在合闸优化设计的过程中,由于其优化变量的增加,以及部分变量相关,常常使得优化求解变得困难。这里提出了一种针对具有复杂的、相关性强的变量的优化模型的分段优化求解方法,顺利完成了优化模型的求解。并通过动力学仿真分析对优化结果进行了验证,表明优化之后的断路器操作功减小46.1%,刚合速度减小5.09%,提高了断路器的工作性能和可靠性。同时也表明了这种分段优化求解的方法可为具有复杂的、相关性强的变量的优化模型提供了一种求解思路。

基于断路器弹簧操动机构的运动原理,利用三维软件Solid Works和多体动力学仿真软件ADAMS建立了操动机构的虚拟样机模型。通过现场试验测试了断路器弹簧操动机构的机械特性,试验结果表明,模型仿真的输出特性跟试验结果具有良好的吻合趋势,验证了模型的正确性。基于虚拟样机模型的基础上,建立了操动机构的参数化模型,并以动触头的分闸速度为指标,对两个拐臂以及绝缘拉杆进行优化。参数化仿真及实验结果表明,优化后的分闸速度达到了断路器分闸的操作要求。