空气断路器毕业论文

随着现代科学技术的发展，知识的更新越来越快，企业要适应环境及市场的变化，就要不断提高学习能力，学习型组织正是顺应这一需要产生并发展起来的。下面是我为大家推荐的奥鹏 教育 论文，供大家参考。

奥鹏教育论文 范文 一： 高压开关技术

摘要

随着我国电力事业的迅速发展,人们对于电力系统可靠性和安全性的要求越来越高。电力设备正朝着大型化、自动化和智能化的方向发展。高压开关是电力系统中最重要的控制和保护设备,在电网中的作用至关重要,其故障带来的后果是十分严重的。一旦电力系统发生故障,即使只引起生产设备短暂的停止工作,也会造成巨大的损失。

本论文所要研究的高压开关技术，了解高压开关的发展现状及未来几年的发展趋势，以及国内、外高压开关发展情况，及高压开关的结构、工作原理、电气特性等;结合工作实际分析其常见故障;结合工作实际通过故障分析结果给出相应的解决方案。

关键词：断路器;负荷开关; SF6;操动机构;弹簧

1 绪论

高压开关的发展现状与趋势

电力系统是一个很大的实时工作系统。它的发电、变电、输电、用电是在同一瞬间完成的，随着电力系统的覆盖范围越来越广、电力机组的容量越来越大、供用电及电力 系统安全 性要求越来越高，需要电力系统能够用很完备的自动控制方式来协调。要让先进的控制系统最终能够实现控制，配备较为新型的断路器、组合电器是提高运行可靠性的重要 措施 之一。

高压开关设备是主要用于关合与开断正常或故障电路、或用于隔离高压电源的电器，它的发展很迅猛。目前，开关产品已从初期的油断路器、空气开关，进入到了真空断路器和SF6断路器及其成套设备(GIS)为主的新时代;设备电压等级也从交流12kv、提升到750kv，并正在向1100kv特高电压等级发展;机械加工从最基础的工艺手段发展到具有适合规模化、专业化生产的大型数控机床、加工中心、柔性生产线及专用工艺装备;产品性能从仅能满足近距离机械连锁操作，向可以远距离、无人值守的自动遥控、遥测操作发展;产品灭弧机理、灭弧室结构设计研发更为科学、先进，也更安全可靠;产品实现了真正意义上的计算机辅助设计，产品主要技术性能越来越进步、完善。

随着电力系统对配电系统的质量和可靠性要求的提高，对高压开关设备的性能要求也越来越高。为了满足当今社会对高质量产品的需求许多研究、设计和生产部门做了大量的卜作;另外，基础理论，材料技术、生产工艺、加工工艺和新技术的应用，也使得高压开关设备的技术水平有了很大的进步。这些综合起来大概有以下7个因素:

(1)环保。六氟化硫气体由于其优良的绝缘和灭弧性能，日前在高压电器中得到了广泛的应用，全球生产的六氟化硫气体约50%用于电力行业其中80%用于高压开关设备。但由于1997年《京都议定书》的签署使各国在逐步停止或减少六氟化硫电器的使用，日前尚未找到合适的替代气体，六氟化硫气体在电器生产中仍然有着其不可替代的作用。

(2)新介质、新材料的应用。对于户外产品而言，环境适应性能的提高(污秽，湿热，高海拔，盐雾和大气污染)是至关重要的，因此耐紫外线、强度高和自洁型的新型有机绝缘材料也在户外产品中得到广泛的应用，比如新型的户外环氧树脂、户外硅橡胶、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金属防腐技术也是高压开关厂家重点研究的课题。

真空断路器由于其优良的灭弧性能和少维护、免维护的特点，尤共是小型化、低重燃的真空灭弧室的应用，在户外配电断路器中所占比例越来越高。

(3)免维护。目前免维护产品(15一20年使用周期)的研究与开发是高压电器生产厂家的目标和方向。目前，用于六氟化硫断路器/重合器的弹簧操动机构可以做到2000次到500。次，用于真空断路器/重合器的弹簧操动机构基本上可以做到1000次机械稳定性，电磁操动机构(含永磁操动机构)可以做到5000次机构寿命，基本可以满足大多数用户的需求。但是控制永磁操动机构的电容器、蓄电池和电子设备的使用寿命只能达到7年左右与设备本体的要求并不匹配。

(4)小型化。目前，复合绝缘技术、气体绝缘技术和小型化真空灭弧室的使用，使得户外配电设备的尺寸和重量与以前相比大幅度减小。同时，电子测量控制设备的发展，使电流传感器和电容式分压器在高压电器产品中的应用成为可能，进一步减小了高压电器的体积。

(5)组合电器。户外配电开关设备的使用过程中，经常需要多种高压电器同时使用，因此许多厂家经常将两种以上的电器产品组合使用，如断路器一隔离开关组合电器、负荷开关一隔离开关组合电器、负荷开关一熔断器组合电器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用户的安装和使用。

(6)最优人机关系。将操动简便可靠、电动遥控操动、清晰的状态指不融人到开关的设计中，同时模块化的设计，插接式安装方式，二次系统现场总线使得现场快速安装成为可能，同时免维护开关设备和自动监测系统极大的减少了运行人员的工作量。新型的控制器及配网自动化系统可以将开关的状态即时传送到运行管理人员的电脑上，以及四遥系统的实现大大减少了运行人员的工作量。

