动车组主断路器分析优化与试验研究
发布时间：2021-09-19 03:16
随着社会的发展和进步,人们对于交通的要求越来越高,轨道交通行业迎来了前所未有的发展机遇,中国高铁与其他铁路干线构成的快速客运网已达4万公里以上,大大方便了人们的交通出行,对社会经济的发展做出了巨大的贡献,中国高铁的发展速度屡屡令世界惊艳。然工欲善其事,必先利其器,主断路器作为电动车组高压电气箱中的关键部件,是闭合、承载和开断正常回路电流的开关装置,也是动车组供电的总开关。因此主断路器的正常闭合动作性能的优劣,直接关系到动车组电气设备是否正常工作。大量实践和试验数据表明,影响主断路器寿命的主要因素为合闸弹跳,本文以某型号动车组主断路器为研究分析对象,研究其工作特性,探究影响弹跳的因素,并对其存在弹跳的问题进行优化,提出合理化解决方案。根据动车组主断路器的基本要求,结合国内外动车组主断路器的特点,及实际运用情况,将主断路器分为气动控制回路和机械操动机构两部分。通过分析其结构组成和功能参数,利用计算机数值仿真的方法,将两部分进行联合仿真,研究其工作特性。气动控制回路主要为机械操动机构提供闭合动力,将此部分采用AMESim软件搭建主断路器的气动控制回路仿真计算模型,对各气动元件进行分析研究。机...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动车组主断路器在高压电气箱电路中的位置示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文第8页该型号主断路器是从法国ALSTOM公司技术引进的动车组高压电气箱中的重要电气部件，安装在动车组车顶的高压电气箱内，它是动车组整车与接触网之间电路分断的总开关，是动车组上最重要的电气保护设备。该型号断路器集成安装电抗器和避雷器，与35KS型的接地开关装配。动车组主断路器在高压电气箱的位置如图2-1所示主断路器安装在动车组高压电气箱内的基座上，上连接端连接到受电弓，下连接端（绝缘子装配的中心）与主变压器的高压电缆连接，真空开关管作为主电路连接器，安装在上绝缘子中。铜-铬合金铸件浇注到上绝缘子上以连接母线和断路器之间的电流。这些组件充当主断路器的主端子，并支撑接地开关（35KS）三维接地夹。绝缘传动杆位于下绝缘子的内腔中。机械弹簧操动机构控制安装有真空开关管的断路器闭合和断开，控制和检测设备安装在基座中。动车组主断路器使用的真空开关管、外形结构及主断路器实物图分别如图2-2、2-3、2-4所示。主断路器由高压主电路部分、支承绝缘部分、安装底板、低压电控制电路和电磁/气动驱动部分组成。在闭合和断开触头的过程中，如果触头之间的电压、电流或电气间隙达到一定限值，则触头之间将发生电弧放电。电弧是一种很复杂的真空击穿现象，电弧会烧蚀触头表面，影响电流的正常通断。电弧主要受电极材料、电极形状、电极间隙尺寸和真空度等因素的影响。主触头安装在真空开关管的真空灭弧室内，真空开关管采用真空作为绝缘和灭弧介质，灭弧是通过真空环境下的高介电强度和电弧扩散能力形成的去游离作用实现的，其结构特征如下：直动式气缸传动，单断口直立式，电空控制，应用于AC25kV电气化铁路系统。图2-2主断路器真空开关管示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页图2-4动车组主断路器实物图2.3动车组主断路器工作原理主断路器动作时所需的空气压力由车辆上的空气压缩机提供，并通过管道连接到主断路器的空气入口，压缩空气首先经过连接管路上的过滤器到达调压阀，之后进入储气缸，供给转换阀的同时与压力开关连接，在压缩空气通过调压阀后，将压力调节到483kPa~497kPa之间。主断路器的电磁阀连接压力开关并受其控制，所以当空气压力下降低于345kPa~358kPa范围时主断路器将自动断开。当气压上升必须超过390kPa~420kPa范围时，方能闭合主断路器。电磁阀必须始终处于通电状态，以使转换阀动作，压缩空气通过转换阀进入气缸，以确保主断路器主触头闭合。当主断路器的气缸活塞移动时，与辅助触头组装的凸轮板也相应移动，辅助触点的3个触头常闭，3个触头常开。主断路器的工作原理如图2-5所示。为研究方便，将本课题中研究的主断路器分为气动控制回路和机械操动机构（包括分断电流部分），对两部分进行建模研究。气动控制回路主要包括气动元件，例如气
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压开关缓冲弹簧基于虚拟样机技术的仿真和优化[J]. 汤敬秋,崔彦彬. 机械传动. 2009(04)
[2]基于Solidworks开发机械制图虚拟模型库[J]. 贺健琪. 电脑开发与应用. 2008(12)
[3]高压真空断路器故障分析及处理[J]. 涂成林. 科技风. 2008(14)
[4]虚拟样机技术综述[J]. 王侃,杨秀梅. 新技术新工艺. 2008(03)
硕士论文
[1]印制电路板电气安全距离视觉检测算法的研究[D]. 朱奋强.上海交通大学 2015
[2]基于ADAMS的六氟化硫高压开关的运动特性研究[D]. 尤林.华北电力大学 2015
[3]滑动回转支承摩擦动力学仿真与实验研究[D]. 李倩.中国矿业大学 2014
[4]DS1Z型断路器操作机构设计研究[D]. 师慧倩.中国舰船研究院 2014
