定参考意义。
针对技术特点呈现差异化发展的高压直流接触器,通过非加压设计,从触头开距、灭弧栅片、驱弧磁场、分断速度以及燃弧气体的流动等不同角度对比分断波形,以研究空气介质的直流电弧分断技术。经结果对比分析,合理的气道与灭弧栅片布局对于电弧的熄灭最为关键,一定范围内的驱弧磁场能保证电弧的有效拉伸,一定的触头开距与分断速度能够有效控制燃弧时间。
针对某数据中心10 kV二级柜V-V接法的电压互感器(PT)高压熔断器频繁熔断的现象对系统稳态电能质量进行测试,同时对PT二次侧电压电流信号进行长时录波分析,现场对PT励磁特性进行测试,排除铁磁谐振及产品质量的原因。对熔断器进行解剖,结合熔断器的时间-特性曲线,初步推断PT熔断器熔断的原因是一次侧熔断器受到扰动电流频繁冲击而导致逐步受损熔断,最后对比分析熔断器规格分别为1 A和2 A的PT的监测数据,提出了现阶段将1 A的熔断器更换为2 A的解决措施,也为进一步排查故障原因提出了建议。
针对交流接触器中短路环断裂导致动铁心振动的问题,以减小碰撞能量对短路环影响为切入点,优化短路环的抗断裂性能。运用有限元法对短路环装配应力进行分析,进而剖析短路环的断裂机理,并通过交流接触器机械寿命测试对仿真结果进行验证。通过仿真研究短路环装配、线圈单元匝数、电磁系统反力、电磁系统动铁心结构对短路环抗断裂能力的影响,并对结果进行试验验证。结果表明,提出的优化方案减小了碰撞能量对短路环的冲击,提高了短路环的抗断裂能力,为交流接触器短路环设计优化提供指导。
从范围、术语和定义、特性、产品数据和资料以及结构与性能要求、试验和附录对IEC 60947-1:2020《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》与GB/T 14048.1—2012的差异进行分析,指导低压电器设备的研发设计、生产制造及检测认证,引导用户正确使用国内外标准。
125 A壳架以下塑壳断路器是塑壳断路器中的主力军,对其进行的整合提升主要是将63 A、100 A壳架产品提升至125 A,其中又以短路分断为主要难点。通过产气材料,初步增加分断能力;通过栅片电压测量分析,对灭弧室的栅片灭弧情况进行量化数据分析;通过电磁力的仿真,优化触头部分的磁场。通过改进设计,新的125 A壳架产品可代替原有产品,满足性能,同时降低主要产品的成本。
为研究螺栓紧固型连接铜母排间接触电阻的主要影响因素,以螺栓连接的矩形铜母排为研究对象,进行了铜母排间接触电阻的理论分析、仿真分析以及实验验证。通过研究表明,接触电阻主要取决于垫圈下方的接触面积和接触压强。在理论分析的基础上,首先利用多物理场耦合有限元分析软件建立了螺栓紧固型连接铜母排的仿真模型;然后,进行不同螺栓预紧力和不同搭接长度下的连接电阻仿真分析;最后,将连接电阻实验结果与仿真结果进行了对比分析,验证了所提结论的正确性。
针对目前开关设备温升试验方法效率低的问题,通过分析电流幅值和频率与开关设备温升的关系,提出开关设备快速温升试验方法。首先通过对历史试验样本进行统计分析,得到对应开关设备的快速温升限值。接着,对开关设备施加大于额定幅值、频率的试验电流,直至温升达到快速温升限值。最后,将试验电流恢复至额定值,直至温升达到稳定值。试验结果表明,同时增大电流幅值和频率,可缩短开关设备温升试验时间达21.31%,所提快速温升试验方法能够可靠提高开关设备的温升试验效率。
首先,从直流电路模型的微分方程出发阐述直流断路器电弧熄灭原理,分析负载的时间常数对直流电弧的能量、电弧电压、燃弧时间的影响。其次,通过二维电弧模型仿真分析在不同时间常数(5 ms、10 ms)下的电弧熄灭过程以及电弧电压特性,得到时间常数对于燃弧时间、飞弧以及峰值电弧电压具有决定性影响,并通过物理实验来验证仿真结果。基于负载对直流断路器电弧特性影响的研究,对掌握如何快速熄弧,减少电弧对触头的烧蚀,提高直流断路器分断可靠性提供了一定的参考。
E型交流接触器常用于频繁接通和分断中小容量交流主电路,电磁系统材料利用率较低且吸合过程触头弹跳剧烈。E型斜极面铁心中柱与边柱斜面角度、方向之间存在着一定关系,若设计不当将导致铁心受到电磁吸力横向分量的影响,使吸合不稳定。建立多物理场耦合仿真模型,采用多策略融合的粒子群算法,从铁心斜面角度、分磁环结构以及节能节材等多因素考虑,对E型斜极面铁心结构的交流接触器电磁系统进行优化设计,根据优化结果制作了样机并进行实验验证。结果表明,优化后的斜极面交流接触器能够达到节能节材,减轻触头弹跳的目的,具有良好的动态特性和经济效益。
交流接触器的吸合过程与其响应速度以及可靠性密切相关。首先介绍了一种可调整触点开距的交流接触器实验系统,同步实时采集吸合过程中的触点电压、动铁心位移和线圈电流等波形。然后,研究触点开距对吸合时间、回跳时间以及稳定时间的影响。最后,讨论了交流接触器在不同触点开距下的吸合特性。
实现“碳达峰、碳中和”是我国未来发展的国策之一,构建新型电力系统是实现“双碳”目标的重要支撑。在深入分析“双碳”战略及低压电器行业发展背景、面临的机遇与挑战基础上,提出行业在新时期的发展对策——构建“高度自治的配用电系统”,梳理了其中的关键技术、关键设备与系统、标准体系架构等,最终对行业下阶段的发展方向进行分析与展望。