(智能化。高压开关设备的翎能化是“十五”时期装备工业集传统的机械装置与电子产品、电子技术相结合的机电一体化新一代产品，钾能化既是一个个体又是一个系统。迄今为止，智能化只是一个泛指，相关行业并无一个规范的术语和定义。对于一个元件来讲，可以理解是按照智能化的要求植人一个或多个元素或者功能，如传感器、通讯接日等;对于开关成套设备，如配电设备、开关柜等，则可理解是对一个系统的综合要求，诸如自动化、远动化、四遥、在线监测等。

国外高压开关的发展情况

世界上高压开关的生产主要集中在欧洲几大公司(如西门子、ABB、Alston等)和日本几大公司(如三菱、东芝、日立等)，它们的产品基本上代表了世界发展水平。2004年法国Alston公司研制出了采用真空和SF6复合式灭弧室的145kv等级的高压断路器，降低了高压断路器的外形尺寸和操作功，提高开断能力，增强电气特性，缩短燃弧时间。日本东芝公司生产的GIS封闭式组合电器紧实小型化，防止环境污染，操作安全，维护方便。德国西门子公司在生产传统高压开关的同时研制出第二代热膨胀灭弧室和双向运动触头系统，对提高产品操作寿命有很大的益处。随着紧凑型高压开关设备的兴起，欧洲几大公司如ABB、西门子、Alston都竞相推出此类产品，它比起普通空气绝缘开关设备可节省占地面积60%，又比GIS节省大量费用。这些公司共有的特点是产品更新换代快，研究费用的投入比例较大，并且建立了强大的试验研究基地，这也是我国和他们之间最大的差距。

我国高压开关的发展情况

国内开关产品生厂商主要分布在东部沿海地区和陕西、甘肃、河北、河南等中西部地区;其中包括国内知名的“五大开”大型国有企业，即北京开关厂、平顶山天鹰集团有限责任公司、西安高压开关厂、上海华通开关厂、沈阳高压开关有限责任公司。还有很多如天水长城开关厂等中型国有企业、新兴民企、及合资企业。

我国高压开关行业经过50年的发展已建立了品种齐全、参数性能与国际接轨的产品体系，这些产品在品种、性能、质量、数量及生产能力等方面，基本可以满足我国电力工业发展和城乡电网建设与改造要求，不少产品已达到国际先进水平。我国在20世纪70年代末开始引进法国MG公司500kv SF6瓷柱式气体断路器设计制造技术，80年代又引进了日本三菱和日立公司500kv SF6气体断路器和封闭式组合电器(GIS)的设计制造技术。目前国产500kv气体断路器已在电网中大量使用，500kv封闭式组合电器在大型电站、变电所运行，110kv、220kv和330kv封闭式组合电器也在电网中大量使用。随着我国城市电网建设速度加快，封闭式组合电器将得到大量的运用，但相比国外产品，国产封闭式组合电器和气体断路器在可靠性、密封性和运行业绩方面还存在较大的差距，零部件的质量问题比较突出，配套能力差，在很大程度上制约了我国高压开关电器的发展。

在我国输配电系统中，60年代使用多油断路器、空气断路器，技术较落后，1968年华光电子管厂研制出第一只运用于商品化的真空开关管，但由于各种原因与国外的产品质量相差甚远。70年代初，我国开始引进第一台SF6断路器。经过20多年的努力发展，现在我国的电力系统中高压开关设备几乎全部使用SF6断路器和真空断路器。

目前我国以40kV电压等级为界，40kV以上高压开关全部使用SF6断路器，40kV以下以真空断路器为主。SF6断路器分为两种结构，一种为罐式，目前在电网中运行的252kV,363kV,550kV罐式SF6断路器已有数百台，它以其优良的环境适应能力，系统配套性和高运行可靠性得到用户的认可。另一种为瓷柱式，它可以通过灵活串接方式获得任意电压额定值，加之低成本，使其在500kV以下的超高压领域显示出优势。

真空开关广泛应用于40kV以下电压等级的电网内，分为真空断路器和真空接触器两种。目前我国110kV双断真空断路器已研制成功，它是由单断口真空断路器串接而成。真空接触器则主要用于中、低压配电系统中。

本论文的主要工作

本文首先介绍的是选题背景，高压开关的发展现状及未来几年的发展趋势，以及国内、外高压开关发展情况，提出目前我国高压开关发展的不足之处。.介绍所研究高压开关的结构、工作原理、电气特性等;结合工作实际分析其常见故障;结合工作实际通过故障分析结果给出相应的解决方案。

结论

电气事故的发生往往是从电气设备某一元件的故障开始，对事故发生的现象作出及时、准确的判断，采取有效科学合理的处理 方法 防止引发一系列的故障，通过此次论文对高压开关的结构、工作原理、电气特性等更进一步了解，能让学到的理论知识应用到实际中去分析其常见故障，提高事故处理速度、提高工作效率。

参考文献

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[2] Lin Xin,Geng Zhen-xin,Xu Jian-yuan, of series Reactor on Short-circuit

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[3] 徐国政，张节容.高压断路器原理和应用.北京：清华大学出版社，2000.

