小型断路器通断过程触头电气磨损研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文小型断路器通断过程触头电气磨损研究论文作者：刘朋鹏学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：姚芳职称：副教授资助基金项目：国家自然科学基金No.51107029万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONTHEELECTRICALWEARFORCONTACTOFMINIATURECIRCUITBRE

2、AKERINSWITCHINGPROCESSbyLiuPengpengSupervisor:ViceProf.YaoFangNovember2013ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51107029.万方数据万方数据*A~~£F~:S"J~1:f1j~}(,~*A1£~Vf1Jt~~r,JftiT:fiJffEIfF?fiItX1~B"JMo~}(9=t~iJIffls"J~~jr,*~1iIi~}(7G§*1f1PJ·1mAE}Z~1*B"J1'F

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4、E}Z$)]'-~~fffi6A~~~jztm~JftiTf~~,jt¥J1t;~tst~fxrtJ~*~~ff~r'lE}Z~tA~2;]:l!jti~}(B"Jfp14;f1Jr=g.:rA&0(~~B"J~~~}(1£M~~~ffl*~~~~)万方数据万方数据摘要触头是小型断路器的执行部件，触头间电压电流波是其运行性能及保护特性最直接反映。在断路器分断过程中，触头承载的电压电流都会动态改变，不仅能反映触头的动力学行为，还能反映燃弧现象及触头磨损。因此，研究小型断路器触头电性能的测试技术，有助于研究断路器触头的机电磨损和断路器的性能退化，具

5、有非常重要的意义。本文主要研究小型断路器触头电性能测试技术，进而研究触头电气磨损的度量方法。首先，对小型断路器触头电性能测试系统的硬件部分进行研究。硬件系统主要包括模拟负载控制电路、数据采集电路以及电压电流检测电路。模拟负载控制电路采用交流固态继电器作为高速开关器件，以快速通断多路模拟负载以便产生所需电流；电压电流检测电路由传感器件及滤波电路构成；数据采集电路选用研华PCI-1742U数据采集卡进行高速采样，以DMA方式进行数据高速传输。其次，对小型断路器触头电性能测试系统的软件部分进行研究。软件系统采用虚拟仪器LabVIEW进行设计，主要包括

6、模拟负载控制程序、数据采集程序以及数据处理(显示、存储)程序。在模拟负载控制程序通过对PCI-1750I/O口的操作来控制固态继电器的通断，从而使触头负载回路产生所需试验电流；在数据采集与处理程序中采用生产者—消费者结构模式使得数据的采集与处理可以同步进行；由于试验系统数据量大且采样速度快，采用TDMS数据流格式来保存相关数据。最后，通过实测记录小型断路器通断过程触头电流电压波形，分析小型断路器的分断特性，推导计算出延迟时间、燃弧时间和燃弧能量，随着电流等级的增加延迟时间减少，燃弧时间和燃弧能量增加，计算小型断路器通断过程双金属片、电磁脱扣器、

7、触头三部分的能量损耗，提出触头电气磨损的度量方法。关键字：小型断路器触头燃弧能量电气磨损I万方数据II万方数据ABSTRACTThecontactistheexecutionunitoftheminiaturecircuitbreaker.Thevoltageandcurrentwaveofthecontactisthemostdirectreflectionofthecircuitbreaker’soperatingperformanceandprotectionfeatures.Duringtheminiaturecircuitbreake

8、r’sbreakingprocessthewaveformsofthecurrentandvoltageonthecontactchangedynam