1 引言
ã€€ã€€æ–·è·¯å™¨æ˜¯é›»åŠ›ç³»çµ±ä¸æœ€é‡è¦çš„ä¿è·å’ŒæŽ§åˆ¶è¨å‚™ï¼Œéš¨è‘—å¾®æ©Ÿè¢«å¼•å…¥æ–·è·¯å™¨æŽ§åˆ¶ï¼Œäººå€‘é–‹å§‹ç ”ç©¶æ™ºèƒ½åŒ–çš„æ–·è·¯å™¨ã€‚æ–‡ï¼»1]首先æå‡ºæ™ºèƒ½æ“作的概念,å³â€œå‹•觸é 從一個ä½ç½®åˆ°å¦ä¸€å€‹ä½ç½®çš„è‡ªé©æ‡‰æŽ§åˆ¶çš„轉æ›â€ã€‚éš¨åŽæå‡ºæ™ºèƒ½æ“作實施的第一æ¥å¯ä»¥é‡‡ç”¨åˆ†ç´šèª¿ç¯€ï¼»2],å³å°å¤§é‡é¡å®šé›»æµä»¥ä¸‹çš„æ£å¸¸è² è·é›»æµæ“作和次數ä¸å¤šçš„æ•…éšœé›»æµæˆ–電容電æµçš„開斷,采用ä¸åŒçš„2級或3ç´šé€Ÿåº¦ï¼Œå¯¦ç¾æ™ºèƒ½æ“作。本文é‡å°é…液壓æ“動機構的高壓斷路器的智能æ“作æå‡ºäº†æ‡‰ç”¨é›»ç£é–‹é—œé–¥åˆ†ç´šèª¿é€Ÿçš„æ–¹æ¡ˆåŽŸç†ã€‚
2 斷路器液壓æ“動機構的æ“動原ç†åŠéŽç¨‹
  斷路器液壓æ“動機構采用的液壓工作缸有直動å¼å’Œå·®å‹•å¼2種。本文所è¦åˆ†æžçš„å¸¸é«˜å£“ä¿æŒå¼æ¶²å£“æ©Ÿæ§‹é‡‡ç”¨å·®å‹•å¼æ¶²å£“工作缸,如圖1所示。圖ä¸çš„æ¶²å£“機構處于åˆé–˜ç‹€æ…‹ï¼Œåˆ†é–˜é–¥é—œé–‰ï¼Œåˆé–˜é–¥æ‰“開,活塞2端å‡è™•äºŽé«˜å£“æ²¹çš„ä½œç”¨ä¹‹ä¸‹ï¼Œç”±äºŽå·®å‹•åŠ›çš„ä½œç”¨ï¼Œæ–·è·¯å™¨ä¿æŒåœ¨åˆé–˜ç‹€æ…‹ã€‚分閘時分閘閥2打開,åˆé–˜é–¥6關閉,工作缸活塞桿5å·¦å´çš„高壓油經分閘閥2排入低壓油箱1,在活塞5å³å´çš„高壓油的作用下活塞桿å‘å·¦é‹è¡Œï¼Œå¸¶å‹•斷路器迅速分閘,最åŽç·©æ²–é 4進入緩沖空腔ä¸ä½¿é€Ÿåº¦ä¸‹é™ï¼»3]。

  圖2為壓氣å¼å…æ°ŸåŒ–ç¡«æ–·è·¯å™¨ï¼ˆç›´å‹•å¼æ¨¡åž‹æ–·è·¯å™¨ï¼‰çš„空載分閘é‹å‹•特性。分閘開始階段,é‹è¡Œé€Ÿåº¦ä»¥è¼ƒå¤§çš„åŠ é€Ÿåº¦å¢žåŠ ã€‚éš¨è‘—é€Ÿåº¦çš„å¢žåŠ ï¼Œæ–·è·¯å™¨æ»…æ•…åˆ†é–˜çš„åŠ é€Ÿåº¦é€æ¼¸é–‹å§‹æ¸›å°ï¼Œä½†æ–·è·¯å™¨çš„分閘é‹å‹•é€Ÿåº¦ä¿æŒä¸Šå‡ã€‚éš¨åŽæ–·è·¯å™¨åˆ†é–˜é€²å…¥ç·©æ²–階段。由于緩沖力的作用,速度下é™ã€‚模型斷路器æ“動機構的緩沖器為2級緩沖,在圖2ä¸çš„Vï¼l特性上表ç¾å‡º2次速度的急劇é™ä½Žï¼Œæœ€åŽåˆ†é–˜çµæŸï¼»4]。