[4] 刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2003.

[5] 刘介才.供配电技术[M].2版.北京：机械工业出版社，2005.

奥鹏教育论文范文二：奥鹏网络教育 毕业 论文

摘 要

本文对解决大多数小学生 英语口语 水平较差的研究课题，结合本人在英语教学中的实践过程，给出了详细的实验 报告 。本文的假设是：学生的口语水平能够用各种活动加以提高。专门设计的三个星期的课堂教学实践活动证实了这个假设。

在实验过程中使用了分析法、原因分析法和问卷调查等理论方法验证了这个假设。

关键词： 学生;英语口语;多种活动;提高

1、自我简介

我已经有十年英语教学。在我的教学 经验 ，我遇到了这样的问题，我的大多数学生的英语说的不自由，那就是，他们有一个低水平的英语口语。学生在阅读和写作方面做的很好，但不重视口语。此外，他们没有兴趣，忽视了英语口语的重要性。如果这个问题不能得到妥善的解决，他们会厌烦 学习英语 。我希望我能解决这个问题，困扰了我这么长的时间，通过研究利用我的知识和教学理论运用到教学实践。

2、问题

我的问题是，我的大多数学生英语口语水平较差。

3、问题分析

作为一个英语老师，我发现的问题是，我的大多数学生不能讲英语流利而正确地。他们不能自由地表达自己。它是通过我的教学经验，确定。问题是，我希望我可以在我的项目解决。

我迫切需要的是找到这个问题的答案，因此我会解决它帮助我的学生有效地说话。在我的教学中，该问题被发现一个非常严重的。

分析方法

这个问题已经困扰我很长时间。我咨询了有关它的一些同事。他们给了我很多有价值的建议。

在某些方面，我们发现有三个方面可以考虑提高：首先，我要把英语作为一种语言，不只是一个问题。第二，在我的课堂口语活动，我一直关注而不是交流阅读。第三，我的 教学方法 很简单。

原因分析

老师的身边

我已经有三年的英语老师。从我的教学经验，我发现我没有花很多时间来强调英语口语的重要性。在口语课上，我没有为我的学生准备许多合适的材料和良好的活动。有时为了节省时间，我常导致他们先读，但忽略了各种各样的活动。我通常会安排他们读对话机械录音机后或直接显示透明度。我注意到我的学生获得好成绩。所以我的学生认为英语口语是不重要的和他们在笔试成绩比较。

学生一边

学生经常有测验。他们知道哪些方面可以得到高分。印记就是他们努力工作，而且他们的父母希望。所以他们只是做听力和写作实践，无论是在学校还是在家里。英语口语是被忽视的。他们应该意识到，他们可以互 相学 习，互相帮助，特别是在说话。

设施的教室和学校

村里的学校有设备差，我们没有计算机教学。我们可以使用黑板和粉笔，这有点难画者的关注比现代设备。此外，在我的班上有多少学生(45)，我觉得很难照顾好他们

。语言环境和考试系统

学生们每天面对自己的母语，他们只能在课堂练习英语，和他们的父母不会讲英语。他们认为中国的一切，不在英国，他们的英语口语是脆弱的，他们也可能在考试中获得高分，因为它不涉及英语测试。

问卷调查

因为我的大多数学生不重视英语课堂口语，我设计了一份调查问卷，对他们。根据我的日常问题，旨在找出问题在我的口语课的三个主要问题，尤其是小学生。他们太年轻，了解它的重要性。我选择了所有学生的不同层次来完成我的调查。下课后。学生们给了我答案。

通过数据分析，我发现大多数学生喜欢的课堂活动，32%的人认为他们的英语口语是非常困难的，25%的学生认为这是重要的。

我检查了我的问题，科学地看它是否是合理的。我和我的同事们讨论的问题。同时，我的工作，我的项目时间表。

4。项目目标

我的项目的目的是提高学生的英语口语水平。

5。项目假设

这是假设，学生的英语口语水平可以增加通过更好的设计活动

6。项目的理由

的小学英语教学的重要性

我发现在小学英语口语教学，可为 儿童 学习英语的未来更坚实的基础。如果英语可以说的更流利的学生更合适，语法的pupils'application会致富，然后瞳孔会增强信心，这是教育目标的英语教学在小学。

对工作组的工作的重要性

小组的工作，对工作在课堂上是非常重要的。它有助于沟通。每一组由不同层次的学生，学生可以帮助那些最落后。每一组是由以不同个性的学生互动。

根据这个，在英语口语课堂中的不同活动的设计是很重要的。这是由一些不同类型的活动。这些都是由不同的运动装，从控制活动控制活动的自由交流的一半。不同类型的活动，也适用于在不同水平的学生。初学者受益而先进的学生可以发现交际活动更收获更多的控制活动。

教师的作用

英语教授.埃克斯利认为：―一个教训是不是浇注学习到酒瓶子空的被动。最成功的课是学生，不是老师，做工作的更大的一部分。―语言教师最常见的故障是说得太多。他试图使教学替代学习，从而防止班学习。‖

我发现自己在扮演不同的角色在不同阶段的类。我有更大的控制权，在演示阶段，往往作为一个示范。在实习阶段，我希望是一个组织者，指挥和监控。在生产时，更多的情况是学生定向，教师起到刺激和辅助作用。一种校正的作用是贯穿于这三个阶段，但时机，?的方式和重点可能不同，在每一个阶段。

我鼓励他们更积极地参与课程，鼓励他们表达自己的意见，英国人常。作为一名教师，我不必纠正学生错误立即，同侪团体咨询，检查和互相帮助。?

