快速直流断路器中操动机构的仿真研究

作     者：侯雨杉 史宗谦 刘少飞 李昇 HOU Yushan;SHI Zongqian;LIU Shaofei;LI Sheng

作者机构：国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 西安交通大学电气工程学院西安710049 

出 版 物：《高压电器》 (High Voltage Apparatus)

年 卷 期：2020年第56卷第4期

页      面：42-47页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国际热核聚变实验堆(ITER)计划专项课题(2015GB121005) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB251001)资助。 

主　　题：直流开断装置 电磁斥力机构 多物理场耦合分析 

摘      要：直流输电电压等级的提高使之研制出相应的直流开断装置意义重大;而断路器操动机构的可靠性直接影响着其开断性能。笔者针对直流开断装置中断路器的操动机构展开研究,建立了一种基于电磁驱动、永磁弹簧保持的电磁斥力机构仿真模型,对其电磁-结构耦合过程和电磁-机械运动耦合过程进行了分析。仿真结果表明:当分闸电容的充电电压为4000 V时,电磁斥力机构的电磁斥力峰值约为128 kN,金属盘的平均速度能达到3.7 m/s。金属盘的应力峰值出现在靠近驱动轴一侧(内侧),并从内侧至外侧逐渐减小。进一步设计并研制了实验样机,并通过实验对仿真结果进行了验证,两者具有较好的一致性。