  å°äºŽæ–·è·¯å™¨çš„分閘éŽç¨‹å¯åˆ—出活塞é‹å‹•方程,將é‹å‹•系統的質é‡å…¨éƒ¨æ¸åŒ–到活塞,則有

å¼ä¸ã€€P1為液壓工作缸有桿腔壓力;A1為液壓工作缸有桿腔實際作用é¢ç©ï¼›P2為液壓工作缸無桿腔壓力;A2為液壓工作缸無桿腔實際作用é¢ç©ï¼›M為æ¸åŒ–到液壓工作缸活塞的總質é‡ï¼›x為液壓工作缸行程;t為é‹å‹•時間;B為粘性阻尼系數;F1為壓氣室å力;k為系數,在液壓工作缸活塞進入緩沖å‰ç‚º0,進入緩沖åŽç‚º1ï¼›F2為液壓緩沖力。
 
3 液壓æ“動機構調速回路分æž
  在液壓系統ä¸ï¼Œé€šéŽèª¿ç¯€å›žè·¯æµé‡å¯¦ç¾é€Ÿåº¦èª¿ç¯€çš„èª¿é€Ÿæ–¹å¼æœ‰3種[5]:①節æµèª¿é€Ÿã€€é‡‡ç”¨å®šé‡æ³µä¾›æ²¹ï¼Œç”±æµé‡æŽ§åˆ¶é–¥æ”¹è®Šæµå…¥å’Œæµå‡ºåŸ·è¡Œå…ƒä»¶çš„æµé‡ä»¥èª¿ç¯€é€Ÿåº¦ï¼Œé€™ç¨®ç³»çµ±ç¨±ç‚ºé–¥æŽ§ç³»çµ±ï¼›â‘¡å®¹ç©èª¿é€Ÿé‡‡ç”¨è®Šé‡æ³µå’Œè®Šé‡é¦¬é”,以改變泵或馬é”的排é‡èª¿ç¯€é€Ÿåº¦ï¼Œé€™ç¨®ç³»çµ±ç¨±ç‚ºæ³µæŽ§ç³»çµ±ï¼›â‘¢å®¹ç©ç¯€æµèª¿é€Ÿã€€é‡‡ç”¨å£“力å饋å¼è®Šé‡æ³µä¾›æ²¹ï¼Œç”±æµé‡æŽ§åˆ¶é–¥æ”¹è®Šæµå…¥æˆ–æµå‡ºåŸ·è¡Œå…ƒä»¶çš„æµé‡ï¼Œé€²è€Œèª¿ç¯€é€Ÿåº¦ï¼ŒåŒæ™‚åˆä½¿è®Šé‡æ³µçš„æµé‡èˆ‡é€šéŽæµé‡æŽ§åˆ¶é–¥çš„æµé‡ç›¸é©æ‡‰ã€‚
ã€€ã€€ç›®å‰æ–·è·¯å™¨æ¶²å£“機構在動作時由蓄能器æä¾›èƒ½é‡ï¼Œé‡å°æ¤ç‰¹é»žæ‡‰é‡‡ç”¨ç¯€æµèª¿é€Ÿã€‚在實際斷路器è¨è¨ˆåˆ¶é€ ä¸é‡‡ç”¨èª¿ç¯€åˆ†é–˜å®šå¾‘唿ˆ–åˆé–˜å®šå¾‘å”大å°çš„æ–¹æ³•。該方法是一種節æµèª¿ç¯€ã€‚調節分閘定徑å”å³ç‚ºèª¿ç¯€æ¶²å£“å·¥ä½œç¼¸å‡ºå£æµé‡ã€‚分閘定徑å”調節的原ç†è¦‹åœ–3。
