智能电表用磁保持继电器失效原因及机理分析

磁保持继电器是智能电表的核心部件之一,应具有高的可靠性、安全性及抗短路电流能力。本文针对智能电表用磁保持继电器的常见失效原因进行了分析。结果表明,触头表面污染引起磁保持继电器熔焊失效;复合铆钉触头开裂导致磁保持继电器熔焊失效或断开失效;在进行短路载流能力试验时,不合理的磁保持继电器结构引发爆炸;中间位置导致磁保持继电器出现断开失效。     

智能电能表继电器短路电流承载能力试验中的安培力影响分析

随着智能电能表的逐步推广,智能电能表在运行过程中出现了一些负荷控制失败和表计烧毁的严重安全事故,其主要问题存在于继电器触点粘连、烧毁和起火。究其原因在于继电器触点在瞬间大电流冲击下受到安培力,使得继电器外壳炸裂和触点跳开,出现拉弧并导致触点烧蚀粘连以及烧蚀过程出现的高温起火。该文按IEC62052-31标准进行短路电流承载能力试验,对继电器内部动静簧片的设计和产生安培力的方向进行分析,并对安培力进行工程近似计算,提出对继电器的改进设计方案。     

低压电器中气动斥力的实验研究

气动斥力对于低压电器中动触头斥开后的运动状态起着重要作用,影响其性能。该文针对一个双断点模型,通过测量电弧电流、电压和作用在动导电杆上的力,应用三维有限元方法分析回路中的电动斥力,实验研究了3～6kA预期短路电流有效值,2～6mm触头开距情况下气动斥力的特性,以及产气材料和出气口大小对于气动斥力的影响。结果表明:单位电弧功率产生的气动斥力FB/ui是燃弧时间的减函数,与触头的间距关系较小,而且短路电流峰值在4kA以上时特性较为接近,加入产气材料或增大出气口均会增大气动斥力的数值。     

低压电器基本试验方法讲座

(一) 动稳定试验电器导电部分通过电流时,在导电部分之间将会产生一个机械力,这个机械力通常称做电动力。电动力的大小与电流平方成正比。在短路电流的作用下,电动力可以达到很大,往往使导体变形和使支持零件损坏等;在触头的接触处还会产生很大的斥力,使触头斥开或熔焊。因此在设计电器时要采取必要的措施来减小电动力的影响或增加结构的机械强度等以保证电器工作的可靠性。动稳定试验的目的,就是在电器中通以规定     

万能式断路器的短时耐受能力校核

根据毕奥-萨伐尔定律和安培力公式,对作用在导电回路上的电动力进行积分运算,并利用导电触桥模型描述动、静触头之间的接触情形。在此基础上,计算了主回路系统中作用在旋转点上的合力矩以及动、静触头之间的短时温升,最后以动触头不被斥开、触头最高温度不高于材料熔点作为电动稳定性和热稳定性的判定标准,给出了校核万能式断路器短时耐受能力的理论计算方法。     

单相变压器首端匝间短路电磁振动特性研究

针对单相变压器首端匝间短路问题,研究不同匝间短路比例下电磁振动特性,利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程,仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化,结果说明在不同比例匝间短路故障下,短路绕组电流方向改变、幅值变大,未短路绕组电流改变较小;内部漏磁增加,且短路绕组对应区域漏磁增加明显;由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧,随着匝间短路比例的提高,变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后,搭建匝间短路动模实验平台,测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度,对比仿真结果与实验数据,验证了建模的有效性及所得结论的正确性。     

HSM3-63塑料外壳式断路器的研发

介绍了HSM3-63塑料外壳式断路器在研发过程中应用现代仿真技术对主要零部件进行分析、计算与优化设计,并设计了小电流瞬动电磁铁结构、增大电动力斥开效果的触头系统和增强灭弧能力的灭弧室,产品具有体积小、节材降耗、短路分断能力高、瞬时动作整定电流小、可靠性高等特点。     

