大功率断路器液压操动机构制动与缓冲性能研究
发布时间：2021-03-21 17:40
在工业电网通信系统中,断路器主要起着实时控制输电线路通断和安全保护的重要作用。在自动断路器的各组件中,液压操动机构是核心部件之一,其缓冲性能的好坏对断路器的寿命和可靠性有很大影响。因此对液压操动机构的缓冲特性进行分析和优化设计是本论文的主要研究内容。本文以550kV型通用高压断路器液压操动机构作为本课题主要研究对象,对其缓冲特性进行了深入的分析研究。分析了阀控缸系统对操动机构缓冲特性的影响,对各种液压缸内置式缓冲结构的缓冲特性进行了探讨,其中对圆柱形、圆锥形、短笛形和台阶形等缓冲结构缓冲装置开展了深入研究。根据液压操动结构缓冲性能开展数学建模和仿真分析,并对其结构参数进行了优化设计,有效的提高了液压操动机构的使用寿命和工作可靠性。理论分析和仿真模型对液压操动机构缓冲装置的设计、性能优化和提高其可靠性等方面具有参考和指导的作用,具有工程实际应用意义。论文的主要工作内容如下:（1）本文参阅了有关高压断路器液压操动机构的学术文献和设计资料,阐述了其研究环境以及海内外的发展情况,对目前急需解决的问题进行了总结,然后引出本设计的主要分析方向。（2）对阀控缸缓冲系统进行了数学建模和仿真分析,总结得...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
50KV断路器Figure1.1550KVcircuitbreaker
第一章绪论3级放大阀，通过液压缸直接或间接带动断路器动触头实现开关闸的作用，体积不大、质量较轻，广泛运用在操作功大的地方，包括1100KV双断口产品等，成为了高压等级操动机构主要的发展趋势[6]。如常见的液压操动机构运行机制详见下图1.2。图1.2经典液压操动机构系统原理图Figure1.2Principlediagramofclassicalhydraulicactuatorsystem断路器操动机构运用的这种液压传动方法，是法国Dalle集团制造的悬挂式420KV断路器内运用，它主要利用液压传动来传递信号。1950-1960年，液压传动采第一次被用作操动机构，在高压断路器中使用。法国ETNA集团专门向Dalle提供多种断路器运用的液压操动机构[7]。而日本设计空气驱动开关的过程中，制造了气动机构。由于单压式SF6灭弧室快速发展以及巨大的优势，日本在上个世纪60年代就停止了气动操动机构的研发，并将目光转向液压操动机构上，然后在70年代就成功制造了液压操动机构，包括三菱集团制造了型号SHF的高压断路器，通过这个液压操动机构，可实现50KA以上的开断电流[8]。瑞士ABB集团成开发出了液压弹簧操动机构，他们将碟形弹簧当成储能工具，具有体积孝操作简单、不存在漏气、漏油现象以及较高可靠性的优势。虽然这个企业又成功研制出电动机操动机构，充分运用了数字技术，将两者进行了融合，实现简单、安全的操动功能。不仅可以实现短路器操动机构全部核心性能，同时还具备了功能与性能上的强大特性[9]。我国在上个世纪50年代就真多多油断路进行了探究，在70年代还研究了电磁操动机构。而且还不断进口外国先进的产品，着手成功研究开发了CY1、CY2型液压操动机
研究现状液压缸是控制系统和液压传动内广泛使用的执行元件。液压缸驱动部件移动到行程终端,通常都会出现急剧的机器触碰。这些机械碰撞的形成，除了对液压缸性能产生严重影响,同时也容易破坏这个液压系统其余部件,因此它的危害性非常大。所以研制液压缸缓冲装置的意义重大[17]。当前，这种缓冲模式基本上包括2个种类，即液压缸的外部缓冲，也就是将一个节流控制工具引入到液压缸的控制回路内，利用节流面积的调整来实现缓冲；这类缓冲方式具有较为复杂的构造特征。在外置缓冲中，最为常用的就是液压缓冲器，其结构特征详见下图1.3。该类型的缓冲器工作原理就是吸收与转化冲击能量，增加冲击的作用时间，从而降低产生的危害，一般作为安全保护装置使用。图1.3液压缓冲器Figure1.3HydraulicBuffer第二种类型就是液压缸内部缓冲，这种缓冲的方式就是将液压缸中安装一个缓冲设备来实现缓冲作用，其优势在于运行可靠、构造简单、具有较高的缓冲性能等。液压缸内部缓冲装置的运行机制即利用物理学的运动能量缓冲原理，活塞杆这些活动部件移动到快要接近液压缸行程末端时与全部移动到行程末端，在这个区域中，也就是缓冲导向腔中，利用设计，把液压缸排油腔中的液压油局部或整体进行封闭，并利用节流口或节流间隙排出缸内；在这些封闭的液压油排出缸外时，持续移动的活塞杆拥有的动能将被这些液压油吸收，此时在排油腔内的液压油由于受到节流作用从而形成压力，也就是缓
