CT型弹簧操动机构分合闸线圈的优化设计-论文.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣CT口型弹簧操动机构分合闸线圈的优化设计王占国(平高集团有限公司。河南平顶山467001)0前言而LW35—126型自能式SF6断路器所用的电磁铁线圈为矩形柱体线圈．其骨架具体尺寸如下：LW35—126型自能式SF6断路器是我公司为满足市场需求而开a=48mm发的新一代六氟化硫断路器孩断路器采用自能式灭弧室，三极共用一b=35mm台弹簧机构驱动，结构小巧，安装方便，备受电力用户青睐，已大批量投将(3)代入(2)得：入生产，其操动机构用分、合闸电

2、磁铁线圈完全相同，额定操作电流均R=pN：丝Ⅳr(4)为2．8A(DC220V)。百矗目前．城乡电网改造正在全国范围内进行，由于部分电力用户，特将(4)代人(1)得：别是一些旧变电站改造的用户．由于受变电站控制保护系统容量的限制，要求分闸电磁铁线圈操作电流为2．5A(DC220V)以下，甚至为2．0AN=等№=(5)以下。同时．为了增强产品的竞争力，另外新增了分、合闸电磁铁操作由于受电磁铁脱扣器结构的限制．在不改变电磁铁气隙长度和磁电压为DC110和DC125V两种规范．为了尽力满足用户需要．特进行极面积的前提下。

3、由式(5)可以看出，改变电磁铁线圈导线直径和线圈本课题进行研究。匝数可以改变电磁铁线圈的操作电流。1结构简介原电磁铁线圈导线为0．31ram，匝数为1800匝，操作电流为2．8A，其安匝数为：我们知道，电磁铁是高压断路器操动机构中的重要元件之一，电磁NI=1800x2．8=5000(安匝)铁的结构多种多样．但在高压断路器操动机构中采用的几乎都是螺管在生产过程中我们发现．有极个别分闸电磁铁在进行出厂试验式电磁铁。这种电磁铁的主要部件有：动铁心、静铁心、线圈等。当电磁时，30％额定操作电压下能进行分闸操作(不符合有关国

4、家标准规定)，铁线圈中通过电流时．在电磁铁内产生磁通．动铁心受电磁力的作用说明分闸线圈的磁势(即安匝数)有点大，应适当减小线圈的磁势(即动作，通过脱扣机构，使操动机构进行分合闸操作．从而带动整个断路安匝数)。器进行分合闸操作按照电磁铁线圈的电源不同可分为交流电磁铁和直流电磁铁：按3小电流(2A1电磁铁线圈参数计算照电磁铁线圈有无骨架可分为有骨架电磁铁和无骨架电磁铁目前高为了降低电磁铁线圈操作电流．我们初步把操作电流设定为2A．压断路器操动机构中使用的大部分为直流电磁铁为了尽量保持电磁铁的动特性不变．先按电磁铁线圈安

5、匝数不变进行2计算推导分析计算．则电磁铁线圈匝数应为：N：—5040电磁铁产生的电磁力与线圈的的磁势(即安匝数)有直接的关系：—：252O(匝)Z即：若保持线圈骨架不变，要增加线圈匝数，则需减小导线直径，选取F=IN=等N(1)线径为0．29mm的聚酯漆包线若线圈每层仍保持75匝．则线圈应有层数为：而线圈电阻R=psLc：：33．6(层)--N(2)，圆整后层数应为34层．则线圈匝数为：s=}订(3)N=34×75=255O(匝)式中：I——线圈电流fA】；依据以上数据可得出：N—线圈匝数：bo=34x(d+0．0

6、35+0．0)=34x(0．29+0．075)=12．41(mm)(6)u——线圈外加电压【v]；注：0．035为聚酯漆包线的漆膜厚度：0．o4为电磁铁线圈导线间所垫的美浓纸厚度R——线圈电阻【n1；p——导线的电阻率fQ·m】；L=2(a+b)+'rtbo=2X(48+35)+Irxl2．41=20．967(mm)=O．20967(m)对于铜导线，根据GB6109可查得。聚酯漆包线的电阻率P为：I——线圈一匝的平均长度【m]；导线的截面积[mm1；P最小为0．0169512·mm2／md——导线的直径【mm】。P

7、最大为0．01724112·mm2／m我们常用的电磁铁线圈的骨架一般有矩形和圆柱形两种取中间值：对于矩形柱体线圈：0．01695+0．017241p．．：0．01709612．mm2／mL=2(a+b)+o(见图1)由式(5)可得出：对于圆柱形线圈：L=竹D(见图2)I‘=4pLN(、7)将d⋯PLN代入(7)式可得：一-I=UTrd"=40LN4x0017096x0204967x—25—50=⋯1-6～25(A)．．主则改进后的电磁铁线圈安匝数为：丰dIN=1．625×2550=4144(安匝)与原安匝数500安

8、匝，相比减小了900安匝。．、r为此投制以下两种线圈进行试验『编号线径mm{匝数安匝数{电阻of电流AI)b01029l25504l44l138I1．62029f23504230f122f18图1图2science&Techn0l。gyVisi。n科技视界J117科技·捌I·争

9、

10、lSc科ience&技Tech视nology界Vision试验结果如下：将有关