記憶合金元件在12kV1250A真空開關柜安全節(jié)能應用研究.pdf

1、真空開關柜在使用過程中會頻繁發(fā)生內部過熱問題，進而引發(fā)溫升故障，嚴重影響了開關柜運行的安全穩(wěn)定性，浪費電能。本文利用記憶合金的高阻尼性和高回復力特性，將記憶合金材料制成壓片應用于真空開關柜斷路器梅花觸頭上，改善開關柜內部局部發(fā)熱與接觸電阻值的惡性循環(huán)問題，提高開關柜運行的安全可靠性，節(jié)約電能，具有重大工程應用價值。本文的主要研究內容如下：
　　（1）研究記憶合金壓片高阻尼性和回復力特性機理。分析了預應變、振幅和頻率對記憶合金阻尼的

2、影響，發(fā)現在不同預應變、振幅和頻率下記憶合金阻尼大小不同。測量預應變約束態(tài)下記憶合金壓片在升溫過程中回復力大小，對獲得的回復力數值進行分析，發(fā)現記憶合金壓片回復力增長的速率隨預應變的增大而增大。同時，對記憶合金壓片進行多次加熱-冷卻，探究了熱循環(huán)對記憶合金壓片回復力的影響，得出記憶合金壓片在形變恢復受到限制時產生的回復力經過多次熱循環(huán)后不會消失。
　?。?）在不同運行環(huán)境下，研究應用記憶合金壓片的12kV/1250A斷路器動靜觸頭

3、的接觸電阻變化。通過試驗確定了記憶合金壓片的最佳片數和最優(yōu)安裝位置。在此基礎上，對不同插入深度情況下分別安裝了普通壓片和記憶合金壓片的梅花觸頭接觸電阻的變化、觸頭處溫升變化進行了試驗研究。對比分析得出：應用記憶合金壓片的梅花觸頭溫升最低可降低4.1℃，接觸電阻最大可減小2.44μΩ。
　?。?）通過試驗研究了在不同初始預應變和不同激振振幅下記憶合金壓片阻尼大小，分析數據獲得阻尼隨振幅變化的規(guī)律。根據Logistic回歸函數，采用最

4、小二乘法對非線性回歸模型進行迭代擬合，得出阻尼和振幅的函數關系，建立阻尼-振幅模型。同時，測量不同阻尼下斷路器動靜觸頭接觸電阻數值，建立了接觸電阻-阻尼模型，并對阻尼-振幅模型進行了驗證。
　?。?）將記憶合金壓片應用在12kV/1250A金屬封閉式真空開關柜斷路器壓簧式梅花觸頭上，通過搭建試驗平臺測量相同運行條件下采用普通彈簧鋼壓片和記憶合金壓片的動靜觸頭接觸處溫升，發(fā)現采用了記憶合金壓片的斷路器相比采用普通彈簧鋼材料的斷路器，