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发展超高压电网是我国“十一五”发展规划以来电网建设的重要发展方向之一,超高压电网建设需求较多的超高压电器设备,其中超高压断路器在电网系统中是最主要的关键控制设备,在电网运行中起着控制和保护的作用。而操动机构又是断路器的驱动配套部件,其动作的稳定性和可控操动性,是断路器运行可靠性的基础。长期以来,我国高压开关行业对操动机构的研究和设计水平落后于国际先进水平,且滞后于我国开关本体的发展速度,尤其在超高压和特高压断路器用大功率操动机构领域与国际先进水平差距更大。所以研究和设计高可靠性、大操作功的操动机构是保证超高压电网可靠运行的重要子课题研究之一。 本文以800kV超高压断路器液压弹簧操动机构为研究对象,运用流体力学和液压传动学,结合多种分析和仿真软件对操动机构的整体系统及其重要结构如缓冲结构和主控阀结构等做了理论分析和研究,并进行了优化方案设计。对各功能模块作了设计分析,确立了操动机构的结构设计方案,对关键零部件运用Solidworks软件进行了虚拟样机建模分析,并利用Ansys软件对关键强度构件做了校核,对储能元件—碟型弹簧做了结构设计和特性计算方面的研究,设计中通过对液压机构系统的数学建模和仿真建模分析,研究了液压机构的分合闸特性,其次通过对缓冲结构的仿真分析,研究了缓冲结构的动态缓冲油压及流体特性,有效的指导了缓冲结构的设计。最后设计了液压机构测试方案平台,对样机进行了实验测试,优化了设计结构。 本文的研究成果通过对液压操动机构的特性研究和仿真优化设计,可以有效指导同类液压操动机构的设计,提高了液压操动机构设计的准确性和应用的可靠性。