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关于高压断路器灭弧室摩擦力研究和检测 　　【摘要】本文主要就高压断路器中灭弧室的摩擦力进行了较为详尽的论述，并介绍了自制计算机辅助检测系统（CAS）的设计原理及应用情况。 关键词：高压，断路器，摩擦力 【 abstract 】 this article mainly in high voltage circuit breaker arcing chamber the friction of a very detailed discussion, and introduced the homemade computer aided testing system (CAS) of the design principle and the application. Keywords: high pressure, circuit breakers, friction 中图分类号：TM561文献标识码：A 文章编号： 前言 在本文中，我们对断路器中开断元件（灭弧室）摩擦力进行了详尽地分析，并提出了一种方法，用以测量灭弧室的摩擦力。属于对瑞士ABB公司的技术引进项目，在国内高压开关行业尚属首次应用。 高压断路器及其操动机构 高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护电器。无论被控电路处在何种工作状态，例如空载、负载或短路故障状态，断路器都应可靠动作，或是接通，或是断开电路。概括地讲，断路器在电网中起两方面的作用：一是控制作用，即根据电网运行需要，将一部分电力设备或线路投入或退出运行；二是保护作用，即在电力设备或线路发生故障时，通过继电保护装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保证电网的无故障部分正常运行。 高压断路器的类型很多，但就其结构来讲，都是由开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分组成，如图2-1所示。图中开断元件是断路器的核心元件，控制、保护等方面的任务都由它来完成。其他组成部分，都是配合开断元件，为完成上述任务而设置的。开断元件包括有触头、导电部分及灭弧室等。触头分合动作是靠操动机构来带动的。开断元件一般安放在绝缘支柱上，使处于高电位的触头及导电部分与地绝缘。绝缘支柱则安装在基座上。 传统的高压电器都是带触头的电器，通过触头的分、合动作达到开断与关合电路的目的，因此必须依靠一定的机械操作系统才能完成。断路器的操动机构是用来使断路器合闸、分闸，并维持合闸状态的设备，断路器所配用的操动机构应当工作可靠、动作迅速、结构简单、重量轻和操作方便。断路器合闸所需功率较大，因为合闸过程要克服导电回路的电动力、摩擦力、小压气缸的反力及运动部件的重量等。 断路器操动机构受力分析 断路器与操作系统的组成，可见图3-1。作用在断路器操作 机构上的力有：操作力、压气缸反力、摩擦力和缓冲器的阻力等。断路器在合闸过程中负载力主要有：分闸弹簧力、缓冲器的阻力、各运动部件之间的摩擦力和重力。分闸时，合闸弹簧处于储能状态不起作用，动、静触头自接触位置至触头刚分离的过程中（超 程阶段），分闸力为分闸弹簧力、摩擦力、重力的合力。在触头从刚分离位置至完全分离的过程中（正常行程阶段），分闸力为分闸弹簧力、摩擦力、小压气缸的反力、重力。以动触头为等效构件，操动机构等效分闸力可以写为： F＋Fg－Ff－Fs1----------在正常行程阶段 Fdf＝ F＋Fg－Ff－Fs2---------在超行程阶段 式中F——分闸弹簧等效力； Fg——重力； Ff——摩擦力； Fs1、Fs2——小压气缸的反力； 灭弧室摩擦力的分析 4.1分析灭弧室摩擦力的意义 由上面的公式可知，掌握灭弧室摩擦力的大小对于分合闸弹簧的计算是很重要的；另外，从经济学的角度考虑，掌握灭弧室摩擦力的大小，可根据实际情况适当减少操作机构的设计裕度。不可否认，在单个情况下，节约的价值一般很少，但就总量来说却很可观。有资料表明，世界上的能量约有一半是以某种形式消耗在克服摩擦上。因此，从现实的角度来看，由于较好地进行了摩擦学设计而带来的节约，在为全人类的未来而保存资源的斗争中具有重大意义。为此，工业发达国家的政府已日益重视摩擦学的经济意义。根据英国教育科研部1966年的报告“润滑（摩擦学）、教育与研究”指出，英国由于较好地应用了摩擦学的知识，每年可节约不下五亿一千五百万英镑。 4.2灭弧室摩擦力的计算 摩擦必定是由于两配对表面之间有相互作用而引起的，其结果产生相对运动的阻力。当两个物体相互摩擦时，在接触表面上发生某种形式的相互作用，以阻止二者作相互运动。大多数摩擦理论均假设单位接触面积上的阻力为常数。因此， F＝As