基于LMS 高压断路器绝缘支撑疲劳可靠性分析与结构改进研究

李小兰 朱科军* 罗 斌 雷先明 陈志刚

（ 1、邵阳学院机械与能源工程学院，湖南 邵阳422000 2、邵阳学院高效动力系统智能制造湖南省重点实验室，湖南 邵阳422000）

作为电力系统的关键设备之一, 高压断路器肩负着控制和保护双重任务,通过对高压断路器发生故障后果的统计表明,平均每次断路器事故造成数百万千瓦时的电量损失[1-2]。高压断路器常见的机械故障有传动机构变形、电磁铁卡涩、曲柄卡滞、锁扣失灵、螺丝松动、部件破裂等[3-5]。由于缺乏对断路器机械故障机理的研究,况且故障与征兆之间对应关系复杂,各种状态之间界限模糊，断路器及其操动机操动机构种类多种多样,涉及到多学科知识,很难找到通用性较好的方法[6-8]。本文所处理的绝缘子易断裂故障也是困扰某企业生产的难题之一，企业生产的高压断路器的绝缘子断裂并不具随机性，总是发生在同一个身上，因此有必要对高压断路器的部件绝缘子的可靠性进行研究，对其寿命进行预测，探明其发生故障的机理，在此基础上，提出结构改进方法。

1 断路器的瞬态响应分析

由于瞬态分析非常耗费计算资源，计算速度非常慢，故本节只取一组断路器进行瞬态冲击过程分析，以得到产品动作过程中，主要构件（包括底架、金属及绝缘壳体、绝缘支撑件等）在动载荷作用下的应力分布情况；尤其是破坏件绝缘支撑件2 的应力分瞬态分析模型如图1 所示。

图1 瞬态分析模型图

参照工程上常用的瞬态分析方法，将载荷其形式设为半正弦形式，如下图2 所示。……