的学生的作用

在我的课堂上我把学生为中心。我想让他们觉得学习英语很快乐。如果他们想学的更好，他们必须开口练习很多次。因此，在课堂上他们应该参加活动。他们必须在听力和口语，培养良好的习惯。他们可以互相学习，互相帮助。

所以学生必须实践的真实情况，如在家里除了上课。老师和他的同事，父母必须尽可能帮助他们。

.5材料的角色在教学

给他们一些准备的材料，如照片，卡片，透明度，调查问卷和口语练习。这具有明显的优势：我要准备学生练习英语口语的一些材料，确保他们都非常接近学生的日常学习和生活，甚至一些学生感兴趣的话题。

7。项目实施

这是假设，学生的英语口语可提高设计更好的活动。此外，他们可以更有效地学习 英语单词 。我的这部分的研究是在四月七日进行的2013–march6 2013。以下是教学方法。我将在我的课堂教学。

介绍主题

我的这部分的研究是在3月/ 6进行。/ 2013 - 2013年四月七日。

我选择了PEP小学英语书，3单元有多少?新的口服活性的新任务是设计提供学生有机会说英语的目的和自由地。在我的班上有四十五个学生。因为它是一个大类，我必须用控制练习，除此之外，我可以利用半控制和无法控制的练习。尤其是最后一个是我的目标。

原则

以下是教学方法，我将我的课堂教学。

1)在学习新的知识我可以选择控制和半控制活动。我可以监控所有的类。所以他们可以看清楚在开始。他们自信的第一讲英语。

2)鼓励所有的时间我的学生。语法教学是语言学习者非常重要。

3)安排多种对工作组的工作，对学生很有帮助。

A.控制演习

本部分强调模仿和背诵。

1)模仿阅读----有两种方式：读一本书或不读一本书。

2)阅读----其规则训练的语调和说话。这是口语的基础上。它的发音，形状的领带，和意义。我可以选择所有的类，组的工作，对工作和单。

3)代换练习：机械变化，用不同的词和 短语 在句相同的部分的变化。

B.半控制练习

1)意义替换练习：它需要理解的响应。

2)要求根据事实而看着图片回答：回答，对象和行动;或回答的对话与文本。

3)看，说我可以用一组图片。它在特定的主题，所以你可以扩大词汇量。

4)复述课文----我引导学生回忆对话文本。不要硬记盲目。我能给你的照片，并概述了草案，关键词。

无控制的练习

它能模仿现实生活。它并不集中于特定语言程序(一般现在时，为什么的问题)。为了表达他们的想法，学习者可以使用各种语言形式。信息差是最重要的运动。程序的实践是填补和理解。

1)角色扮演----对工作或工作组。我能给你的实际情况和角色扮演。

2)跨越信息鸿沟——这两个学生。每个人都得到一条信息，说他们不知道对方。他们把事实通过沟通。其材料是日常生活或两个不同的图片的形式。其要求填写或找到相同和不同的两张图片。

3)玩游戏——这是很平常的口语活动形式。学生在小学非常喜欢玩游戏。它能激励他们在课堂上。

4)自我报告----每个人都报告他们的身体，年龄，学习用品等，尽可能。这是一个很好的方式表达自己的想法。

教学计划

在我的项目中，我有许多的活动要尝试在三周。这些活动如下。

1周活动1多少?

这项活动是基于在PEP小学英语(书3)3单元

让我们的谈话让的实践

目的：使用 句子 模式‖多少……你知道吗?我能看见……‖流利。

视觉教具：艾米和吴一凡面具，放风筝，照片，录音，录音机

说明：综合控制，半控制和上课不能控制活动

步骤1：热身

互相问候。

步骤2：介绍

1)表明有一些图画，问他们是什么?―当学生说他们的书籍，继续问：―你能看见多少本书?―引导学生回答：―我能看见……‖的书。

2)显示与笔苹果等图片，用同样的方法练习提问和回答。

3)显示图片和四个绿色的铅笔和黑色钢笔迅速，然后消失。问：―你能看到多少支铅笔?―如果学生给出不同的答案，老师给他们的答案：我能看到四个绿色的铅笔。黑色的是一笔。

4)表明，六个苹果和一个香蕉，十只大熊猫和熊，八只狗和一只猫来实践―……一个是..―显示十一个风筝和一个黑色的鸟最后，问―你能看见多少只风筝?学生的回答之后，老师说：―让我们数一数!1,2,3，……11.那么，黑色的是一只鸟。真的。如此多的风筝!让我们飞吧，好吗?―

