油阻尼断路器的研究与设计本科毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

室体积较小。

灭弧室生产成本比较低。

其灭弧原理如下对于直流电弧的熄灭主要是采用切办法使其没有稳定的燃烧点。

在直流电路中电弧想要燃烧其直流电弧伏安特性曲线必须和电路伏安特性曲线有固定的交点，这样电弧燃烧所需的能量才会稳定的提供给电弧。

想要熄灭电弧就必须使他们没有固定的交点。

如图所示线直线为直流电路的伏安特性曲线，曲线为直流电弧伏安特性曲线。

图中点位电弧稳定燃烧点。

想要熄灭电弧就图直流电弧的稳定燃烧点必须使曲线上移至位置，或者将直线移至如图位置。

这样电弧伏安特性曲线和电路伏安特性曲线也就没有交点，电弧也就无法稳定燃烧从而熄灭。

此装置就是利用将曲线提高到位置。

金属栅片将整个电弧分割成多个短弧，因为每段短弧都有个阴极和阳极压降，这样总的电弧电压便会大大的增加，所以在同电流处电压就会升高，这样从图中也就可以看出曲线也就提升到了的位置。

这样电路便无法给电弧的稳定燃烧提供能量所以电弧便没有稳定燃烧点而熄灭。

灭弧室附件设计为了保证灭弧系统稳定可靠的工作，能够及时熄灭电弧，光靠个灭弧室时显然不够的，必须还要有其他的附件装置。

引弧板。

引弧板顾名思义是将电弧引入灭弧室的块导电板。

其形状和尺寸见图油阻尼断路器的研究与设计图引弧板尺寸图由图可以看出呈类似雪橇形状。

并且在引弧板弯曲的内侧有条高度约为的圆弧形凸起，直从雪橇翘起的头延伸到平板侧。

这样的设计主要是为了方便电弧在引弧板上移动俗称跑弧。

由于引弧板主要起承载电弧的个重要，所以必须采用金属元件，引弧板采用的材料是电工纯铁，为了仿制生锈，其表面镀了层。

磁铁磁铁装配位置如图所示图磁铁装配位置示意图如图所示，图中红圈地方表示磁铁安装位置。

可见磁铁安装在灭弧室的入弧口。

磁铁上盖着个由增强阻燃尼龙制成的隔弧板。

主要是防止磁铁被烧坏和壳体被油阻尼断路器的研究与设计击穿。

磁铁见右图，用胶水粘在壳体上面。

磁铁是钕硼永磁铁，磁性强而且稳定。

上下壳体的磁铁分别为极，在动静触头分开产生电弧时，电弧会在磁铁产生的磁场内受到安培力的作用会沿着引弧板往灭弧室方向运动。

从而达到快速熄弧的目的。

磁铁除了有吸引电弧的作用外，还有个作用就是防止电弧讲磁铁处的壳体击穿。

起到隔弧的作用。

油阻尼断路器的研究与设计第章电接触系统设计任何个电系统，都必须将电流作为电的信号或点的能量从个导体通过导体与导体的接触处传向另个导体。

此导体与导体的接触处称为电接触。

它通常是电信号或电能传送的主要障碍。

电系统和电器元件中电接触的具体结构类型是多种多样的，般分为三类固定接触两接触元件在工作时间内固定接触在起，不做相对运动，也不相互分离。

例如母线的螺栓或铆接又称永久接触。

滚动滑动接触两接触元件能做相对滚动和滑动，但不相互分离。

例如断路器的滚动触头，电机的滑环与电刷及电气机车的馈电与电源线等。

可分合接触两元件可随时分离或闭合。

这种分合接触元件通常称为触头或触点。

切利用触头实现电路的接通和开断的电器中都可见到这种接触类型。

在油阻尼断路器中存在的电接触为固定接触和可分合接触。

接触电阻的分析与计算接触电阻的分析接触电阻包括收缩电阻和表面膜电阻，下面分别介绍。

收缩电阻接触处的表面，不可能是理想的平面，尽管经过精加工，但从微观的角度分析，接触面总是凹凸不平的，实际上只有若干小的突起点部分相接触，所以在接触点的附近，电流线发生剧烈收缩，电流只从这些接触点上流过。

