新型混合式限流熔断器设计分析

基于电弧触发的混合式限流熔断器方案,采用电弧触发器取代了现有混合式限流熔断器中的电子检测控制装置,分析该方案限流过程中的关键技术,设计研制样品.模拟短路限流试验验证分析设计的正确性,结果表明,基于电弧触发的混合式限流熔断器可靠性高、结构紧凑、限流能力强,具有广泛的应用前景.     

多相发电机整流供电系统短路限流装置分析与设计

在需要大功率高品质直流电源的场所，通常采用多相同步发电机整流系统供电．但是，该类系统直流侧发生短路时，将产生巨大短路冲击电流，而现有的断路器已无法满足其分断和系统保护的要求．为此，提出了供电区域问设置固态限流装置的限流方案．分析了12相发电机整流系统的直流侧突然短路时的初始电流特性，得到了描述12相发电机整流系统短路初瞬的简化模型．在此基础上，给出了12相整流发电机电源参数对固态限流装置承受的最大电压和最大电流的影响关系，为限流装置的设计提供了理论依据．通过MATLAB仿真验证了简化模型和所推导结论的正确性，并表明该限流器设计合理，限流效果明显．     

复杂结构的舰船电力系统仿真算法研究

针对复杂结构的舰船电力系统的特点提出了一种新的仿真方法,该方法分为两部分:稳态计算和动态计算.稳态计算部分采用基于网络的节点电势法,充分考虑了线路压降对异步电动机参数的影响;动态计算部分将稳态计算的结果作为仿真初始值,采用变步长节点分析法求解微分方程.仿真和试验结果表明,该算法适用于辐射形、环形和网状形等任何复杂结构的舰船电力网络,方法简单、精度高、收敛性好,易于计算机实现.     

爆炸活塞式高速开关的分析与设计

提出了一种爆炸活塞式高速开关,它是一种新型大容量高速电路开断装置.介绍了爆炸活塞式高速开关的工作原理,采用ANSYS热电耦合仿真进行了通流能力设计,计算了装置炸药量,用LS-DYNA仿真进行了爆炸气缸抗爆强度的设计,综合这3个步骤设计了380V/2 000A装置样机,并通过试验验证了样机的性能.试验中装置主载流体开断时间约116μs,动触头分离初始阶段平均速度约8.5 m/s.该装置与其他爆炸式高速开关相比,具有易更换,炸药安全性、稳定性高,炸药用量小等优点.     

平行导线磁场对点阵式霍尔电流传感器测量准确度的影响分析

针对研制的点阵式霍尔电流传感器工程应用中的抗干扰能力及安装要求问题,基于点阵式霍尔电流传感器模型和应用环境,建立平行导线磁场对霍尔电流传感器测量准确度影响的计算模型,提出该情况下传感器测量准确度的计算方法,发现传感器测量准确度与点阵个数、点阵半径、干扰源电缆与被测电缆的距离、干扰源电流与被测电流之比值大小有关。理论计算和实验结果都显示了算法的正确性和实用性,该算法对传感器的设计及安装具有指导意义。     

舰船电力系统大容量限流保护装置研究

根据舰船电力系统的特点和特殊环境要求,研制了一种爆炸活塞式大容量限流保护装置,并设计了额定640 V/2 000 A的工程样机,进行高速开断器的分断试验和整机限流试验。试验结果表明:高速开断器能在分断信号发出后150μs内分断,分断速度达到了33 m/s;整机可将预期峰值100 kA,时间常数4.17 ms的短路电流限制在14.5 kA内。     

电弧触发器稳态温度场计算及其优化设计

为了计算电弧触发器稳态温升,本文建立了电弧触发器二维稳态温度场模型,采用matlab自编程方法计算电弧触发器稳态温度场,并通过温升实验验证模型的正确性。针对圆孔型电弧触发器,本文通过保持狭颈总截面不变,来保证弧前时间一致,并在此条件下研究不同狭颈数对电弧触发器稳态温升的影响规律,以此对电弧触发器进行优化设计。     

基于ANSYS的新型直流断路器触头应力仿真与接触电阻分析

为检验新型直流断路器接触电阻是否处于合理范围,应用有限元软件ANSYS对触头应力进行仿真。总结一些实体建模和网格划分技巧,结合接触电阻的经验估算和试验数据,验证在重点考虑接触电阻影响时触头设计的合理性。     

电磁斥力机构中驱动电容参数对触头初始电气间隙的影响

混合型限流断路器采用电磁斥力机构作为机械触头的高速驱动机构,为了进一步提高混合型限流断路器分断的可靠性,本文采用理论分析结合有限元仿真的方法,分析了电磁斥力机构驱动电容参数对电磁斥力的影响。研究表明在电磁斥力机构脉冲驱动电容储能相等的情况下,小容量高充电电压的驱动电容能够使机械触头在运动初期形成更大的开距,提高断路器关断时过电压的承受能力。样机试验结果证明研究结论的正确性。     

热管散热器的实验研究及温度场数值模拟

为了提高真空断路器额定载流密度,对端子处安装了毛细结构热管散热器的铜排通流2200A,进行了温度分布情况实验研究。通过PT1000热敏电阻探头测得的各部分温度分布情况,分析了在加装热管后的散热效果。对热管散热的换热过程进行理论分析,建立数学模型。结果表明,计算得到的温度分布情况与实验测得的数据吻合度较高,为提高散热性能提供了参考依据。