步骤3：实践

1)(书打开。)看艾米和吴一凡之间的对话，听录音。

2。让学生们的行为和吴一凡和风筝。

结论

目前的研究主要是基于项目，我从三月到四月，旨在提高我的学生说的能力。一个月前，我决定在我大部分的学生英语口语水平较差的问题。我使用的分析方法，分析原因，找出问题的原因，为问卷调查。我还制定了具体的研究目标和研究假设。然后我做了一些可能的解决方案。接下来我实现我的项目，我做了很大的改进，并得到了去研究自信。实施三周的项目后，我发现70%的学生取得了进步，他们想讲英语，在学校或课外。有些学生能说出漂亮。一些薄弱的学生喜欢与学生谈话的顶部。我想用问题的分析方法是适用的，问题的目标是现实的，这个假设是可证明的，项目有一个坚实的基础。现在我很高兴，我的问题已经解决了。通过研究，我得到了很多好处。我的教学研究会，会越来越深。这将使我完美的教学的漫长的过程

工具书类

1。顾曰国，2007，实际工程设计中，外语教学与研究出版社

2。顾曰国，2007，英语语言教学法，外语教学与研究出版社

3张颖。小学英语的教学方法。外语教学与研究出版社，2001

4吴振。口语：繁殖。外语教学与研究出版社，2002。

5。C. E.埃克斯利，J. M.埃克斯利：基本英语书两，1997

电力机车在我国的国民经济和社会发展中起着大动脉的作用，同时对国家经济持续增长和社会安全所起的作用也是其他运输方式所无法替代的。下面是我整理的电力机车新技术论文2500字，希望你能从中得到感悟!

电力机车新型智能真空主断路器的研制

[摘要]针对现有电力机车主断路器的不足，研制一种新型电力机车真空主断路器，以“1+1”方式安装，在某主断路器发生故障时，司机可通过开关切换到另一台主断路器，保证机车不因为主断路器故障而发生机破。

[关键词]“1+1” 电力机车 智能 真空主断路器

主断路器是用来接通和分断电力机车的高压电路，是机车的电源总开关，同时，当机车发生故障时它又可迅速切断机车总电源以保护其他设备，是机车最主要的保护装置，所以主断路器具有控制和保护的双重功能，其可靠性直接影响机车的安全运行。

目前，电力机车安装的主断路器分空气断路器和真空断路器。由于空气断路器结构复杂、故障率高而不被新型机车采用，但普通真空断路器也存在绝缘强度薄弱等不足，

因此我们于2008年9月立项研制一种电力机车新型真空主断路器，以“1+1”安装方式，即两台主断路器安装在同一底座上，控制装置也相互独立。实现一台机车上有两台主断路器交替工作，避免因单台主断路器发生故障而引起的机破，保证机车安全运行。

1设计思路

两台主断路器、两套装置

目前，电力机车上主断路器只有一台，无论是空气断路器还是真空断路器，在运行中一旦主断路器发生故障，则机车只能停止运行等待救援。因此我们设计增加一台主断路器，当一台主断路器发生故障时可以有另一台替代使用，确保机车正常运行。同时为了不过多地改变机车原有的构造和尺寸，我们设计将两台主断路器放置在同一台底座固定板上，以便于安装。

采用真空灭弧

为提高主断路器的使用寿命和减小主断路器的体积，我们取消原空气断路器的隔离开关，并把灭弧室改用真空灭弧室。真空灭弧的电性能和机械性能高，绝缘强度比大气的绝缘强度要高得多，同时由于采用真空灭弧，所需的间隙很小，可以实现提高使用寿命和减小体积的设想。

采用永磁机构

为保证主断路器分合闸动作的可靠性，我们将传统的

电空机械装置改成永磁机构，使整个操动机构结构简单可靠、工作寿命长、操作功率小、作用特性与断路器的反力特性很好匹配，且能做到合闸速度较小而分闸速度较高的理想结构。

2结构和原理

“1+1”电力机车智能真空断路器以底座为界，分为高压和低压两部分。高压部分位于机车顶部，由引出线和断路器主体组成。低压部分由永磁机构和智能控制装置组成。永磁机构的运动部件只有一个，具有合闸、分闸两种状态。永磁机构的拉杆带动真空灭弧室作直线运动。

图3新型智能真空主断路器结构示意图

灭弧室单元由长寿命真空灭弧室和复合绝缘材料组成，通过固体绝缘密封技术和连接件组成一体，永磁机构通过连接螺杆直接安装在开关体上，通过控制得电动作，控制连接螺杆上推和下拉。合闸时，连接螺杆上推，压动开关体内绝缘拉杆，带动触头弹簧和传动件，使真空灭弧室动触头闭合，并以恒定压力压紧，使动静触头紧密接触;分闸时，连接螺杆下拉，同样通过开关体内绝缘拉杆和传动件拉开灭弧室动触头，使开关打开。在开关动作的同时，安装在永磁机构上的联锁拨杆同时上下移动，带动直线凸轮，使联锁开关打开或闭合。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ―磁力线分布图;

