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关键词： 有机物型温度熔断器   直流分断性能   触头动作特性   正交试验   石英砂灭弧  

摘要： 有机物型温度熔断器作为温度保护类型的电器,体积小,价格低廉,性能优异,被广泛应用于家用电器等交流场合,主要部件包括热敏药丸、压缩弹簧、解扣弹簧、动触头和静触头。热敏药丸作为感温元件,当环境温度达到熔点时熔化,为触头动作释放空间;压缩弹簧和解扣弹簧在药丸熔化后动作,使动静触头有效分断。随着电网直流化发展,应不断推进其直流应用以满足市场需要,为此,本文以Emerson G5型号的有机物型温度熔断器作为样品进行直流分断性能研究,分析现有温度熔断器存在的问题,通过仿真和实验,探索内部结构对分断特性的影响,并提出优化措施,为有机物型温度熔断器在直流场合的应用奠定理论基础。 本文首先搭建有机物型温度熔断器熔断实验平台,对有机物型温度熔断器在155VDC/17A和80VDC/8.5A阻性负载条件下的分断性能进行测试与分析。结果表明,有机物型温度熔断器在分断时出现剧烈燃弧、火花喷射甚至明火燃烧现象,使动静触头严重烧蚀,静触头引脚断裂乃至整个熔断器损毁。 为了了解有机物型温度熔断器内部结构对直流分断特性的影响,基于有限元仿真和多体动力学软件,仿真计算螺旋弹簧刚度和触头动作特性,并借助高速摄像机记录触头动作过程,验证动力学仿真结果的有效性。在此基础上,对具有不同结构参数的弹簧和热敏药丸的温度熔断器触头动作特性进行仿真分析。结果表明,热敏药丸、解扣弹簧和压缩弹簧均对触头动作有不同程度的影响,且均存在其较优区间。此外,基于磁流体动力学建立电弧二维模型,利用COMSOL多物理场耦合功能,仿真分析温度熔断器内部燃弧情况以及不同触头分断速度下的电弧电气特性。结果表明,触头分断速度越快越有利于电弧熄灭,但即使速度达到实际产品的最高值,依旧无法完全灭弧。 在上述仿真分析的基础上,借鉴正交试验设计思想,基于动力学仿真寻找热敏药丸、解扣弹簧与压缩弹簧三个组件的最佳配合,并通过实验验证仿真的正确性。结果表明,优化后的温度熔断器燃弧时间和燃弧能量均有效减少,但温度熔断器内部燃弧能量依旧过大,需要考虑外加灭弧措施。在结构优化基础上,设计填充石英砂和未填充石英砂的温度熔断器进行对照实验。实验结果表明,填充石英砂的温度熔断器可成功分断,且对比控制组大大减少了电弧燃弧时间与燃弧能量,石英砂灭弧效果明显。

关键词： 熔断丝   拉丝工艺   熔化温度   开断   安秒曲线  

摘要： 熔断器作为一种常见的电力设备,在电路、电网系统发生故障时候,承担着切断电路、保障电器元件和设备安全的职责,保障了使用者的人身安全,在世界各地有广泛的应用。为进一步提升熔断器保护的可靠性,可用不同材质的熔断丝代替现有的熔断丝进行开断。目前用于高压跌落式熔断器的K型熔断件存在着安秒特性曲线波动性大,熔断时间不稳定等问题,需研制新型的熔断件。为了完成高压熔断器的熔断性能提升,本课题以Sn基合金为基础,对熔断件材料、工艺和性能做了一系列相关研究。课题采用自行搭建的控制柜控温的硅碳棒加热炉制备了Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu三种成分的锡基合金棒材铸锭,然后对其进行挤压和拉丝制备熔断丝。通过对铸锭、挤压、拉丝三种工艺的研究优化和改进,得到了不同直径的所需熔断丝。测试了熔断丝的电导率和DTA曲线等物理性能,分析结果表明熔断丝的熔化区间在220-240℃,与熔断丝的使用温度吻合,电导率相对于原先熔断丝有着略微的提升。通过对三种成分熔断丝的开断试验,结果表明Sn-Ag-Cu熔断丝的开断能力良好,另外两种材料较弱。在搭建好的试验回路中测试的弧前安秒特性曲线试验表明,三种熔断丝中,Sn-Ag-Cu材料安秒曲线的波动性小,熔断曲线稳定,随着Ag、Cu元素的加入并相互作用下,熔断件的导电、导热性能上升,能够起到提升熔断丝熔断能力的作用。Sn-Cu、Sn-Ag材料的安秒曲线,存在着部分曲线超出限定区域的情况,需要进行后续的改进研究。