  å°äºŽæ´»å¡žé‹å‹•方程å¼ï¼ˆ1),P1為蓄能器的輸出壓力,基本為æ’值;A1ã€A2為定值;Mã€F1ã€F2åœ¨çµæ§‹ç¢ºå®šåŽç‰¹æ€§ä¹Ÿéš¨ä¹‹ç¢ºå®šï¼›B坿Œ‰æµé«”力å¸åŽŸç†æ±‚å–ï¼›P2應為從液壓工作缸無桿腔至油箱的壓差與油箱壓力之和。從液壓工作缸無桿腔至油箱的壓差ç‰äºŽæ¶²å£“工作缸出å£å£“力æå¤±èˆ‡å›žæ²¹è·¯ç®¡é“壓力æå¤±ç¸½å’ŒÎ”P1åŠ å®šå¾‘å”壓力æå¤±Î”P2。ΔP2為

å¼ä¸Î»ç‚ºå®šå¾‘å”壓力æå¤±ç³»æ•¸ï¼Œæ˜¯å®šå¾‘å”é¢ç©çš„函數;Ï為液壓油密度;V1為定徑å”處液æµé€Ÿåº¦ã€‚
  由å¼ï¼ˆ2)å¯è¦‹ï¼Œæ¶²å£“缸活塞é‹å‹•特性與定徑å”壓力æå¤±ç³»æ•¸Î»æœ‰é—œã€‚å› æ¤æ¶²å£“缸活塞速度特性的調節å¯ä»¥é€šéŽèª¿ç¯€Î»å¯¦ç¾ã€‚而λ是定徑å”éŽæµé¢ç©çš„å‡½æ•¸ï¼Œå› æ¤æ¶²å£“缸活塞é‹å‹•速度在其他æ¢ä»¶ä¸è®Šçš„æƒ…æ³ä¸‹ï¼Œå¯é€šéŽå®šå¾‘å”éŽæµé¢ç©ä¾†èª¿ç¯€ã€‚在液壓機構ä¸ä»¥æµé‡æŽ§åˆ¶é–¥ä»£æ›¿å›ºå®šå®šå¾‘å”å³å¯å¯¦ç¾é€Ÿåº¦èª¿ç¯€çš„功能。
4 液壓æ“動機構æµé‡æŽ§åˆ¶é–¥çš„鏿“‡
ã€€ã€€åœ¨æ¶²å£“æ©Ÿæ§‹ç³»çµ±ä¸æ¶²å£“閥是控制元件,其åˆç†èˆ‡å¦ï¼Œç›´æŽ¥å½±éŸ¿æ¶²å£“æ©Ÿæ§‹çš„æ€§èƒ½æŒ‡æ¨™ã€‚å› æ¤æ ¹æ“šæ–·è·¯å™¨æ¶²å£“æ©Ÿæ§‹çš„å·¥ä½œç‰¹é»žåˆç†åœ°é¸æ“‡æŽ§åˆ¶å…ƒä»¶å分é‡è¦ã€‚
  液壓æ“動機構的動作與一般的液壓傳動è¨å‚™ä¸åŒï¼Œå…¶å‹•作速度快,æ“作éŽç¨‹æ™‚é–“çŸï¼Œå¾žåˆ†é–˜é›»ç£éµå‹•作開始至觸é åˆ†é›¢å¹¶æ¸›é€Ÿç›´è‡³åœæ¢é‹å‹•僅需幾åms。å¦å¤–高壓斷路器液壓機構其液壓系統的æ“作壓力相å°è¼ƒé«˜ï¼Œå¯é«˜é”å¹¾åMPaã€‚å› æ¤æ¶²å£“é–¥çš„é¸æ“‡è¦æ±‚工作壓力高,動作速度快,動作å¯é 。
  液壓控制ä¸å¯ä»¥å¯¦ç¾é€Ÿåº¦åˆ†ç´šä¸”æ»¿è¶³å·¥ä½œè¦æ±‚的元件有電液伺æœé–¥ã€é›»æ¶²æ¯”例閥和電ç£é–‹é—œé–¥3種,其性能比較見表1ï¼»6]。
  電液伺æœé–¥æ˜¯ä¸€ç¨®èƒ½æŒ‰è¼¸å…¥é›»ä¿¡è™Ÿçš„æ¥µæ€§å’Œå¤§å°ä¾†é€£çºŒåœ°æŽ§åˆ¶æ¶²æµæ–¹å‘å’Œæµé‡ï¼ˆæˆ–壓力)的控制閥,具有體ç©å°ã€ç·šæ€§åº¦å¥½ã€æ»å€å°ã€éŸ¿æ‡‰é€Ÿåº¦å¿«ç‰å„ªé»žã€‚