①―静铁芯;②―动铁芯;③―合闸线圈;④―永久磁铁;⑤―分闸线圈;⑥―导向轴。

永磁机构处于合闸位置，永久磁铁产生的磁力线如图中Ⅰ。这时，下部磁路磁阻远大于上部磁路，动铁芯②保持在合闸位置。分闸时，分闸线圈⑤通电，分闸线圈中的电流产生磁场，其磁力线方向如图中磁力线Ⅱ。分闸线圈在上部工作气隙产生的磁场方向与永久磁铁所产生的磁场方向相反。当分闸线圈中的电流达到某一值时，机构上端的磁力线被抵消殆尽，动铁芯开始在触头簧(或分闸簧)及少量电磁力的作用下向下运动。随着底部气隙的减小，气隙磁阻也逐渐减小，当下部气隙的磁感应强度远远大于上部气隙的磁感应强度时，动铁芯向下将呈加速运动。当动铁芯运动至行程一半后，线圈电流和永久磁铁产生的合成磁场，其方向是向下的，于是，又进一步加速了动铁芯的运动，直到断路器分闸到位。断路器分闸到位后，连锁装置将信号返回控制器，自动切断分闸线圈⑤中的电流，动铁芯保持在分闸位置上。

3各部件的设计

灭弧室的设计

普通真空灭弧室还不能直接应用到电力机车上。因为普通灭弧室的寿命为1万次，而电力机车上断路器分合动作频繁，1万次的寿命使用期限也就一年左右，所以我们采用双断口串联，可提高分断高电压的能力;触头间距为小开距，可极大地提高灭弧室的寿命。为了保证断口同步断开，设计采用特殊的传动机构，使不同步度小于1ms，小于2ms的安全值。另外，我们还采用特殊结构的波纹管，以配合小开距，使灭弧室的寿命>30万次。大量的动态分析试验证明，本文所述的真空断路器的机械寿命达到20万次以上。

我们设计分断最大短路电流为10kA，但灭弧能力为20kA，实际裕度为l倍之多。灭弧室中，动静触头材料选择铬铜合金，截断电流为5A以下，可有效防止操作过电压的发生。

操作机构及传动的设计

在各种条件下都应可靠地分、合闸，是主断路器对操动机构的基本要求之一。目前广泛使用的操动机构有电磁、弹簧、气动、液压电动，但其机械故障率占主断路器总故障的70%左右。为此，我们采用无磨耗件精密型永磁机构，不但保证了主断路器长期动作的可靠性，而且满足主断路器分、合闸及灭弧特性要求。灭弧室需要的闭合力为1000～1200kN，永磁机构闭合力设计为3300kN，足以确保机构的正常动作，传动中的触头弹簧寿命>500万次，机构动作安全可靠。

我们采用钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁体，因为它有高的剩余磁感应强度，Br可以达到(退磁曲线上磁场强度H为零时，相应的磁感应强度，也成为剩磁)以及高的矫顽力，使永磁体很不容易退磁。永磁机构的压力和触头压力相比，留了100%的裕量，以保证足够的安全性。

永磁机构通过电磁机构和永磁铁的特殊结合实现传统机构的功能，电磁线圈和磁路为静止机构，只要设计合理，没有外力破坏，一般它不会损坏。大量试验证明，只要选材合理，精心设计，永磁机构本身机械寿命可以达到100万次以上。

永久磁铁与分、合闸线圈相配合，较好地解决了合闸时需要大功率能量的问题，因为永久磁铁可以提供磁场能量，作为合闸之用。永磁机构工作时，只需瞬时供电，一般小于60ms，在分、合闸状态时，线圈没有电流通过，保持力由永磁铁提供，不再消耗能量。这就使我们可以减小合闸线圈的尺寸和工作电流。因此，永磁操动机构可以做到真正意义上的免维修、少维护、长寿命。

绝缘设计

高压开关的绝缘设计至关重要。由于车顶空间的限制，绝缘距离不能很大。电瓷绝缘材料绝缘优良、价格便宜，但联接须采用金属连接件，体大物重，不耐碰撞，内外温差大时容易开裂。根据电力机车上的使用环境条件，我们选用粘接力强，机械强度高，有较高的耐寒、耐热、耐化学稳定性的APG工艺复合绝缘材料，双断口上进上出，在空气湿度100%饱和情况下，空气间绝缘距离>400mm，电压等级，外爬距、内爬距，对地耐压80kV/lmin，断口间耐压85kV/lmin。APG工艺复合绝缘材料与水不亲和，可防止因雨水绝缘放电，从而有效地防止瓷瓶放电事故的发生。

智能控制器及联锁设计

永磁操动机构必须在控制器的驱动下才能实现开关的分合操作，因此，控制器的性能优劣对断路器的性能有很大的影响，要保证断路器的可靠工作，就必须要有一个可靠的控制器。

系统组成的原理

智能控制器主要由5部分组成：电源模块、输入模块、输出模块、CPLD智能控制模块、驱动模块。我们采用复杂可编程逻辑器件CPLD作为智能控制部件，借助于计算机，在EDA工具软件quartus II平台上，以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段，自动完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合、以及逻辑优化和仿真测试，直至实现规定的电子线路系统功能。这种纯硬件的实现方式在工作可靠性方面有很大的优势，这是因为硬件电路不管受到什么干扰，其电路结构不会发生变化。采用EDA技术的全硬件实现方式，由于非法状态的可预测性以及进入非法状态的可判断性，从而确保了从非法状态恢复到正常状态的各种措施的可行性。

