超高压断路器液压操动机构特性.研究

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1、新Ⅱ大学碗士学位论女—超高压断路器液压操动机掏特性研究第一章、绪论本课题是针对“十一五”国家科技支撑计划，关键基础件和通用部件中超高压电液操动系统的研究与应用课题所做的子课题研究。对500kv超高压开关的大功率液压操动机构的液压系统阻及关键零部件进行理论分析和仿真研究；同时对此大功率液压操动机构设计专门试验平台，对其各项特性进行测量，为工程设计以及理论仿真分析提供试验验证，从而指导产品设计和改进。下面介绍本课题的研究背景及研究意义。1．1断路器简介高压断路器是电力输送的关键设备，高压断路嚣在电网中起着两方面的作用：第一t控制作用。根据电阿运行需要，用高压断路器把一部分电力线路或设各投入或

2、退出运行。第二，保护作用。可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网快速切除，保证电网中的无故障部分正常运行Ⅲ。在输变电中1lOkv，220kv电压等级使用的断路器为高压断路器，330kv及阱上电压等级使用的断路器称为超高压断路器。输电断路器除要求具备快速自动重合闸功能外，还常要具备开合近区故障、失步故障，架空线路和电缆线路充电电流的能力121。sF6高压断路器主要由开断元件(灭弧罐体)、支撑绝缘体、传动元件、基座及操动机构等部分组成。如下图所示是高压断路器的外形图和基本原理示意图。图1．I断路器外形及示意图开断元件是其中核心元件。断路器的控制、保护及安全隔离等任务都需要由它来完成。

3、其它组成部分都是配合开断元件来完成上述任务。开断元件中的灭弧室可称之浙江大学硕上学位论文——超高压断路器液压操动机构特性研究为断路器的心脏。它对完成上述任务至关重要。本课题的研究对象操动机构是高压断路器的另一关键部件。操动机构的作用是当分合闸指令到来之时，通过电磁铁把分合闸电信号转为机械信号，通过能量放大，迅速带动触头动作，完成高压断路器的分合闸任务。操动机构的工作性能和质量优劣，对高压断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。在断路器的动作过程中，断路器的驱动力与负载力的配合特性决定了断路器的运动特性及各部件的载荷，因此分析操动机构的力参数及其操作功，对提高断路器可靠性具有重要的现实

4、意义。断路器的发展：断路器的发展经历了常压空气断路器，到油断路器，到压缩空气断路器，到真空断路器，到SF6断路器的阶段。在十九世纪末，出现了常压空气断路器，这时候是断路器发展的萌芽阶段，此时的输电电压为2kv．15kv。到上世纪三十年代出现了油断路器，发展出以矿物油作为灭弧介质，提高了输电容量，适应了高电压需求。(欧洲为少油式，美、苏为多油式)。四十年代到六十年代，在压缩空气灭弧和真空灭弧领域有了很大的发展，出现了压缩空气断路器和真空断路器，而此时的油断路器得到进一步完善，开断能力同压缩空气断路器相当，且运营较经济，占据了主导市场。七十年代以后，SF6断路器开始出现，以SF6气体作为灭弧

5、介质发展出来的断路器大大提高了开断容量和性能。在高压和超高压领域完全超越了其他断路器。八十年代至今，SF6在高压和超高压领域已经占据了主导地位，各种部件包括操动机构都是基于SF6断路器进行开发和配套【3，4】。1．2液压操动机构简介及发展及现状操动机构是断路器中的驱动装置，是当分合闸指令到来之时把指令电信号转换为机械力输出，迅速带动触头动作，完成高压断路器的分合闸任务。如下图例，为平高800kvSF6断路器液压操动机构的三维结构图【5，61。6新扛太学确士学位论文—一超高压断路嚣液压擐动机构特性研究I电机与泵2油箱3操作缸4控制阔5蔷能器图l-2液压操动机构结构图液压操动机构通常由电机泵

6、组。油箱，控制阔，操作缸，蓄能嚣，电路板等几大主要部分组成。液压操动机构的作用是当分合闸指令到来之时，通过电磁铁把分合闸电信号转为机械信号，并通过多级液压阀放大，迅速控制液压缸带动触头动作，完成高压断路器的分合闸任务。而液压油源通常在未工作时建压，将能量储存于蓄能器中，在工作时所有油液由蓄能器提供。液压操动机构通常具有以下特点：输出功大延时小，反应快负载匹配特性好，噪声相对较小速度易调整可靠性高维护简便，寿命长但同时这种机构不同程度地存在漏油、管路太多、元件分散等缺路门。近年来，ABB、Siemens等公司采用高集成的液压技术和先进的密封技术，使液压机构达到几乎完全密封的境界。平顶山平高

7、集团也不断改进液压操动机构，在设计中，合闸一级浙江大学硕士学位论文——超高压断路器液压操动机构特性研究阀、二级阀和供排油阀采用了法国MG公司阀系统原理，主要液压阀集成后置于油箱中，避免了渗漏油现象。二极之间无管路连接，减少了渗漏油的环节，使产品结构更加紧凑，布置更趋合理。通常作为高压及超高压断路器操动机构一般具有以下基本功能：1合闸：在电网正常工作的时候，用操动机构使断路器关闭，这时电路中流过的是工作电流，关合适比较容易的。但在电网