[5]ZNⅡ-10型电容器投切真空开关弹簧操动机构的优化设计[D]. 李健.内蒙古科技大学 2013
[6]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[7]基于虚拟样机的门式起重机动力学仿真研究[D]. 肖建军.西南交通大学 2008
[8]冬季两项立姿射击姿态的建模与仿真[D]. 郝欣莉.大连理工大学 2007
[9]高压开关弹簧操动机构中凸轮碰撞问题的动态仿真及二次开发[D]. 邓荣兵.昆明理工大学 2005
本文编号：3400900
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动车组主断路器在高压电气箱电路中的位置示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文第8页该型号主断路器是从法国ALSTOM公司技术引进的动车组高压电气箱中的重要电气部件，安装在动车组车顶的高压电气箱内，它是动车组整车与接触网之间电路分断的总开关，是动车组上最重要的电气保护设备。该型号断路器集成安装电抗器和避雷器，与35KS型的接地开关装配。动车组主断路器在高压电气箱的位置如图2-1所示主断路器安装在动车组高压电气箱内的基座上，上连接端连接到受电弓，下连接端（绝缘子装配的中心）与主变压器的高压电缆连接，真空开关管作为主电路连接器，安装在上绝缘子中。铜-铬合金铸件浇注到上绝缘子上以连接母线和断路器之间的电流。这些组件充当主断路器的主端子，并支撑接地开关（35KS）三维接地夹。绝缘传动杆位于下绝缘子的内腔中。机械弹簧操动机构控制安装有真空开关管的断路器闭合和断开，控制和检测设备安装在基座中。动车组主断路器使用的真空开关管、外形结构及主断路器实物图分别如图2-2、2-3、2-4所示。主断路器由高压主电路部分、支承绝缘部分、安装底板、低压电控制电路和电磁/气动驱动部分组成。在闭合和断开触头的过程中，如果触头之间的电压、电流或电气间隙达到一定限值，则触头之间将发生电弧放电。电弧是一种很复杂的真空击穿现象，电弧会烧蚀触头表面，影响电流的正常通断。电弧主要受电极材料、电极形状、电极间隙尺寸和真空度等因素的影响。主触头安装在真空开关管的真空灭弧室内，真空开关管采用真空作为绝缘和灭弧介质，灭弧是通过真空环境下的高介电强度和电弧扩散能力形成的去游离作用实现的，其结构特征如下：直动式气缸传动，单断口直立式，电空控制，应用于AC25kV电气化铁路系统。图2-2主断路器真空开关管示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页图2-4动车组主断路器实物图2.3动车组主断路器工作原理主断路器动作时所需的空气压力由车辆上的空气压缩机提供，并通过管道连接到主断路器的空气入口，压缩空气首先经过连接管路上的过滤器到达调压阀，之后进入储气缸，供给转换阀的同时与压力开关连接，在压缩空气通过调压阀后，将压力调节到483kPa~497kPa之间。主断路器的电磁阀连接压力开关并受其控制，所以当空气压力下降低于345kPa~358kPa范围时主断路器将自动断开。当气压上升必须超过390kPa~420kPa范围时，方能闭合主断路器。电磁阀必须始终处于通电状态，以使转换阀动作，压缩空气通过转换阀进入气缸，以确保主断路器主触头闭合。当主断路器的气缸活塞移动时，与辅助触头组装的凸轮板也相应移动，辅助触点的3个触头常闭，3个触头常开。主断路器的工作原理如图2-5所示。为研究方便，将本课题中研究的主断路器分为气动控制回路和机械操动机构（包括分断电流部分），对两部分进行建模研究。气动控制回路主要包括气动元件，例如气
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压开关缓冲弹簧基于虚拟样机技术的仿真和优化[J]. 汤敬秋,崔彦彬. 机械传动. 2009(04)
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[4]虚拟样机技术综述[J]. 王侃,杨秀梅. 新技术新工艺. 2008(03)
硕士论文
[1]印制电路板电气安全距离视觉检测算法的研究[D]. 朱奋强.上海交通大学 2015
[2]基于ADAMS的六氟化硫高压开关的运动特性研究[D]. 尤林.华北电力大学 2015
[3]滑动回转支承摩擦动力学仿真与实验研究[D]. 李倩.中国矿业大学 2014
[4]DS1Z型断路器操作机构设计研究[D]. 师慧倩.中国舰船研究院 2014
[5]ZNⅡ-10型电容器投切真空开关弹簧操动机构的优化设计[D]. 李健.内蒙古科技大学 2013
[6]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[7]基于虚拟样机的门式起重机动力学仿真研究[D]. 肖建军.西南交通大学 2008
[8]冬季两项立姿射击姿态的建模与仿真[D]. 郝欣莉.大连理工大学 2007
[9]高压开关弹簧操动机构中凸轮碰撞问题的动态仿真及二次开发[D]. 邓荣兵.昆明理工大学 2005
本文编号：3400900
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