由于有效接触面积小于视在接触面积，所以产生收缩电阻。

收缩电阻计算公式为其中，触点材料的电阻率，材料布氏硬度，与材料变形有关的系数，般为加于接触面的机械压力接触点数表面膜电阻油阻尼断路器的研究与设计电接触表面上，由于种种原因，覆盖着层导电性很差的物质，例如金属的氧化物硫化物等，其电阻系数远大于原金属，也可能是落在接触面上的灰尘污物或加载接触面间的油膜水膜等。

由此而形成的电阻，称为表面膜电阻，它的存在使接触电阻值增大，并引起接触电阻不稳定，甚至破坏电接触的正常导电。

为了减小膜电阻，可以增加接触压力把膜压碎。

接触电阻的计算接触电阻由两部分组成，其值为收缩电阻和表面膜电阻之和，即。

由于膜电阻难于计算，故接触电阻只能用经验功是计算，即式中，接触电阻触点终压力与接触型式有关的系数，有关点线面接触分别取，与接触材料表面情况接触方式有关的系数。

由于上式为经验公式，所以此公式有很大的局限性。

工程上通常还采用测量接触电压降的方法来实测接粗电阻值。

接触电压降是指通过定电流时，电接触连结处的电压降，即式中接触电压降，单位为通过接触连结的电流，单位为接触电阻，单位为。

可分断触头设计油阻尼断路器中可分断触头只有对，即动静触头。

可分断触头的设计包括下几个方面触头尺寸大小的确定，温升的计算和材料以及工艺的确定。

下以为例分别进行说明。

触头尺寸大小确定由于触头采用的银氧化镉材料具有良好的耐电磨损，抗熔焊性和导电导热性，接触电阻小而稳定，硬度高等特点，所以其桥磨损忽略不计，只需考虑其电磨损。

下面进行尺寸设计计算。

首先根据动触头组件和静触板的宽度大小，初定触头截面尺寸，再计算主触头电磨油阻尼断路器的研究与设计损体积，来确定触头厚度，便于焊接，取触头边长为，则其电磨损体积的计算公式如下式中触头电寿命次数次放电状态下单位电量所消耗的金属量系数在触头分段过程中，电路流过触头金属体积的利用系数，触头材料的密度对交流电路，电弧燃烧半波数，取银氧化镉密度计算触头厚度触头形状为正方形，边长个触头的磨损厚度计算公式个触头的厚度取。

在油阻尼断路器触头的实际设计中，不仅仅是参照计算出来的数据进行设计，更重要的是要考虑实际过程中断路器触头的工作环境，由于触头在开断的时候回产生高温高热的电弧，所以为了更好更快的熄灭电弧在设计时动触头和静触头的形状略有差别。

静触头接触的动触头表面为个半径为的圆弧面。

这样做的主要原因是为了减小电弧在触头上运动的阻力，方便电弧在触头上面移动。

从而方便电弧进入灭弧室。

触头的油阻尼断路器的研究与设计具体形状和尺寸见图和图。

图静触头图动触头触头温升计算理论上的计算电流流经导体和触点时，触点的温度升高。

尤其在接触处，因此接触处的温度都比触点本体温度高。

由此可以得到触点温升表达式油阻尼断路器的研究与设计其中，触点负载电流触点材料的导热率，触点材料的电阻率，接触电阻压降洛伦兹常数，绝对温度，触点在通过短路电流时，接触部分强烈发热，在几秒的时间内，触点可能因过热而局部熔化金属喷溅以致互相焊接等现象。