可靠性设计

电磁兼容性设计

永磁操动机构在运行中由于开关大电流而产生很大的电磁干扰，永久磁铁和线圈均会产生很大的磁场干扰，另外，开通和关断过程中，电容充放电亦会产生幅值很大的脉冲电压和脉冲电流，会通过电源通道耦合到控制器自身，所以抗干扰问题对于控制器来说非常重要。我们在设计中采取的措施主要有：①电源输入加有性能优良的电源滤波器，可以防止通过电源线的传导干扰;②专用芯片通过光电电路完全与外部I/O部分隔离，以保证专用芯片安全运行;③模拟电路滤波和专用芯片数字滤波同时使用，确保不会发生误动的情况;④电路板精心设计，精心布线，避免线路之间的串扰。

电力电子电路的可靠性设计

电力电子电路是控制器的另一个关键部件，它的负载是一个大的电感，在开通和关断过程中会产生很大的动态dv/dt，加之工作电流很大，使器件有可能同时受到大电流、高电压和寄生电容中的位移电流的作用，所以确保这部分电路稳定可靠的工作亦很关键。

①在设计中使用抗冲击能力强、dv/dt性能好的IR公司生产的IGBT和IGBT控制芯片;

②精心设计电路参数,反复测试，保证输出波形好;

③精心设计和调试吸收电路，保证驱动电路稳定工作;

④过流保护电路，确保电力电子电路的安全运行;

⑤为防止长时间通电，采用的控制算法是：正常时采用最短时间与开关位置信号控制，在位置信号失效时采用最长时间控制。

智能自诊断、自检测设计

控制器采用全硬件状态机作为整个系统的工作调度，这就使其可以充分发挥全硬件电路容错技术的优势，在运行中可以对各种状态进行跟踪，可以监视各种非法状态，由非法状态转入正常状态只需要几个微秒，因而不会因进入非法状态而对系统造成影响，确保在运行中不会出现死机现象，即确保控制器永远保持在运行状态。

零位断合

利用电子操控计算机的多余功能和精密性永磁结构优势，设计零电流打开和零电压闭合的智能控制技术，即适时采样，计算发令，自适应修正等，使断合点在零位正负2ms以内。经模拟试验表明，该项技术达到了预期效果，较好地抑制了过电压的产生。

传动关节点的固体润滑技术

为了使断路器实现其真正意义上的少维护、不检修，甚至不维护，断路器的几个转动关节，采用了二硫化铝加石墨的固体润滑技术，寿命试验的结果基本达到了预期的目标。

4主要技术指标

工作电压：AC25kV;最大工作电压：AC30kV;

工作电流：ACl000A;最大工作电流：AC1250A;

工作频率：50Hz;

额定短路开断电流：ACl0kA;

额定峰恒耐受电流：;

最大开断电流：AC20kA;

控制器工作电压：DC110V;

开关动作反应时间：≤20ms;

开关动作时间：≤50ms;

开关动作控制器永磁机构通电时间：≤25ms。

5执行标准

TB/(机车车辆电气设备、第四部分，电工器件交流断路器规则)

TB/T2055-1999(机车真空断路器技术条件)

TB/T3021-2001(铁道机车车辆电子装置)

GB/(电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验)

6主要技术特点

①采用先进的复合绝缘材料，具有抗老化、防紫外线、高强度及优良的电气绝缘性能;

②断路器主体采用先进的APGP注射成型工艺加工技术;

③专门研制的长寿命的真空灭弧室;

④国家专利技术的永磁操动机构;

⑤开关内部结构简洁、稳定性好;

⑥可靠性高;

⑦与机车原有主断路器有互换性。

7结束语

“1+1”电力机车智能真空主断路器于2009年5月19日在福州机务段的SS3B4045机车上安装试用，运用至今仅出现过一次真空断路器控制预备中间继电器联锁线断，导致继电器不得电，机车无压无流。但正因为这种断路器有两台断路器，运行中司机通过切换，启用另一台断路器，照常运行，回段处理，不造成机破。这也正体现了这种断路器的优越性。

浅析电力机车空转原因及处理

[摘 要]本文通过对电力机车空转故障分类、故障原因、故障判断检测以及故障处理方法进行分析，为保证机车运行安全，确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行提供一定的理论依据。

[关键词]电力机车 空转故障 处理方法

中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2016)07-0330-01

铁路在我国的国民经济和社会发展中起着大动脉的作用，同时对国家经济持续增长和社会安全所起的作用也是其他运输方式所无法替代的。随着机车运行速度的提高和牵引定数的增加，机车出现空转故障的几率越来越大，对机车安全运行的影响也越来越明显，因此，完善机车控制系统和提高乘务员操作水平，防止机车空转故障的发生，是保证机车运行安全，确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行的关键所在。

1.电力机车空转现象及防空转系统

空转故障分类

轮对产生的轮周牵引力大于轮轨间的黏着力时车轮就会发生空转。根据机车实际运用中空转故障发生的情况，机车空转故障分两类：一是非正常空转，即大空转或真空转，恶化后会导致轮轨擦伤：二是正常空转，即假空转，及时采取人工补砂的措施会有明显的效果。

防空转系统

电力机车电子柜或微机柜均设置了微机防空转系统，该系统是以提高黏着利用率及防止大空转为主，允许一定程度的微小空转。当轮对空转趋势达到一定程度，就将相应的电机电流高速大幅度削减，可使空转很快得到抑制，然后再以一定规律恢复牵引电流。