长兴电厂汽轮发电机转子匝间短路故障的在线监测

转子匝间短路故障会引起同步发电机的励磁磁动势发生变化。基于时空向量图,利用发电机运行的机端电压、机端电流与定子漏抗,建立受发电机运行方式影响较小的磁动势计算数学模型,准确计算发电机运行时的实际励磁磁动势,通过与励磁电流计算得到的正常磁动势进行比较,即可实现对转子匝间短路故障的监测。将基于此原理研发的PCS-988B故障监测装置应用在实验样机上,进行了不同工况下不同短路位置与匝数的转子匝间短路动模实验,验证了原理的正确性和装置的有效性。     

MSRT—Ⅱ型微机式开关电阻测试仪在电力系统的应用

1测量断路器导电回路电阻的意义断路器导电回路的电阻主要取决于断路器动。静触头间的接触电阻，接触电阻的大小与断路器触头表面氧化程度、触头间残存机械杂物和碳化物的多少，触头接触压力的大小以及触头有效接触面积大小有关。接触电阻的大小直接影响到断路器通过额定工作电流的温升以及短路状态下的遮断能力。长期工作的断路器触头表面受到化学的或电化学的腐蚀，接触电阻会逐渐变大，通以较大工作电流时，触头部位的发热量增加，造成温升过高，严重时波及触头弹簧永久变形，造成触头压力减少，接触电阻进一步变大的恶性循环，以致烧坏…     

电动机起动引起的断路器故障分析

为了揭示某船舵机电动机起动过程中断路器跳闸和烧损的故障机理,分析和比较了断路器瞬时保护电磁脱扣器在单相电流和两相电流下的动作关系,给出了断路器烧损的原因为起动电流大于触头斥开电流.针对具有高倍数瞬时保护电流的断路器,提出了断路器单相电流下电磁脱扣器动作电流须小于触头斥开电流.     

直流真空电弧强迫开断电弧形态

随着航空270V直流系统的应用,直流开关的需求逐渐增加。现阶段直流开关大多为空气开关,其开断容量较小,使用真空开关将对于提高开断容量具有一定优势。针对航空270V直流用短间隙真空灭弧室进行高频开断实验,研究了直流强迫开断的电弧电压、电流特性,分析了回路参数对直流强迫开断中平均电流变化率di/dt和弧后过电压dv/dt的影响。通过相同开断实验电流、相同电流变化率、不同触头结构情况下开断实验,分析了电弧直径动态特性。强迫熄弧过程中,平板触头电弧直径逐渐减小,纵磁触头电弧直径变化较小并在熄弧前迅速变化。针对不同电流实验,随电流升高电弧直径略有增加。起弧阶段,平板触头电弧直径随燃弧时间呈对数函数增加,而纵磁触头电弧直径基本保持不变。拟合得到平板电弧起弧时直径变化函数,随燃弧时间延长,平板触头电弧直径逐渐增大至大于纵磁触头电弧直径。     

直流继电器触头弹跳影响因素的实验研究

利用高精度激光位移传感器测量直流继电器触头弹跳的特征参数,通过实验研究其影响因素.结果表明,最大弹跳位移和最大弹跳时间随触头初始间隙以及簧片长度的增大而增大;动态接触力的变化范围随触头初始间隙的增大而增大,但随簧片的长度增加而减小;返回系数随触头初始间隙以及簧片长度的增大有减小的趋势.     

电动力作用下万能式断路器操作机构运动特性仿真及试验

分析了短路分闸时电弧的运动过程,根据不同触头开距建立了多种类型的电弧模型。基于有限元方法计算了不同模型下动触头受到的电动力,将计算的最小和最大电动力数据导入ADAMS空载仿真模型,从而建立了DW45型万能式断路器(ACB)短路条件下的运动特性仿真模型。仿真结果得到了ACB在电动力作用下的最慢、最快分闸过程。试验测量验证了实际分闸过程处于仿真范围内,证明了模型的有效性。     

