断路器储能弹簧的优化设计35页PPT
CT35弹簧操动机构
CT35弹簧操动机构2007年1月16日阅读次数: 29794.3 动作原理4.3.1 储能：储能有手动和电动两种。
4.3.1.1 电动储能储能时，电机通电旋转，经两级齿轮减速，一级链轮减速，将能量传递给储能曲轴，储能曲轴通过链条压缩合闸簧，储能到位后离合销轴迫使离合棘爪抬起，即使行程开关未能切断电机电源，机械上已使电机空转，避免电机堵死烧毁。
4.3.1.2 手动储能手动储能设计在储能电机的最后一级输出上，手动储能摇柄旋转，直接驱动电机最后一级输出，以后传动和电动储能相同。
4.3.2 合闸操作合闸操作必须在合闸弹簧已储能、断路器处于分闸状态下进行，否则不起作用。
合闸弹簧拉伸到位后，可用合闸电磁铁实现自动操作，或用手动旋钮进行手动操作。
4.3.2.1 合闸电磁铁操作合闸电磁铁接到合闸信号以后，线圈带电，动铁心移动，推动合闸半轴上的顶板，使合闸半轴顺时针方向转动，直到合闸挚子与合闸半轴的扣接量逐渐减小到零，解除合闸挚子的约束，合闸挚子在储能曲轴上滚子的压力作用下，顺时针方向转动，直至两者完全脱离，合闸弹簧使储能曲轴快速转动，曲轴上的凸轮推动输出拐臂，使断路器合闸。
同时又将断路器分闸弹簧储能，为断路器分闸作好准备。
4.3.2.2 手动合闸操作在图4 中，转动手动合闸旋钮，也迫使合闸半轴顺时针转动，如上所述，实现断路器合闸。
4.3.2.3 合闸联锁正常的合闸操作在已储能和分闸状态下进行，二者缺一不可。
合闸弹簧未储能，不能进行合闸操作是显而易见的。
即使在已储能状态下，只要是合闸状态，合闸操作也不可能进行。
一方面，在电气回路中，由于辅助开关的联锁接点，使在合闸状态下，合闸电压无法加到合闸线圈两端。
另一方面，在机械上，也不能实行再合闸的操作。
这是因为在合闸储能状态下，合轴半轴被联锁板挡住，手动电动均不能使其旋转，合闸挚子不能释放，实现联锁作用。
4.3.3 分闸操作机构合闸过程后，输出拐臂上的分闸挚子被经三级分闸脱扣装置锁住，保持在合闸位置。
真空断路器弹簧操动机构的稳健优化设计
ｔｈｅ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ．Ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ
ｔｏ
ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ
ｅｒｒｏｒ
ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ ａｎｄ ｃｌｏｓｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ａｎｄ
ｍｉｎｉ—
２
弹簧操动机构的数学模型及其验证
本文以１２ｋＶ／１２．５ｋＡ真空断路器配用的弹
簧操动机构为研究对象，此真空断路器是三相共 用一个操动机构的，具有动作同步性高的优点，它 所配用的弹簧操动机构的原理示意图见图
１［１
３。１４］。首先，在动力学分析的基础上建立系统的
数学模型，再通过与实际值的对比进行模型 验证。
触头的合分闸运动特性是满足灭弧室内的电气性 能的保证。在研究中发现，分闸速度ｕ。、合闸速 度ｕ。，尤其是刚分速度（触头刚分瞬间的速度 仇。）、刚合速度可。。对触头表面电磨损及预击穿等 有很大的影响，决定着真空断路器的性能。真空 断路器分合闸速度越大，越有利于缩短分合闸时 的燃弧时间，减小合闸时的电磨损；但分合闸速度 过高，对设备机构的冲击大，会引起分闸弹振、过
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｒｉｎｇ ａｃｔｕａｔｏｒ；ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｔｅｓｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
Ｏ
引言
运用最优化方法进行系统的辅助设计，其最
大的优点是跳出了传统工程设计方法中的人工试 凑、定性分析比较和经验有限的局限，能将对系统 的各种要求同时在设计方案中体现。稳健优化设
・
ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，１９９９．
弹簧选型设计PPT教案
簧位置。
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弹簧支吊架设计
自动设计弹簧选项
多工况弹簧设计 单个支架位置的多弹簧选择 计算实际安装载荷 用户自定义的选弹热载
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CHINAPOWER 3060 2 ZH1 15
CHINAPOWER 3077 2 ZH4 13
0.442 38691. 69.671 19177.
