ZNⅡ-10型電容器投切真空開關(guān)彈簧操動機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、ZNⅡ-10型電容器投切真空開關(guān)是專門為投切電容器組而設(shè)計的產(chǎn)品,其工作原理是通過彈簧操動機構(gòu)控制真空滅弧室的導(dǎo)通與關(guān)斷來投切電容器組,從而對10kV電網(wǎng)的無功功率進行動態(tài)補償,滿足電網(wǎng)功率因數(shù)要求。ZNⅡ-10型電容器投切真空開關(guān)屬于交流高壓開關(guān)的范疇,設(shè)計過程中參考交流高壓斷路器的技術(shù)標準,但是由于其投切容性負載的特性、投切次數(shù)十分頻繁等惡劣工作環(huán)境,在一些主要技術(shù)參數(shù)的選擇上和開關(guān)結(jié)構(gòu)又上又有它自己的特點。ZNⅡ-10型電容器投切

2、真空開關(guān)的開發(fā)設(shè)計過程主要根據(jù)經(jīng)驗通過類比、修正等方法,僅考慮平均合閘速度和平均分閘速度,對于整個運動過程沒有進行深入研究,并且其合閘彈跳時間為4ms超過國家標準2ms的要求,因此原產(chǎn)品的性能還有很大的提高空間。本論文從速度特性出發(fā),對ZNⅡ-10型電容器投切真空開關(guān)彈簧操動機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,一方面可以提高現(xiàn)有開關(guān)的性能,另一方面為將來開關(guān)改型尋求一條可借鑒的優(yōu)化設(shè)計方法。
　　首先,應(yīng)用UGNX6軟件對現(xiàn)有產(chǎn)品的速度特性進行仿真

3、分析,檢驗現(xiàn)有產(chǎn)品的速度特性。ZNⅡ-10型電容器投切真空開關(guān)彈簧操動機構(gòu)從未進行過速度特性分析,經(jīng)綜合考慮,應(yīng)用UG軟件進行速度分析是十分必要的。通過UG的仿真發(fā)現(xiàn)原產(chǎn)品的速度特性不合理,剛合速度及剛分速度數(shù)值偏大,并且在合閘及分閘過程中絕緣拉桿和凸輪輪廓間存在彈跳騰跳現(xiàn)象。
　　然后,對開關(guān)機械參數(shù)進行分析,如合閘速度、剛合速度、分閘速度、剛分速度、合閘彈跳時間、分閘彈振、自閉力等,根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值對設(shè)計參數(shù)做初始選定。然后,分別

4、對開關(guān)分閘過程和合閘合閘過程的運動進行數(shù)學(xué)建模,分析各零件參數(shù)和開關(guān)速度特性的關(guān)系。綜合考慮上述分析,以實際合閘速度曲線和理想合閘速度曲線間的重合度作為優(yōu)化函數(shù),根據(jù)開關(guān)機械參數(shù)要求選定合理的零件參數(shù)的取值范圍,應(yīng)用MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱根據(jù)優(yōu)化函數(shù)和選取的零件參數(shù)范圍進行優(yōu)化設(shè)計。最終得到與理想合閘速度曲線相近的實際合閘速度特性,同時各零件相關(guān)尺寸、參數(shù)、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量也得以確認。
　　最后,應(yīng)用UG和MATLAB對ZNⅡ