因此，触点承受短路电流热作用的能力称为触点的热稳定性。

由于触点发热的稳定过程很快，可按长期发热过程来分析。

因此，用触点材料的软化温度和熔化温度，按式可计算出触点材料软化压降和熔化压降。

根据触点材料的熔点及触点的本体温度，利用式就可以求出触点开始熔化的接触电阻压降式中，触点的平均温度，取触头熔化温度触头本体温度计算软化压降时计算熔化压降时。

以上为理论上计算温升的方法。

可以看出计算量大并且准确性不是很高。

因为其相关参数都是需要去查表，而查得的数据般都是个范围值，所以对于计算验算结果不利。

触头温升校验触头的工作性质决定其温升是很难精确计算的。

因为其温升受很多方面的原因会影响，比如电弧然弧时间，触头表面的粗糙度等。

所以工程上般是用电脑软件去模拟校验温升。

把理论计算公式输入，然后输入相关参数，对计算精度进行调节。

然后通过不断的微调触点的尺寸修改相关计算参数，来达到计算机模拟计算出来的温升值达到设计要求。

在电脑模拟计算过关后就进行下个程序，试制批产品放在实验室做实验，实测温升值。

看其是否满足设计要求。

因为工程上毕竟是个实际的产品，所以工程上采用的方法也是最贴近实际的。

油阻尼断路器的研究与设计固定电接触设计目前低压短路器的固定电接触般采用螺栓连接铆接钎焊和接触焊等方法。

在油阻尼断路器中主要是采用螺栓连接和钎焊两种方法。

螺栓连接螺栓连接装置主要有螺杆和接线框组成。

油阻尼断路器里面采用这种接触方式的只有进线和出线端。

这种连接方式方便安装和使用。

这种装置主要是由螺旋和接线框组成。

因为其不是很主要的导电部件，所以采用的是普通铁质作为材料。

为了防止氧化表面采用镀处理。

为了防止导线从接线框内滑出，接线框内侧进行了粗糙处理，增大摩擦力。

其模型如图所示。

图螺栓连接装置模型图图中是螺杆，是接线框，是静触板。

从图中可以看出接线框是个铁板通过弯曲成如图形状后铆接而成的，且其底部有条条横着的线条，这是为了增大导线和接线框的摩擦力用的。

正常工作时，将导线插入接线框和静触板之间的空隙中，通过拧螺杆将接线框往上提，以达到压。

接着详细介绍了其操作机构的设计和计算，从操作机构的组成讲起，操作机构有哪些部件，各有什么功能等，然后讲四连杆机构的原理。

采用的何种连杆机构比较好以及采用此种机构对油阻尼断路器的性能的影响。

接下来便是介绍断路器的核心，电磁系统的设计。

电磁系统的工作稳定性直接关系着断路器的工作稳定性。

本文从理论计算讲到实际计算以直流为例详尽的介绍了线圈的设计与计算。

再然后就是灭弧系统的设计，从电弧的产生和熄灭谈起，详细介绍了直流电弧的熄灭办法和原理。

利用草图和图片介绍了灭弧室的设计方法。

再接下来就是电接触系统的设计，电接触系统包括可分断触头和固定电连接的设计，电接触系统直接关系到断路器的温升是否符合要求和断路器内阻的大小。

本文通过公司和草图详细介绍来了其设计方法。

最后就是部分工艺的设计，断路器工艺的好坏直接关系到这个产品的生产水平生产效率和产品质量。

本文主要介绍了油阻尼断路器的零件处理工艺和固定连接工艺。

虽然油阻尼断路器目前还有许多的技术瓶颈有待改进，但它大胆的突破传统的断路器原理，采用无双金属片的结构使其在功耗体积使用范围上都比传统热磁式断路器要更显优越。

但目前整个低压电器行业对于低压电器的具体计算公式和数据绝大部分都是靠前人的经验公式和经验数据。

所以这个对低压电器的设计工作当也然包括油阻尼断路器的设计带来很大的阻碍。

虽然现在采用了计算机进行计算提高了研发效率，但是计算机仍然是基于这些经验公式和数据进行计算的。

所以有时候虽然通过了电脑模拟也不定能通过实验的检验。

目前低压电器行业存在的些问题都正等待着我们新代人去探索，我相信我国低压电器行业会在不久的将来发展壮大