【参考文献】：
期刊论文
[1]超大功率碟簧液压机构的缓冲测试及改进[J]. 雷琴,韩国辉,刘宇,刘煜,李海文. 高压电器. 2019(12)
[2]液压弹簧操动机构缓冲结构的仿真研究[J]. 张作状. 液压与气动. 2018(04)
[3]关于液压缸缓冲装置设计的研究[J]. 戴宽强. 中国设备工程. 2018(07)
[4]高压断路器液压操动机构关键参数对分闸过程动态特性的影响[J]. 苏东海,章申,刘鑫. 机械工程师. 2018(01)
[5]高压断路器缓冲装置加工及维护重点分析[J]. 李海波. 高压电器. 2017(06)
[6]液压操动机构高压断路器分闸振动特性仿真与实验研究[J]. 叶会生,于坤,陆新洁,郑佳欢,吴水锋,修士新. 湖北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]高压开关液压操动机构缓冲特性与可靠性分析[J]. 王亚辉,王永良,卢彦辉,雷琴,李海文. 高压电器. 2016(08)
[8]弹簧操动机构用缓冲器流场仿真与强度分析[J]. 余明星,赵伟涛. 高压电器. 2016(07)
[9]基于CFD技术的特高压断路器液压缸缓冲特性研究[J]. 李景,巫世晶,周璐,李小勇. 液压与气动. 2015(12)
[10]高速大流量阀控液压缸缓冲优化设计[J]. 张增磊,巫世晶,钟建英,胡基才,赖奇暐. 中南大学学报(自然科学版). 2015(10)
硕士论文
[1]大功率高压断路器液压操动机构动态特性分析[D]. 章申.沈阳工业大学 2017
[2]高压断路器液压操动机构关键技术研究[D]. 牛晓靖.辽宁工程技术大学 2015
[3]高压SF6断路器液压操动机构运动特性分析[D]. 王文营.沈阳工业大学 2014
[4]550kV超高压断路器液压操动机构动态特性研究[D]. 刘轶琨.大连理工大学 2013
[5]特高压断路器液压操动机构设计[D]. 叶玮.沈阳工业大学 2013
[6]550KV GIS弹簧液压机构的研究[D]. 吴德新.沈阳工业大学 2002
本文编号：3093277
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
50KV断路器Figure1.1550KVcircuitbreaker
第一章绪论3级放大阀，通过液压缸直接或间接带动断路器动触头实现开关闸的作用，体积不大、质量较轻，广泛运用在操作功大的地方，包括1100KV双断口产品等，成为了高压等级操动机构主要的发展趋势[6]。如常见的液压操动机构运行机制详见下图1.2。图1.2经典液压操动机构系统原理图Figure1.2Principlediagramofclassicalhydraulicactuatorsystem断路器操动机构运用的这种液压传动方法，是法国Dalle集团制造的悬挂式420KV断路器内运用，它主要利用液压传动来传递信号。1950-1960年，液压传动采第一次被用作操动机构，在高压断路器中使用。法国ETNA集团专门向Dalle提供多种断路器运用的液压操动机构[7]。而日本设计空气驱动开关的过程中，制造了气动机构。由于单压式SF6灭弧室快速发展以及巨大的优势，日本在上个世纪60年代就停止了气动操动机构的研发，并将目光转向液压操动机构上，然后在70年代就成功制造了液压操动机构，包括三菱集团制造了型号SHF的高压断路器，通过这个液压操动机构，可实现50KA以上的开断电流[8]。瑞士ABB集团成开发出了液压弹簧操动机构，他们将碟形弹簧当成储能工具，具有体积孝操作简单、不存在漏气、漏油现象以及较高可靠性的优势。虽然这个企业又成功研制出电动机操动机构，充分运用了数字技术，将两者进行了融合，实现简单、安全的操动功能。不仅可以实现短路器操动机构全部核心性能，同时还具备了功能与性能上的强大特性[9]。我国在上个世纪50年代就真多多油断路进行了探究，在70年代还研究了电磁操动机构。而且还不断进口外国先进的产品，着手成功研究开发了CY1、CY2型液压操动机
