毕业论文修改

苏州工业园区职业技术学院 毕业论文 课题：活门提升机构—开关柜活门提升机构与 断路器手车配合关系 专业：机电设备维修与管理 学号：201400469 姓名：俞豪杰 指导老师：肖舫 日期：2017.3.16 目录 ? 引言·················3 ? 正文·················4 （一） 活门提升机构和断路器手车的简介 1、断路器手车的简介 2、活门提升机构的简介 （二） 活门提升机构和断路器手车的工作原理及位置 1、断路器手车 1.1断路器手车在柜内的位置 1.2断路器手车的功能 2、活门提升机构 2.1活门提升机构在柜内的位置 2.2活门提升机构的工作原理 3、活门提升机构与断路器手车间的配合特点 （三） 基于Pro/E机构动力学分析解决实际问题 3.1 Pro/E机构动力学的含义 3.2 Pro/E机构动力学的功能和优势 3.3运用Pro/E机构动力学解决实际性问题 ? 结语·················8 ? 致谢·················9 ? 参考文献··············10 引言 城市在发展世界在飞速进步，遍布的电网，令城市的日益完善的电力系统得到了充分的利用，大大的便利了人民的日常出行及生活。在如今的电力系统中，输变电设备也就变得尤为重要了，例如KYN28A-12金属铠装封闭式移开型交流电断路器开关柜就拥有着很多的优点，并在国内外的电力市场上得到普遍的认同和广泛的使用。而活门提升机构因为是KYN28A型断路器开关柜中一个很重要并且特殊的部件机构，它不光在设备安全和操作者的安全上起到了主要的防护保障功能外，同时它还和断路器开关柜适用于各种款式的断路器手车之间有一些内在联系，活门提升机构和断路器手车间能否完美的配合，还决定了断路器开关柜安全的运行情况及开关柜的电器性能状况，特别是在现如今的情况下，自主研发设计并生产断路器手车的相关厂家特别的多，并且每个厂家生产的断路器手车都是很多关键部位的零件尺寸是不完全相同的，尽管是为了给用户提供较大的选择范围，但是同时它却给开关柜制造商带来了很大的不方便，活门提升机构需要重新设计尺寸来应对不同款式的断路器手车。 断路器开关柜中断路器室的安排一般处于柜子的中间位置，此时断路器手车的布置位置就处于柜内中部，就是所谓的中置式布置，而活门提升机构柜内布置的高度是和断路器手车一致的，一般的情况下断路器手车在断路器开关柜内的位置有两个：实验位置和工作位置。实验位置的时候活门提升机构处于原始的关闭状态，将一次带电体完全隔开，保护操作人员和设备的安全。开启机构通过两根连杆控制着活门板的开合，在活门提升机构和断路器手车二者配合的过程当中最关键的一点就是，断路器手车上的动触头和断路器开关柜内部的静触头要能啮合在一起，活门提升机构上的活门板是要被完全打开的。静触头固定连接在断路器开关柜内部的分支排上，并装在触头盒内，动触头则是裸露着固定在断路器手车上的。当断路器手车的动触头随着向前推动靠近静触头时，活门板一定要向两端开启将静触头展现出来，否则手车将无法达到工作位置，导致动静触头无法吻合在一起，它们二者间的配合其实是时间和空间上的同步。 断路器手车机构与断路器活门提升机构配合关系 （一）断路器手车与活门提升机构的简介 1、断路器手车的简介 断路器手车是由框架、高压熔断器、极柱、动触头（梅花触头）、挑帘板、触臂、绝缘罩、底盘车及内部机构等零部件构成的。（下图是断路器手车上零部件的两个视角图示简介） 正面视角 背面视角 2、活门提升机构的简介 活门提升机构是由左右两个开启机构，两块活门板，以及两根导杆组成的。（下图是活门提升机构上零部件的图示简介） （二）活门提升机构和断路器手车的工作原理及位置 1、断路器手车 断路器手车的类型：保护类功能手车、隔离类功能手车、测量类功能手车、检测类功能手车、辅助类功能手车 1.1各式断路器手车的功能 ①保护类功能手车：在正常配电通过负荷电流的时候，当供电系统发生严重负荷或短路故障时，和它相对应的自动装置或继电保护相互配合，快速的切断故障电流，保障了设备的安全。 ②隔离类功能手车：隔离手车的功能和隔离开关是差不多的，在检修的时候主要是起到了防误触的作用，进线有明显的断口，隔离手车本身带有机械闭锁装置和电气，主电流回路带电的时候闭锁电磁铁也是处于带电状态的，断路器手车是无法从配电柜内摇出的，从本质上断绝了误操作，上下两个梅花触头间是一根金属导电棒，通过梅花触头来实现与主电流回路的可见端口，来达到隔离的作用。 ③测量类功能手车：为了直观的对用户用电的情况进行监测和防护，故此将电压互感器、电流互感器以及熔断器安装在断路器手车的内部，从而来达到了计费的目的，与此同时此断路器手车还兼顾着对主电流回路的隔离作用。 ④检测类功能手车：将配电柜的开关单元中防触电功能机构解除，进行了对一次主电流回路带电状况的检测，断绝了操作者会对配电柜进行带电操作，从本质上保护设备不受到损害及保障了操作者的人身安全。 ⑤辅助类功能手车：应用于承载保护类、隔离类、测量类、检测类手车，将其转移至相对应的断路器配电柜当中。 1.2断路器手车在柜内的位置 断路器手车在柜内有固定的断路器室，通常是处于开关柜内部的中间位置，采取的是中置式布置方法，一般情况下，断路器手车机构要进入到配电柜的内部会通过两个位置，分别是实验位置和工作位置。 1.3断路器手车柜内位置的变化 当操作者将隔离类断路器手车或者是其他功能类的断路器手车在配电柜内从实验位置推动到工作位置的时候，由于挑帘板的作用影响活门开启机构发挥作用，使得活门板随之打开，满足了将断路器手车上的动触头与配电柜内的静触头配合在一起的要求，而当操作者将断路器手车从柜内移出的时候，即是断路器手车从工作位置移至实验位置的时候，此时活门提升机构上的活门就随之闭合了起来，将一次带电触头隔离开来，及时有效的保证了操作人员的安全。 2、活门提升机构 2.1活门提升机构在柜内的位置 活门提升机构在柜内的位置通常是和断路器手车处于同样的高度也是布置在配电柜内的中间位置，而活门提升机构则是固定安装在配电柜内部的，这是和断路器手车唯一的不同点，断路器手车可以在断开电路时退出配电柜。 2.2活门提升机构的工作原理 活门板在导杆上的上下活动，是受到了活门提升机构中的左右两个开启机构控制的，开启机构是通过了两根一长一短的连杆将活门板与其自身相连接在一起的，开启机构本身是两个绕着一根固定的旋转轴旋转的连板，中间夹着一个旋转样式的弹簧所构成的，由于活门开启机构的外形特征类似是一把开启的剪刀，如图3所示，因而被使用者习惯称为“剪刀叉”，两个剪刀叉装置共同使用着单独的旋转轴，而且在工作的时候两个片片的旋转方向是相反的，剪刀叉可以通过连接在它顶端上的两根长短连杆来牵引着上下两块活门板向两侧移动，以此来达到开启活门板的效果（如下图活门提升机构中开启机构开启带动活门板示意图），活门开启机构就布置于断路器开关柜内的左右两侧呈对称安装。开启机构两个剪刀叉的末端都装有轴承套，当剪刀叉上的轴承套受到固定在断路器手车上的挑帘板推动的时候，开启机构就会控制着连杆将活门板打开，断路器手车就可以进入到柜内到达工作位置，此时动静触头就会配合在一起。如图3所展示的就是剪刀叉与挑帘板的位置结构简图。安装在断路器手车上的重要部件挑帘板实际就是一个类似盒子型的机构，当操作者操作断路器手车进入配电柜内部时，挑帘板随着手车向前运动，压迫着位于剪刀叉末端的两个轴承套并使得剪刀叉做旋转运动，由连杆的牵引带动了活门板向两侧移开，而当它旋转到一定角度的时候，由于剪刀叉上的主要受力零件轴承套在挑帘板的内部，此时剪刀叉上的轴成套不再受到挑帘板的压迫，上下活门板在此时也到达了最大的开启位置，图3中虚线的位置就是当断路器手车到达工作位置的时候剪刀叉旋转张开的最大角度。 3、断路器手车与活门提升机构配合 在断路器手车上的动触头需要和断路器开关柜内的静触头啮合在一起时，活门板在活门机构中就会随着活门提升机构的控制开始启动。如图4所表示的是:当断路器手车进入柜子内部要从实验位置到达工作位置的时候，动静触头两者的位置状态简图。图中的虚线位置表示的是断路器手车处在实验位置的时候。