基于TRIZ理论真空断路器的分析与改进.pdf

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1、2011年10月中国制造业信息化第40卷第19期基于TRIZ理论真空断路器的分析与改进李善敏，张宇，赵忻，龚绍成(1．昆明理工大学机电工程学院，云南昆明650093)(2．云南云开电气股份有限公司，云南楚雄675000)摘要：以TRIZ理论为基础，介绍了其问题模型和解决工具，并分析了技术矛盾的特点；对真空断路器出现的重击穿现象进行分析与研究，通过39个通用工程参数把强度和结构的稳定性作为技术矛盾的2个参数对其建立问题模型，然后利用矛盾矩阵对问题模型找出改进原理，结合实际问题过滤掉一些明显不符合要求的原理，实现了对真空

2、断路器的改进。关键词：TRIZ理论；真空断路器；技术矛盾；重击穿；矛盾矩阵中图分类号：TM561．2文献标识码：A文章编号：1672—1616(2011)19—0054—03由于真空介质的优异绝缘与开断特性，真空断区分技术系统的问题属性和产生问题的根源。根路器在电力系统中得到了广泛的应用。触头表面据问题所表现出来的“参数属性”、“结构属性”和情况是决定真空断路器绝缘特性的主要因素之一，“资源属性”，TRIZ的问题模型共有4种形式：技高频涌流会局部烧蚀触头表面，使得触头闭合时发术矛盾、物理矛盾、物质一场问题、知识使能问

3、题。生熔焊，而触头拉开后会在表面形成微突起，同时与此相应，TRIZ的工具也有4种：矛盾矩阵、分离部分突起在开断过程中会产生微粒，这就严重影响原理、标准解系统、知识与效应库。了真空断路器的绝缘性能，现通过结合TRIZ理论1．2技术矛盾对上述问题进行分析，得出改进方案。技术矛盾是指技术系统中两个参数之间存在着相互制约，即在提高技术系统的某个参数时，导1TRIZ理论致了另一个参数的恶化而产生的矛盾。技术矛盾TRIZ是俄语“发明问题解决理论”的缩写⋯1，在所有的人工制造物中无处不在、无时不有。利用TRIZ理论是由前苏联发明家

4、G．S．Altshuller和他TRIZ往往能够得到较为彻底的解决方法，使矛盾的同事从1946年起经过50多年对300多万件发的双方(两个通用工程参数)都达到最优。TRIZ明专利进行研究、整理和归纳，最终建立起的一套理论技术矛盾解决问题的模式与思路如下：将一个系统化的、实用的解决发明问题的理论和方法体待解决的实际问题转化为利用39个通用工程参数系。现代TRIZ理论的核心思想主要体现在3个描述的技术矛盾；然后针对这种类型的问题模型，方面：首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术根据矛盾矩阵表从40条创新原理中抽取可利用的

5、系统，其核心技术的发展都是遵循客观的规律发展原理得出解决方案模型，最终结合现实技术来解决演变的，即具有客观的进化规律和模式；其次，各种实际问题。技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；最后就是技术系统发展的理想状态是2问题的提出用尽量少的资源实现尽量多的功能2。运用电网运行过程中容性电流开断主要有空载架TRIZ理论可以加快创造发明的进程，而且能得到空线、电缆和电容器组，其中开断电容器组是一项高质量的创新产品。频繁的操作任务。虽然容性开断电流很小，但由于1．1TRIZ理论的问题模型和工具开关两端的直流恢

6、复电压，偶尔会引起弧后重击当一个技术系统出现河题时，其表现形式是多穿，甚至会发生延时重击穿，重击穿产生的过电压样的；因此解决问题的手段也是多样的，关键是要会损坏断路器本身及其他电力系统设备Ⅲ3J。研究收稿日期：2011—08—12作者简介：李善~(1986一)，男，江西吉安人，昆明理工大学硕士研究生，主要研究方向为现代集成制造系统。·应用研究·李善敏张宇赵忻等基于TRIZ理论真空断路器的分析与改进55表明，导致重击穿的原因主要有2点：由场致发射都是非常重要的因素。触头材料对真空间隙的耐引起的重击穿和由微粒引发的重击穿

7、_4J。压水平有重要影响，提高材料的硬度或机械强度有真空断路器在关合电容器时会出现涌流，频率益于提高耐压水平，但如果提高触头材料的硬度或会达到几百赫兹甚至几千赫兹，幅值比电容器正常机械强度会降低触头材料的抗熔焊性。从文献[6]工作电流大几倍甚至几十倍，其预击穿电弧会局部可知：触头材料的硬度越大，熔焊性能判据值越小，性地烧蚀和熔化触头表面。在投切电容器组的过触头材料抗熔焊性能越差；触头材料的机械强度越程中，当触头闭合时，由于预击穿电弧局部加热作高，熔焊力越大，触头材料的抗熔焊性能越差。这用触头表面发生熔焊，然后触头被迫

8、拉开时，熔焊样就可以根据TRIZ理论的39个通用工程参数，区会破裂，大量微粒和突起就会在触头表面形成，对这一问题建立问题模型，将触头材料的硬度或机由此就存在了一定的弧后重击穿的可能性，而且开械强度看作改善的通用工程参数中的强度，而抗熔断过程中由于熔焊区金属微粒的喷发和熔焊区的焊性降低问题可以看作为恶化的通用工程参数中破裂，触头表面会出现微粒，从