研究现状液压缸是控制系统和液压传动内广泛使用的执行元件。液压缸驱动部件移动到行程终端,通常都会出现急剧的机器触碰。这些机械碰撞的形成，除了对液压缸性能产生严重影响,同时也容易破坏这个液压系统其余部件,因此它的危害性非常大。所以研制液压缸缓冲装置的意义重大[17]。当前，这种缓冲模式基本上包括2个种类，即液压缸的外部缓冲，也就是将一个节流控制工具引入到液压缸的控制回路内，利用节流面积的调整来实现缓冲；这类缓冲方式具有较为复杂的构造特征。在外置缓冲中，最为常用的就是液压缓冲器，其结构特征详见下图1.3。该类型的缓冲器工作原理就是吸收与转化冲击能量，增加冲击的作用时间，从而降低产生的危害，一般作为安全保护装置使用。图1.3液压缓冲器Figure1.3HydraulicBuffer第二种类型就是液压缸内部缓冲，这种缓冲的方式就是将液压缸中安装一个缓冲设备来实现缓冲作用，其优势在于运行可靠、构造简单、具有较高的缓冲性能等。液压缸内部缓冲装置的运行机制即利用物理学的运动能量缓冲原理，活塞杆这些活动部件移动到快要接近液压缸行程末端时与全部移动到行程末端，在这个区域中，也就是缓冲导向腔中，利用设计，把液压缸排油腔中的液压油局部或整体进行封闭，并利用节流口或节流间隙排出缸内；在这些封闭的液压油排出缸外时，持续移动的活塞杆拥有的动能将被这些液压油吸收，此时在排油腔内的液压油由于受到节流作用从而形成压力，也就是缓
【参考文献】：
期刊论文
[1]超大功率碟簧液压机构的缓冲测试及改进[J]. 雷琴,韩国辉,刘宇,刘煜,李海文. 高压电器. 2019(12)
[2]液压弹簧操动机构缓冲结构的仿真研究[J]. 张作状. 液压与气动. 2018(04)
[3]关于液压缸缓冲装置设计的研究[J]. 戴宽强. 中国设备工程. 2018(07)
[4]高压断路器液压操动机构关键参数对分闸过程动态特性的影响[J]. 苏东海,章申,刘鑫. 机械工程师. 2018(01)
[5]高压断路器缓冲装置加工及维护重点分析[J]. 李海波. 高压电器. 2017(06)
[6]液压操动机构高压断路器分闸振动特性仿真与实验研究[J]. 叶会生,于坤,陆新洁,郑佳欢,吴水锋,修士新. 湖北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]高压开关液压操动机构缓冲特性与可靠性分析[J]. 王亚辉,王永良,卢彦辉,雷琴,李海文. 高压电器. 2016(08)
[8]弹簧操动机构用缓冲器流场仿真与强度分析[J]. 余明星,赵伟涛. 高压电器. 2016(07)
[9]基于CFD技术的特高压断路器液压缸缓冲特性研究[J]. 李景,巫世晶,周璐,李小勇. 液压与气动. 2015(12)
[10]高速大流量阀控液压缸缓冲优化设计[J]. 张增磊,巫世晶,钟建英,胡基才,赖奇暐. 中南大学学报(自然科学版). 2015(10)
硕士论文
[1]大功率高压断路器液压操动机构动态特性分析[D]. 章申.沈阳工业大学 2017
[2]高压断路器液压操动机构关键技术研究[D]. 牛晓靖.辽宁工程技术大学 2015
[3]高压SF6断路器液压操动机构运动特性分析[D]. 王文营.沈阳工业大学 2014
[4]550kV超高压断路器液压操动机构动态特性研究[D]. 刘轶琨.大连理工大学 2013
[5]特高压断路器液压操动机构设计[D]. 叶玮.沈阳工业大学 2013
[6]550KV GIS弹簧液压机构的研究[D]. 吴德新.沈阳工业大学 2002
本文编号：3093277
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