LOAD VARIATION = 21%
38981.
0. 6539. 86.315
LOAD VARIATION = 1%
25554.
0. 915. 137.329
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弹簧支吊架设计
弹簧支吊架设计条件
热载——操作状态下的弹簧荷载。由管道的自重、保温、介质重量、阀 门/法兰等刚性件的重量计算得来。
弹簧行程——弹簧运行工况下的垂直位移范围。安装态位置与操作态下 总的行程距离。
弹簧等级——对于被选弹簧来说为常量，单位为N/m。
理论冷态荷载——在热载的基础上加上或减去所选弹簧等级与行程距离 的乘机。
对于先加冷紧再加弹簧的情况，直接定义冷紧材料，进行错 误检查后，打开工况编辑器，选择Recommended程序自动推 荐工况，并计算。
对于先加弹簧再加冷紧的情况，应将不加冷紧管道弹簧各点 的位移求出后，手动给定管系的各弹簧点位移，以位移载荷 D表示。
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弹簧支吊架设计
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弹簧支吊架设计
恒力弹簧支吊架
恒力弹簧支吊架在这个的位移变化范围内能够提供一个恒定的支承力。
改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧的优化设计
改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧的优化设计断路器储能弹簧是断路器操作机构中的重要部件，它在对断路器进行闭合操作时具有储能功能，能够对断路器产生的能量进行储存，当需要断开断路器时释放能量，确保断开操作的可靠性和稳定性。
设计一种优秀的断路器储能弹簧对于提高断路器的性能至关重要。
本文中主要采用改进的粒子群优化算法来对断路器储能弹簧进行优化设计。
简要介绍粒子群优化算法的原理和流程。
接着，分析断路器储能弹簧的优化设计问题，并建立数学模型。
然后，详细讨论改进的粒子群优化算法在断路器储能弹簧优化设计中的应用。
通过数值模拟实验验证改进的粒子群优化算法的优越性。
粒子群优化算法是一种仿生启发式算法，模拟了鸟群觅食行为的过程。
算法的基本思想是将待优化的问题看作是一个搜索空间，将可行解看作是一个个粒子，通过模拟粒子在搜索空间中的移动来寻找最优解。
粒子群优化算法中的每个粒子都有自己的位置和速度，并根据自己的历史最优位置和全局最优位置进行调整。
通过不断迭代更新粒子的位置和速度，最终找到全局最优解。
断路器储能弹簧的优化设计问题可以看作是一个多目标优化问题，既要满足弹簧的力学需求，又要考虑弹簧的体积和质量等因素。
可以将断路器储能弹簧的设计问题转化为一个多目标函数的优化问题。
假设目标函数具有如下形式：目标1：最小化弹簧的体积。
目标2：最小化弹簧的质量。
目标3：最大化弹簧的力学性能。
根据目标函数的定义，可以建立相应的约束条件，包括弹簧材料的力学性能、断路器操作机构的结构要求等。
然后，将优化问题转化为求解目标函数的最大/最小值。
在传统的粒子群优化算法中，通常采用速度和位置的线性更新公式来更新粒子的位置和速度。
在断路器储能弹簧的优化设计过程中，粒子的位置和速度的更新应该考虑到弹簧的材料参数和结构参数等因素。
本文中采用改进的粒子群优化算法来解决断路器储能弹簧的优化设计问题。
改进的粒子群优化算法基于传统的粒子群优化算法，通过引入惯性权重因子、局部搜索和外部存档等机制来增强算法的全局搜索和收敛性能。
弹簧基础知识及设计PPT课件
5 镀锡(Sn)
除油→酸洗→镍底→镀锡
亮白色 便于焊锡，导电性一般。 3~5μm
黑锌
6
镀 锌
蓝锌
(Zn) 五彩锌
白锌