  電液比例閥從控制功能和特性上看,與電液伺æœé–¥ç›¸é¡žä¼¼ï¼Œä½†å…¶æŽ§åˆ¶ç²¾åº¦å’Œå‹•態響應比電液伺æœé–¥ä½Žã€‚電液伺æœé–¥å’Œé›»æ¶²æ¯”例閥都å¯å¯¦ç¾é€£çºŒèª¿ç¯€?ï¼ã€€â€°å§¶ç °_關閥是一種通éŽé–‹é—œæŽ§åˆ¶ä¿¡è™ŸæŽ§åˆ¶æ¶²æµæµå‘çš„æŽ§åˆ¶é–¥ã€‚å®ƒé›–ç„¶åªæœ‰å…©ç¨®æŽ§åˆ¶ç‹€æ…‹ï¼Œä½†æ˜¯é€šéŽæ•¸å€‹é›»ç£é–‹é—œé–¥çµ„åˆå¯ä»¥å¯¦ç¾æ›´å¤šçš„ä¸åŒæŽ§åˆ¶ç‹€æ…‹ã€‚
  

  綜åˆä»¥ä¸Šç‰¹é»žï¼Œå°äºŽåˆ†ç´šèª¿é€Ÿæ–¹æ¡ˆï¼Œé›»ç£é–‹é—œé–¥ç”±äºŽå…¶é–‹é—œé€Ÿåº¦å¿«ã€æŽ§åˆ¶ç°¡å–®ç‰ç‰¹é»žè€Œæˆç‚ºä¸€ç¨®å¯è¡Œçš„æŽ§åˆ¶å…ƒä»¶ã€‚é›»ç£é–‹é—œé–¥çš„å‹•ä½œæŒæ€§å¦‚圖4所示。
  由圖4å¯çŸ¥ï¼šé›»ç£å¿«é€Ÿé–‹é—œé–¥é–‹é—œæ»¯åŽå°‡ä½¿æµé‡ç‰¹æ€§æ›²ç·šå˜åœ¨æ˜Žé¡¯çš„零使»å€ï¼Œå¿«é€Ÿé–‹é—œé–¥çš„æµé‡æ›²ç·šèˆ‡å£“力信號特性類似。
ã€€ã€€å¿«é€Ÿé–‹é—œé–¥æ‰“é–‹æ™‚éœæ…‹è¼¸å‡ºæµé‡çš„計算方法為
å¼ä¸ã€€Q為快速開關閥æµé‡ï¼›Cdç‚ºé–¥å£æµé‡ç³»æ•¸ï¼›w為閥å£é¢ç©æ¢¯åº¦ï¼›xf為閥芯ä½ç§»ï¼›Ï為油液密度;ΔP為閥進å£èˆ‡å‡ºå£çš„壓力差。
5 采用快速開關閥調節的控制ç–ç•¥
  由上é¢åˆ†æžæ¶²å£“機構æµé‡åœ¨æœ€å¤§æµé‡å’Œæœ€å°æµé‡ï¼ˆç”¢ç”Ÿæ–·è·¯å™¨æœ€ä½Žå¯é 分閘速度的æµé‡ï¼‰ä¹‹é–“的有é™å€‹é»žå–值就å¯ä»¥å¯¦ç¾é€Ÿåº¦çš„分級調節,這種調節采用幾個開關閥和一個常開節æµé–¥å¯ä»¥å¯¦ç¾ã€‚具體調節方法如圖5åŠè¡¨2所示(本文采用2個開關閥和1個節æµé–¥ï¼‰ã€‚
  在打開ä½ç½®æ™‚,快速開關閥R1å’ŒR2çš„å¯èƒ½è¼¸å‡ºæµé‡ç‚ºQ1å’ŒQ2,固定節æµé–¥R0çš„æµé‡ç‚ºQ0ã€‚æ¤æ™‚相應的控制模塊輸出æµé‡ç‚ºã€€ã€€