空气压力对磁吹电弧运动,停滞和触头侵蚀的影响

根据空气压力降低对磁吹电弧运动、停滞和触头侵蚀方面的基础研究结果,在模拟高海拔地区的低气压空气环境中,将低压电器实际的触头系统加以典型化,选择了在较易受气压影响的小极距和小电流的条件下,分别对不同材料(铜、黄铜、石墨)设计成定开距和动开距电极(触头)並系统地研究了气压下降对电弧运动速度、停滞时间和触头侵蚀量的影响。     

塑壳断路器不同结构触头灭弧系统吹弧磁场的分析

对塑壳断路器内部的触头灭弧系统结构进行改动,其触头打开电弧燃烧时的吹弧磁场亦会有相应的改变。应用三维有限元软件ANSYS分析了4种不同触头灭弧系统结构的吹弧磁场,对比了4个模型在通以相同电流的情况下,电弧中心线的磁感应强度B以及电弧受到的磁吹力。为增强吹弧磁场的磁吹力、提高触头灭弧系统的灭弧性能提供了方法和思路。     

25A凸轮开关触头设计优化

额定发热电流为25 A的凸轮开关,通常根据GB 14048.3、UL 60947-4-1a测试其限制短路电流。由于国标与UL标准的试验程序对限制短路电流的测试顺序不同,导致其测试结果也不尽相同。按国标试验通过的凸轮开关在采用UL标准规定的试验程序测试时,常发生动触头和静触头严重焊接的现象,不能通过试验。本文从触头尺寸、触头材料、触头压力等方面进行优化设计,避免触头被斥开和熔焊,同时确保触头同步性、保障开关寿命,使触头能够同时通过国标与UL标准规定的限制短路电流试验。     

有铁心永磁直线电机初级匝间短路故障分析EI北大核心CSCD

在有铁心永磁直线电机(permanent magnet linear machines,PMLM)初级匝间短路故障分析中,对初级短路环电流的分析十分重要。该文提出采用磁动势–气隙磁导模型与电枢绕组故障等效模型结合的解析方法,计算任意初级位置发生的匝间短路故障短路环电流。首先根据永磁、电枢磁动势与开槽情况下的气隙磁导函数分别计算通过短路环的永磁、电枢磁链,然后通过矢量合成法得到短路环中的实际磁链以及瞬时短路电流。基于有限元方法证明解析法的正确性并探究不同短路故障匝数、不同短路故障位置对电机性能如短路环电流、相电流、推力的影响。最后制造一台样机验证有限元分析、解析法计算结果的正确性。     

试释安培力公式难以解释的现象

本文通过对三个用安培力公式难以解释现象的分析,揭示了产生洛伦兹力、安培力的机理——即安培力源自于激磁电流和传导电流之间的作用力。安培力公式用磁感应强度B代替了电流,不反映安培力的本质,导致出现安培力公式解释不通的现象。笔者进一步确定了更加直观的安培力方向定向法则,即安培力的方向指向与传导电流有效分量同向的等效激磁电流,背向异向的等效激磁电流。同时,本文还揭示了安培力转移的现象:载流导线周围的磁场被导磁物体屏蔽之后,载流导体受到的安培力减小的部分将会完全转移到导磁物体上。     

低压塑壳断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析与实验研究

电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义.基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头间的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆上的Lorentz力.耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束通过迭代运算,从而确定动触头的打开时间.分析了五种不同结构的MCCB,并对电动斥力和触头打开时间进行了实验研究,结果表明,该方法是有效的,可用于MCCB新产品触头系统的设计.     

直流塑壳断路器触头系统磁场区域电动斥力的分析

依据电流—磁场—电动斥力之间的方程,考虑铁磁物质的影响,应用Ansys三维有限元非线性分析方法,引入块状导电系统模型作为接触点,模拟触头间的电流收缩,计算触头间的电动斥力。通过对有/无磁铁的直流塑壳限流式断路器触头系统在不同开距下的电动斥力的仿真分析,得出了触头系统在铁磁物质的影响下电动斥力比在无磁铁时明显增大;增大触头间的电动斥力也是增大触头系统开距的一种有效方法。