2.电力机车空转故障的原因分析

正常空转的原因

(1)机车转向架到司机室端子排的光电传感器接线断路或绝缘破损，引起速度信号异常，导致假空转。

(2)光电传感器故障引起假空转。电力机车上目前使用的光电传感器大部分是TQG15B型传感器，当传感器芯片烧损或绝缘破损、传感器引出线绝缘破损，线路断路、短路或接触不良等，瞬间无速度信号输出或速度信号受干扰，都会引起假空转。

(3)光电传感器接线盒进水，引起线路接地或短路将导致假空转。

(4)电子插件故障。防空转系统电子元件超出使用寿命期限，造成插件程序故障。

非正常空转的原因

(1)电力机车轮缘喷油装置喷油量太大、线路道岔油润过多等也会引起机车真空转，伴随空转灯亮、撒砂、减载等。这种情况下，机车检修部门应适当调节轮缘喷脂装置的喷油量或改为干式轮缘润滑装置，防止真空转。

(2)司机操作不当。电力机车在运行中，司机操作不当，手柄指令过高，容易发生真空转。因此，机车在雨天或坡道上起车或行驶时，指令不应一次给得太高，当速度起来后再继续追加电流。当发生真空转或滑行时，司机应适当降低手柄级位，待速度起来后再追加电流，抑制真空转发生。

3.电力机车空转故障判断及检测方法

一般故障的显示

机车在运行中遇到启车加速、持续大坡道大电流运行、过岔区、曲线运行、轨面有油、冰、雨、雪天气经常会发生空转、滑行或电流电压波动等现象，机车乘务员可采取人工补砂的措施。发生大空转时，空转灯亮、自动撒砂、电流电压波动频繁，而且电流电压波动弧度大。发生小空转时有时空转灯不亮、不下砂，只是电流电压在小范围内波动。这种情况下，机车乘务员只需切除电子柜上方或微机防空转上的“空转保护”开关即可或将电子柜倒B组维持运行即可让防空转系统正常保护动作。

机车进行库内检测

机车在运行中发生空转故障回段报修时，可利用光电传感器动态检测仪。光电传感器动态检测仪简单来说是一个在机车静止的状态下，能给光电传感器提供均匀的速度信号，并且能实时观察速度及频率大小、变化情况，速度信号输出波形的检测设备。利用该设备，可以在库内对机车光电传感器及相关线路进行检测，可以较准确地判断出造成空转故障的故障点，并在库内做相应的处理，大大提高了处理空转故障的效率，同时减少了机车试运行，减少了检修或技术人员跟车处理的次数，节约了人力资源，提高了机车的运用效率。在库内进行检测无结果的就要跟车用便携式示波器进行动态检测。

跟车进行动态检测

由于机车在运行中产生剧烈振动，使空转保护系统某些线路瞬间接触不良，引起速度信号丢失，从而造成空转，这种情况是极少数的。这类故障在库内机车静止的情况下是很难检测到故障点，因此，必须派人跟车使用携式示波器进行动态检测，另外也可用示波器检测。

4. 空转故障的处理方法

运行中对空转故障的处理

(1)如果是正常空转，乘务员只需及时采取人工补砂的措施就会有明显的效果。

(2)机车电流、速度大于某值，空转、撒砂不止，电流卸载不能恢复，可能是某一速度传感器发生故障，乘务员可根据防空转系统自动查找出故障传感器，自动切除该位置速度传感器，并在插件面板上显示，然后可正常操作机车运行，回段后向检修人员报修。

(3)微机防空转插件板故障可能使电机电流达到某一值而卸载，机车并没有发生空转就发出减载指令，牵引时无恒速控制。此类故障乘务员可通过将防空转故障开关转到故障位运行来判断，如果正常，就可判断为防空转系统故障，回段后报修。

回段对空转故障的处理

(1)机车回段后，检修人员对报空转故障的机车要详细了解运行中的情况，例如空转发生区段的自然状况，乘务员是否采取自诊断功能，是否切除防空转功能等。

(2) 光电传感器信号线故障的检测及处理

若在司机室端子上检测到某轴位传感器信号不良，而光电传感器下车检测又正常的情况下，可以判定为该位传感器的信号线故障。表现在线路断路、短路、接地。可以通过数字万用表进行检测线路的通断，用250V兆欧表检测其线路绝缘状态。确定线路不良时，必须进行换线才能彻底处理。换线时应注意不要损伤插头及线，接线时应按照接线表对应接线，防止接错线。

(3)光电传感器故障的检测及处理

电力机车光电传感器可以通过车下检测设备进行检测，确定传感器故障后，则可更换光电传感器。光电传感器在安装上车时，传感器与轴箱之间要加防水胶垫，同时传感器引出线应斜向下，防止进水，同时要避免引出线过度弯曲。光电传感器接线插头与接线盒插接应牢固，用绝缘粘胶带包扎好，防止进水。

总而言之，能够根据电力机车空转的具体情况，对机车产生空转故障的原因进行正确综合的分析，并提出故障处理方法，可减少因空转引起的机车故障及行车事故发生率，提高机车的运用效率，确保机车运行的安全性。

参考文献：

[1] 王迁.浅谈电力机车的空转故障[J].机车电传动，2009(6)：60-61.