多因素下真空断路器的可靠性分析

发布时间：2020-04-11 22:09

【摘要】：真空断路器具有较高的灭弧和绝缘能力,体积小、污染少、操作方便、运行效果好,并且有很高的触头开断能力,寿命长,在电网建设中使用广泛,可以控制、保护运行中的高压设备。为提高电能质量,同时减少因为高负荷而停电带来的不必要损失,不断地提高其可靠性尤为重要。永磁机构和传统操动机构相比,无机械锁扣、故障源少、结构简单、智能化,广泛应用于真空断路器中。作为真空断路器的重要部分,其可靠性也不可忽略。真空断路器作为一个整体,其失效原因常常是多方面的,因此需要分析多种因素共同作用下,真空断路器可靠性的变化。本文针对户内12kV真空断路器及其双稳态双线圈永磁机构,进行了一系列试验。采用多种分析方法,从不同角度分析了多因素对断路器、永磁机构可靠性的影响,为真空断路器的设计维护及可靠度的提高提供参考。首先对4台真空断路器进行常温机械寿命试验,获取断路器的失效寿命数据及失效原因。根据规定的参数范围,进行状态划分,并按照参数关系,建立真空断路器的信度网络模型。鉴于真空断路器寿命试验的小样本特征,采用非精确Dirichlet方法对断路器在特定参数状态下的失效概率及可靠度区间进行分析,实现对断路器可靠性的有效评估。随后对7台双稳态永磁机构进行常温机械寿命试验,安装模拟负载,记录机械特性参数,选取其中具有退化特性的参数,进行数据拟合,得到拟合曲线及退化方程。根据协方差矩阵分析参数间的相关性,建立多种因素间的联合密度函数,计算出永磁机构各时刻的可靠度估计值。最后根据断路器相关试验标准,对双稳态永磁机构进行电容电压和环境温度的开断试验,测量分合闸速度。利用标准最小二乘法对试验数据进行回归拟合,得到两种因素分别对分合闸速度的影响顺序,电容电压的影响程度均高于环境温度的影响。得到表达因素间关系的预测多项式,将预测值与实际值对比,根据均方误差根RMSE和拟合系数R~2判断,拟合效果良好,误差在可接受范围内。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM561.2

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本文编号：2623894