除油→酸洗→镀锌→发黑 除油→酸洗→镀锌→发蓝 除油→酸洗→镀锌→发五彩 除油→酸洗→镀锌→烘干
黑色 蓝色 五彩 白色
防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求)
琴钢丝：60 # - 80 # / 60Mn – 70Mn / T8MnA / T9A
12
2.3弹簧材料的抗拉强度
不锈钢丝：304 / 316 / 631
抗拉强度σb/Mpa
抗拉强度σb/Mpa
钢丝直径 d/mm
0.080 0.090 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
0.23 0.26 0.29 0.32 0.35 0.40
1961~2206
2059~2305 1912~2157 1569~1814
1961~2206 1814~2059
1471~1716
1863~2108 1765~2010
1373~1618
1765~2010 1667~1912
钢丝直径 d/mm
1.60 1.80 2.00
2.30 2.60
2.90 3.20 3.50 4.00
又用于食品设备，一般仪学设备， 耐热耐蚀。
300°~480°
中
JISG43 之间（视 米灰色亮 14 线径之大 白色
小）
碳 2钢
SWC
C(碳)、Si(硅)、 硬拉钢线，用于耐蚀性差，要 Mn(锰)、P(磷) 求精度不高，钢性较脆，成形后要
线 SWB 、S(硫) 表面处理或加防锈油。
改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧的优化设计
改进的粒子群优化算法对断路器储能弹簧的优化设计断路器储能弹簧作为高压开关设备的重要组成部分，其设计的优化能够在减小储能弹簧尺寸、提高弹簧的能量储存能力、增强储能弹簧的使用寿命等方面产生重要的作用。
传统的设计方法往往需要进行大量的试验和计算，费时费力，而现代优化算法的使用能够更加高效和科学地解决这些问题。
本文基于改进的粒子群优化算法，对断路器储能弹簧的优化设计进行探讨，探讨算法的实现过程与优化效果。
一、断路器储能弹簧概述断路器储能弹簧是一种能够储存电能，用于断开电路的高压开关设备，其是由一条弹性钢丝或者钢带制成，能够将电力过程中产生的储存能力转化为势能，以便在电路断开时通过释放这种势能完成断路器的操作。
作为目前开关设备中重要组成部分，储能弹簧的设计和制造对开关设备的性能和寿命非常重要。
二、改进的粒子群优化算法改进的粒子群优化算法是传统粒子群优化算法的变种，通过对算法的优化和改进来解决传统算法的弊端。
其主要思想是通过模拟群体行为，来寻找最优解。
在群体行为中，每个粒子都随机出现在解空间中的一个位置，而粒子的移动包括速度和位置两个方面。
速度用于往更优的方向移动，位置则用于存储当前状态下的最优解。
在每一次迭代过程中，每个粒子都更新自己的当前位置和速度，并计算移动的方向和步长，则理论上依据i个变量所组成的解空间，寻找最优解的过程就是根据已有的群体信息，在解空间中找到最优的解。
改进的粒子群优化算法不仅做到了在大规模搜索中提高了效率，同时也通过引入惯性权重，考虑速度的加权机制，更好地保证了粒子在搜索中的势能函数达到全局最优解。
三、储能弹簧的设计优化过程首先根据储能弹簧的工作原理，我们需要确定以下几个设计参数：1.弹簧线径2.弹簧长度5.贯穿弹簧的载荷在进行参数设计时需要分别分析在储能弹簧的不同参数值下，以及不同参数取值组合对储能弹簧性能的影响，并选取相应的性能指标作为优化的目标函数，将这些参数输入到粒子群算法中进行搜索，以获得最优的设计参数组合。
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理发布时间：2022-07-13T08:11:31.214Z 来源：《福光技术》2022年15期作者：陆渊[导读] 作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