关键词： 二值忆阻器   数字逻辑门   编码器   译码器   时序逻辑电路  

摘要： 忆阻器是一种无源非线性元件,是继电阻、电容和电感之后的第四种基本电路元件,具有纳米尺寸、非易失特性、非线性特性和硬开关特性等,可以应用到混沌电路、神经网络和数字逻辑电路中。利用忆阻器与CMOS的可兼容性,将两者结合设计数字逻辑电路,可以减少电路的功耗以及复杂度。目前基于忆阻器设计的数字逻辑电路主要集中在二值逻辑电路中,相较于二值逻辑,多值逻辑电路可以在更少的输入信号的情况下,携带更多的信息量,可以提高传输信号线与集成电路的信息密度和处理信息的时间和空间利用率等。其中,三值逻辑是最简单的多值逻辑,可分为正三值(0,1,2)、负三值(0,-1,-2)和平衡三值(-1,0,1),而正三值和负三值互为对称逻辑,在电路上也有一定的相似之处。为完善三值数字逻辑电路,本文在正三值数字逻辑电路的基础上,利用二值Knowm忆阻器设计了负三值数字逻辑电路,采用电压(0V,-1.65V,-3.3V)来表示负三值(0,-1,-2),并在LTSpice上验证了各电路的有效性。本文的主要内容和创新点如下:(1)基于二值忆阻器设计了负三值数字基本逻辑门电路,并将基本逻辑门电路进行级联得到了负三值复合逻辑门电路。首先,根据真值表和二值忆阻器的特性设计出负三值“与”门、“或”门和“非”门电路。其次,根据Knowm忆阻器的Spice代码在LTSpice软件中生成Knowm忆阻器模型,利用该模型搭建负三值基本逻辑门电路。然后,将基本逻辑门电路进行级联分别得到负三值“最小值”、“最大值”电路,负三值“与非”门、“或非”门、“异或”门和“同或”门电路,仿真分析上述电路的特性,并验证了所设计的电路的有效性。(2)基于负三值数字逻辑门电路设计了负三值编码器和译码器。首先,利用负三值“非”门电路和“最大值”电路设计出负三值3线-1线编码器电路,并利用负三值“与”、“非”门以及“最小值”电路设计出负三值9线-2线编码器电路。其次,利用负三值“非”门和“与”门设计出了负三值1线-3线译码器电路,并将两个1线-3线译码器和基本逻辑门组合设计出了负三值2线-9线译码器电路。然后,利用已实现的负三值2线-9线译码器和负三值“与”门电路以及“最小值”电路设计出负三值显示译码器。最后,通过将显示译码器的输出接在七段数码管相应的管脚显示得到0～8九个数字,验证了该显示译码器的正确性。(3)基于负三值基本逻辑门和负三值1线-3线译码器设计了负三值数字时序逻辑电路。首先,利用负三值“与”门和“或非”门电路设计出一个可以存储输入信号的负三值SR锁存器电路。其次,在负三值SR锁存器电路的基础上,利用负三值基本逻辑门电路和1线-3线译码器改变输入信号,可分别得到负三值SR触发器、D触发器、JKL触发器和T触发器。

关键词： 高压熔断器   恒流源   时间/电流特性   自抗扰控制  

摘要： 随着电气设备的不断更新,熔断器在保护电气设备安全运行和人身安全方面发挥了重要作用。由于熔断器故障和误动作造成的事故经常发生,给电力系统的安全运行带来很大隐患,所以对熔断器的主要性能参数的精确检测显得尤为重要。但如今专门针对熔断器性能检测的设备较少而且操作不够方便,这给人们对熔断器的检测工作带来了困难。交流恒流电源作为熔断器时间/电流特性检测的关键,其高精度,低纹波,抗干扰能力是本课题研究的重点。借助线性自抗扰控制策略来实时控制输出电流,改善了电流质量,具有一定的理论意义和工程应用价值。 首先,介绍了国内外关于熔断器测试的发展情况和走向,介绍了高压熔断器的构成和主要的特征参数,分析了适用于熔断器测试的单相逆变全桥拓扑结构以及基本的控制策略,为后续的设计工作提供了依据。 其次对常见的逆变电源控制策略进行了分析,由于传统PI控制跟踪交流信号会在稳定状态下产生误差,而且不能很好的抑制低次谐波,无法输出高质量的电流波形,所以采用了基于同步旋转坐标系下的线性自抗扰控制器,并对线性自抗扰控制进行改进,在Simulink环境中搭建了单相逆变恒流电源系统仿真模型,仿真结果表明基于同步旋转坐标系的改进型线性自抗扰控制器解决了对交流信号稳定状态下跟踪误差的问题,使系统的动态性能有所提高,而且使输出电流抗外界干扰能力大大增强。 最后,对用于熔断器熔断特性测试的单相逆变恒流电源的主电路结构进行了设计,包括装置的硬件电路部分和控制软件的设计,并搭建试验平台验证了恒流电源系统对输出电流的控制效果。

摘要： 随着国家碳达峰、碳中和目标的提出,能源低碳化成为一件越来越紧迫的事情,风电等新能源因而受到越来越高的重视。近些年,随着风电技术的迅速发展,风电机组的发展趋势出现了新的变化,从定转速到变转速,从定桨距到变桨距。但国内风电产业起步于2000年左右,存量风电机组早期的设计缺陷随着运行年限的增加逐渐暴露出来,成为风电机组安全运行的一大隐患。

标准号: GB/T 41108.1-2021

摘要： 本文件规定了直接断开位置开关的要求和使用信息。本文件适用于标准负荷或微小负荷的直接断开位置开关。

标准号: GB/T 15166.4-2021

摘要： 本文件规定了并联电容器外保护用熔断器的术语和定义、正常和特殊使用条件、性能要求、型式试验等的要求。本文件适用于符合GB/T 11024.1-2019的高压电容器所配用的外部熔断器。

关键词： 多普勒效应   超声波   计程仪   测频误差   功率放大电路  

摘要： 为保证船舶运行的安全性,采用多普勒超声波计程仪取代电磁式计程仪。在对计程仪概述的基础上,重点对多普勒超声波计程仪硬件和软件设计的基础上,完成其中关键器件的选型,并对所设计的计程仪系统调试完成后基于Matlab对其性能进行验证,取得理想仿真结果。

关键词： PT熔断器   熔断分析   处理方案   保护措施  

摘要： PT熔断器熔断很容易影响变电运行的安全性、稳定性和可靠性,已经成为变电站运维管理的重中之重。本文以某变电站10kV 1M 51PT熔断器熔断事故为例开展现场检查,分析其缺陷情况,确定事故致因。并在上述基础上结合工作经验,提出本次事故的处理方案,针对某变电站10kV 1M 51PT熔断器运行状况,开展针对性、科学性维护和防控,旨在减少同类型事故的发生。