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550KV GIS弹簧液压机构的研究

作　者: 吴德新
导　师: 徐建源；李丕学
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电气
关键词: 断路器弹簧液压机构运动方程结构设计测试
分类号: TM561
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 167次
引　用: 1次
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内容摘要

电力系统的高压断路器，尤其是所配的各种操动机构，由于设计、加工、装配等问题，经常出现拒分、拒合、慢分、慢合、漏油、漏气等机械故障，断路器该动时不动，不该动时乱动，给电力系统带来了巨大的经济损失。如何发展、设计出新型的高可靠性的操动机构是高压开关行业产品开发人员亟待解决的重要课题之一。本文首先总结分析了当今电力市场上极为走俏的弹簧液压机构发展历史和工作原理，然后根据能量守恒定律和贝努利方程，建立了选用弹簧液压机构的压气式开关在空载情况下的机械运动方程式，分析了弹簧液压机构各有关参数对断路器分、合闸过程的影响。根据断路器的要求进行了弹簧液压机构的主要液压元件的设计：集成式工作缸和变截面活塞杆结构设计；电磁阀、控制阀系统结构设计及动作时间的近似计算；储能碟形弹簧的结构设计、应力计算及选用方法。最后，采用模拟装置对机构进行了模拟测试和实际测试，通过对测试结果的对比分析及有关专家的鉴定，认为机构设计合理，满足断路器基本要求，可投入批量生产。应用本文的一些理论，结合工厂的实践，我公司的新产品—弹簧液压机构较为顺利地通过了部级鉴定。通过理论—实践—理论的不断凝结，我们的产品在更新换代中不断地取得了技术进步，使我们的技术水平逐步向国际先进水平靠近，从而在激烈的竞争中迅速占领市场。

全文目录

1 绪论  8-12
  1.1 课题提出的背景及意义  8
  1.2 操动机构对断路器发展的影响  8-9
  1.3 国内外开关操动机构发展概况  9-10
  1.4 论文研究的主要内容  10-12
2 弹簧液压机构的结构工作原理及特点  12-17
  2.1 弹簧液压机构组成  12
  2.2 弹簧液压机构特点  12-14
  2.3 弹簧液压机构工作原理  14-16
    2.3.1 储能及监控  14
    2.3.2 合闸操作  14
    2.3.3 分闸操作  14-15
    2.3.4 机械闭锁装置  15-16
  2.4 小结  16-17
3 断路运动特性分析及弹簧液压机构设计数学模型的建立  17-31
  3.1 断路器触头运动特性  17-18
  3.2 弹簧液压机构传动系统机械运动方程式  18-21
    3.2.1 分闸  19-21
    3.2.2 合闸  21
  3.3 压气式开关空载特性分析  21-28
    3.3.1 分闸特性  21-28
    3.3.2 合闸特性  28
  3.4 机构结构参数对断路器运动特性的影响  28-29
  3.5 机构设计中的断路器参数  29-30
  3.6 小结  30-31
4 液压缸的设计与计算  31-38
  4.1 阀控缸系统的形式  31
  4.2 弹簧液压机构单活塞液压缸原理  31-32
  4.3 液压缸直径初选  32-34
  4.4 液压缸的缓冲  34-35
  4.5 液压缸的校核计算  35
  4.6 分合闸耗油量的计算  35-36
  4.7 工作缸的结构设计及制造工艺  36-37
    4.7.1 结构特点  36
    4.7.2 制造工艺  36-37
  4.8 小结  37-38
5 阀系统的设计与动作时间的计算  38-50
  5.1 电磁阀的动作时间计算方法  38-42
    5.1.1 触动时间  39-40
    5.1.2 运动时间  40-42
  5.2 弹簧机构电磁阀动作时间的计算  42-44
    5.2.1 弹簧机构电磁阀的有关参数  42
    5.2.2 计算结果  42-44
  5.3 控制阀动作时间的计算  44-47
    5.3.1 直动阀与差动阀的比较  44-45
    5.3.2 差动阀的动作时间计算  45-47
  5.4 阀系统结构设计要点  47-49
    5.4.1 电磁阀的结构设计  47-48
    5.4.2 控制阀的结构设计  48-49
  5.5 小结  49-50
6 碟形弹簧的设计计算及碟簧的组合应用  50-66
  6.1 碟簧的主要特点  50-51
  6.2 碟簧的载荷与变形的关系  51-56
  6.3 碟簧的特性曲线  56-58
  6.4 碟簧的应力计算  58-60
  6.5 碟簧的强度和许用应力  60-61
  6.6 碟簧片数的选取及单片碟簧寿命的校验  61-64
    6.6.1 碟簧片数的确定  61-63
    6.6.2 单片碟簧的验算及结果  63-64
  6.7 碟形弹簧的典型制造工艺  64-65
  6.8 小结  65-66
7 机构模拟及与断路器匹配测试  66-72
  7.1 机构操动特性  66
  7.2 开关本体的阻力特性  66
  7.3 操动特性与阻力特性的配合  66-67
  7.4 弹簧液压机构模拟测试及测试结果  67-70
    7.4.1 机构模拟测试方案  67-68
    7.4.2 计算机模拟测试结果  68-70
  7.5 机构与断路器性能测试  70
  7.6 小结  70-72
8 全文总结  72-73
致谢  73-74
研究生期间发表的论文及成果  74-75
参考文献  75-76

550KV GIS弹簧液压机构的研究

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