云南电网公司文山供电局云南省文山市 663000摘要：作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
了解该机构的原理以及如何处理该机构的一些常见故障是非常重要的。
通过对两起故障的分析，总结了该机构的两种储能故障，为今后的维护工作提供了参考。
关键词：断路器；弹簧机构储能故障；分析和处理引言断路器的工作方式包括储能、闭关分离，只有储能才能闭关，因此储能机构对断路器起着重要作用。
断路器的储能机构通常包括:电动机、齿轮减速装置、储能架(弹簧)、闭锁装置(闭锁装置)和微运动开关等。
发动机提供动力，通过齿轮减速装置降低转速，增加扭矩，拉伸、压缩或旋转储能架(弹簧)，储能机构快速移动到停止位置，微运动开关移动，电机电流切断，机构如果电源存储机制出现故障，将严重影响断路器的关闭性能。
一、机构原理在断路器中，工作机构是一个非常重要的工作元件，弹簧只是其中的一个元件。
弹簧操作机构是指通过弹簧能量存储分离断路器触点；弹簧操作机构的储能基本原理是:操作实施后，关闭弹簧的储能能力极限开关在开关触点闭合时触发，储能接触器启动，同时电机电路连接至r运行机构的主要组成包括弹簧储能、储能、闭包、部分闭包，整个过程的核心是弹簧、弹簧储能调节开关释放能量，并促进旋转部分的运行，进行部分闭包；分离弹簧预热长度设置为分离速度在标准范围内，以确保断路器安全可靠地工作。
二、一起断路器储能故障的分析及处理实地情况在设备例行试验中发现变电站220 kV母线连接断路器关闭后工作正常，但弹簧机构不能完成电气储能。
断开储能电机的电源后，储能手柄可实现手动储能。
棒材扭矩断路器采用lw58-252 ( w ) / t400-50三极瓷套筒支撑结构，采用SSC t 33型弹簧操作机构、三极机械联接，2017年10月出厂，2018年4月安装调试后投入使用。
SF6断路器构造及其工作原理-弹簧储能
02 SF6断路器构造
灭弧室
01
灭弧室是SF6断路器中 的核心部分，主要作用 是产生并熄灭电弧。
02
它由绝缘外壳、导电触 头、喷嘴、吸附剂等组 成，具有良好的绝缘和 灭弧性能。
03
灭弧室内填充有SF6气 体，其绝缘性能和灭弧 性能均优于空气。
04
灭弧室的设计应确保电 弧在触头间快速、有效 地熄灭，同时减少对触 头的烧蚀。
SF6断路器构造及其工作原理-弹 簧储能
目 录
• SF6断路器概述 • SF6断路器构造 • SF6断路器工作流程 • SF6断路器弹簧储能系统工作原理 • SF6断路器弹簧储能系统维护与保养 • SF6断路器弹簧储能系统案例分析
01 SF6断路器概述
定义与特点
定义
SF6断路器是一种利用SF6气体作 为绝缘和灭弧介质的断路器。
保养建议
对于SF6断路器，应制定详细的维护保养计划，定期进行 保养，并加强设备的巡检，及时发现并处理潜在问题。
案例三：某风电场断路器的应用与选型分析
应用场景分析
某风电场在建设过程中，针对其特殊的环境和运行要求，选择了适合的SF6断路器。在 选型过程中，重点考虑了断路器的耐候性、机械性能和电气性能等因素。
案例二：某变电站断路器维护保养经验分享
维护保养经验
某变电站对SF6断路器进行了全面的维护保养，包括清洁、 检查、润滑和调试等。在维护过程中，发现并处理了一些 小问题，如螺丝松动、接触不良等。
保养效果评估
经过维护保养后，断路器的运行稳定性得到了提高，故障 率明显降低。同时，定期的维护保养也有助于延长设备的 使用寿命。
05 SF6断路器弹簧储能系统 维护与保养
日常检查与维护
每日检查
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51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END