高压断路器高速工作缸缓冲过程研究*

赵文强，袁 昊，王 振，赖奇暐

(1.武汉大学 水射流理论与新技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430072;2.国网平高集团，河南 平顶山 467000)

0 引 言

高压断路器中工作缸作为重要的执行元件，将储存的能量传递给传动机构，带动触头运动从而实现断路器开断。由于高压断路器系统工作时间达到毫秒级，工作缸需要带动几百千克的活塞达到10 m/s的运动速度，在工作缸内易形成瞬时液压冲击从而导致缸内压力剧烈变化，加剧高压断路器的非线性响应。这种非线性响应影响系统运行的稳定性，需要通过缓冲结构的设计来减弱液压冲击效应。国外对缓冲基础理论研究起步早，学者RICH[1]在20世纪70年底就提出缓冲装置的必要性；WANGY Y T等人[2]基于计算机模型仿真缓冲过程，并对其仿真缓冲模型进行了计算；SCHWARTZ C等[3]以能够控制活塞运动的液压缸为研究对象，分析其缓冲装置的工作机理，通过理论与试验研究不同工况下该缓冲装置是否能满足其功能；PARVIZ、GHADIMI、JALAYERI、GRABBEL等[4-9]通过额外的控制元件与控制策略进行了缓冲结构的设计，并对缓冲过程的理论模型进行了分析。近年来，许多学者也对缸外缓冲装置进行了研究，通过额外的控制元件与控制策略来完成减弱过高的液压冲击。国际上科技领先的国家一些厂商，通过工程经验、理论分析与计算机仿真相互结合，已设计出基本匀减速的液压缸活塞，且形式多样便于加工。缓冲技术领先的制造厂商纷纷建立了自主研发机构，如美国ACE Controls公司、英国OLEO公司、德国费斯托公司等等。……