虚线外的位置表示的是断路器手车已经到达工作位置，，A尺寸表示当断路器手车处于实验位置的时候，手车动刀头和活门板之间的位置距离；B尺寸表示手车处于工作位置的情况下，活门板从原始位置位移的距离。显而易见的图中断路器手车的动刀头和开关柜的静刀头完全的啮合在一起了。所以B尺寸其实比A尺寸大了很多。在断路器手车的动刀头紧靠着活门板上的时候，活门板已经被移动开了，否则断路器手车是没有办法进入到工作位置的。当然，它们空间上紧密的配合，同时也属于时间上的同步配合。简单地说就是当断路器手车动刀在进入断路器柜内时，行程为A的距离时所需要用的时间之内活门一定要被开启，不然就会被认定为配合失败，设计的同时也即代表为啮合失误。理论上所认为活门移开的距离位置尺寸为B的时候，其实也就是能完全够让断路器手车动刀通过活门板。即二者配合成功。 图5则表示了断路器手车在柜内从实验位置到达工作位置的时候，活门板位移距离的示意图。图B中的尺寸实际比图C的尺寸大，但B尺寸则是指在工作位置时候，即活门板达到承受范围内最大的位置。通常情况下，断路器手车在开关柜内部位移的距离大概是200mm。图3中可以看得出来，剪刀叉在此时是不会再受挑帘板的压力的，因为开启机构上的剪刀叉已经到达了旋转的最大角度53°，此时的活门板已经被完全的开启了，其中有一重要情况就是像图5中所展示的，断路器手车在柜内向前行进的过程当中，活门板上下位移距离仅仅只达到了C的尺寸，断路器手车的动刀头也能够刚刚好的通过活门板进入到工作位置，但此时的剪刀叉旋转的角度又是小于53°的。事实是它的旋转角度仅仅只有达到40°，但是这时同样也实现了预期的效果。 当断路器手车进入断路器室时，由于挑帘板压活门开启机构上的轴承套，使得两个剪刀叉打开，连接在剪刀叉顶端的长连杆将上活门板顶起来，短连杆将下活门板向下拉，使得活门板开启（如下图活门板开启示意图），当操作者需要对配电柜内的断路器手车进行检修工作的时候，此时要将断路器手车从配电柜内移出的，导致此时的活门板由于活门开启机构的轴承套已经不处于挑帘板内部了，所以上活门板受重力作用向下关闭，下活门板受连接在剪刀叉上的短连杆牵引向上运动，使得两块活门板又还原到初始位置 但是与此同时获得这些数据是需要根据反复试验和详细的计算所取得，画模拟图进行分析才可以得以实现。在断路器开关柜适配不同款式的断路器手车的时候，仅仅是因为断路器手车向前推动所需要的间距不一样，活门提升机构中的开启机构也是需要重新规划和设计的。所以才会借助了Pro/E机构动力学来协助研究设计，这才能获得经验，得到了断路器活门板与断路器手车之间配合关联的曲线图，更加方便的去解决此类的问题。 运用Pro/E的动力学分析解决实际问题 当采用Pro/E机构动力学来进行实际分析问题的时候，通常是将挑帘板当作为断路器配电柜的研究所需要的参照对象。而活门板则是作为活门机构研究的目标对象。二者在时间是属于是一致的情况下，就是说当断路器手车在向前移动的同时活门板也是在进行上下移动的过程。图6就是采用Pro/E机构动力学来进行分析实际问题后得出的挑帘板与活门板在相同的时间之内的位移关系示意图。图中的两条曲线直白的表明了活门板与挑帘板在相同的时间内是同一个位置的关系展示。两条曲线表示活门板与挑帘板在同一个时间内各自所达到的位置（此图里面的时间纯属于参考的时间，实则与实际是毫无关联的）。我们可以做个实验，现在就拿1250A小电流的断路器开关柜为参考举例计算最小行程A的尺寸。开关柜活门板的宽度尺寸是165mm，那么预留A的需要的尺寸是40mm，配断路器属于Zn63A型号，断路器动刀外圆尺寸是113mm，我们可以根据图里面的尺寸关系，得出C的尺寸为140mm，然后通过C尺寸可以在图6中找到挑帘板移动的位移曲线上面找到所对应的位移应该是196mm，断路器手车的最开始的位置是228mm，两者之间的差值仅仅只有32mm，就是A尺寸的最小的一个距离。根据计算分析可以发现当断路器手车在行进路程为32mm时，活门的开启高度是刚好可以使断路器手车上的动刀通过的，并且小于最开始预留出来A的尺寸40mm，这时活门提升机构就可以完全的达到预期设计的。