Qï¼k1Q1+k2Q2+Q0(4)
å¼ä¸ã€€Q為控制模塊輸出æµé‡ï¼›k1å’Œk2ç‚ºé–‹é—œé–¥çš„ç‹€æ…‹åƒæ•¸ï¼Œé–¥çš„æ‰“開狀態為1,關閉狀態為0。
  
 
6 çµè«–
  為滿足高壓智能æ“ä½œæ–·è·¯å™¨åˆ†é–˜é€Ÿåº¦çš„å¯æŽ§èª¿ç¯€ï¼Œä»¥é…æ¶²å£“æ“動機構的斷路器采用快速開關閥進行出å£ç¯€æµèª¿é€Ÿçš„æ–¹æ³•是切實å¯è¡Œçš„,而且也是經濟å¯é 的。
ã€€ã€€æœ¬æ–‡æŽ¨å°Žçš„ç›¸æ‡‰çš„æ–·è·¯å™¨å¯æŽ§èª¿ç¯€çš„åˆ†é–˜é‹å‹•方程å¼ç‚ºæ–·è·¯å™¨çš„å¯æŽ§èª¿é€Ÿæä¾›äº†ç†è«–便“šï¼Œå¹¶å…·æœ‰è¼ƒå»£çš„通用性,ä¸åƒ…坿 ¹æ“šè©²å¼è¨ˆç®—相應的é‹å‹•速度,而且也為æ£ç¢ºé¸æ“‡æŽ§åˆ¶æ–¹æ¡ˆå’Œé–‹é—œé–¥çš„åƒæ•¸çµ¦å‡ºäº†å®šé‡çš„關系。
åƒè€ƒæ–‡ç»ï¼š
ï¼»1] 馬志瀛,å¾é»Žæ˜Žï¼ŒæŽå†¶ï¼Žè¶…高壓斷路器è¨è¨ˆçš„兩個ç†è«–åŸºç¤ŽåŠæ™ºèƒ½æ“作[C].500kV高壓開關è¨å‚™é‹è¡ŒæŠ€è¡“論文集,1997.
ï¼»2] 馬志瀛,陳曉寧,ç‰ï¼Žè¶…高壓SF6斷路器的智能æ“作[J].ä¸åœ‹é›»æ©Ÿå·¥ç¨‹å¸å ±ï¼Œ1999,19(7).
ï¼»3] 施文耀.開關液壓機構[M].北京:機械工æ¥å‡ºç‰ˆç¤¾ï¼Œ1990.[4] å¾é»Žæ˜Žï¼Žå£“æ°£å¼SF6高壓斷路器開斷性能仿真分æžå’Œæ™ºèƒ½æ“作  [D].西安:西安交通大å¸ï¼Œ1998.
ï¼»5ï¼½ã€€é«˜è¨˜å¿µï¼Œè”šé•·æ˜¥ï¼Žé›»æ¶²æŽ§åˆ¶æŠ€è¡“åŠæ‡‰ç”¨ï¼»M].北京:石油工æ¥å‡ºã€€ã€€ç‰ˆç¤¾ï¼Œ1991.
ï¼»6] 劉少è»ï¼Žé«˜é€Ÿé–‹é—œé›»ç£é–¥çš„ç¾ç‹€åŠæ‡‰ç”¨ï¼»J].液壓與氣動,1995,
作者簡介:
  å«ã€€å¼‹ï¼ˆ1972ï¼ï¼‰ï¼Œç”·ï¼Œåšå£«ç ”究生,從事高壓斷路器仿真分æžåŠæ™ºèƒ½æŽ§åˆ¶æ–¹é¢çš„ç ”ç©¶ï¼›
馬志瀛(1937ï¼ï¼‰ï¼Œç”·ï¼Œæ•™æŽˆï¼Œåšå£«ç”Ÿå°Žå¸«ï¼Œå¾žäº‹é›»å™¨ç†è«–åŠæ‡‰ç”¨ç ”究;金立è»ï¼ˆ1964ï¼ï¼‰ï¼Œç”·ï¼Œå·¥ç¨‹å¸«ï¼Œåšå£«ç ”究生,從事電器ç†è«–åŠæ‡‰ç”¨ç ”究。