随着低压断路器的快速发展,人们对低压断路器的性能和可靠性的要求也越来越高。低压断路器在汽车、高铁、轮船等交通工具上的使用率也在快速提升,其可靠性直接关系到人们的生命财产安全。目前针对断路器的可靠性研究主要是静态的,对于公路、铁路、航海运输等振动、冲击环境下的可靠性研究还很少,所以有必要构建动载荷下低压断路器的可靠性试验。本文主要通过对断路器动静触头可靠性测试机理及其方法的研究,建立基于高速、变载荷条件下断路器可靠性测试系统以及复合振动的模拟平台,填补低压电器在动载荷下可靠性测试的空白。本文主要工作有:(1)本文基于“ES-60WLS3-445”电动振动台开发了动载荷下断路器的可靠性测试平台。该平台主要包括基于PLC控制的X、Y、Z轴三维滑移台定位机构、断路器触头拉断检测系统以及分层数据采集系统。本文针对3VT8塑壳断路器和3WT8框架断路器分别搭建振动测试平台,其中框架断路器因其外形复杂,采用杠杆原理对断路器动触头进行分离。(2)机械臂作为将断路器动静触头分离的拉伸机构,需要有足够的强度,而且要保证在实验过程中不会被激发,且变形程度要满足实验要求。本文利用ANSYS Workbench对机械臂的结构静力学分析,发现最大变为0.1812mm,最大等效应力为132.59 MPa,机械臂变形对实验影响很小且强度符合要求;模态分析发现机械臂前六阶振动固有频率都在120Hz以上,在实验过程中不会被激发。随机振动分析发现机械臂的3σ应力满足材料强度要求,且X、Y、Z三个方向的3σ变形均满足实验要求。(3)针对振动激励下低压断路器失效进行力学建模分析,建立动载荷下低压断路器的力学特性模型。低压断路器振动环境下的力学系统被简化为倒立摆系统,其振动环境由振动台提供,振动台被简化为小车,断路器的动触头被简化为倒立摆。根据分析结果,对低压断路器可靠测试技术进行了研究。通过该方法能够得到低压断路器在受到简谐激励(正弦振动)的载荷下,分析其内部的动触头的振动响应及其特性。(4)对3VT8塑壳断路器进行定频正弦振动试验,得出了从5Hz到100Hz之间,使断路器动静触头分离的临界加速度。利用分段线性插值绘制相应的断路器临界加速度拟合曲线,找到了随着频率的增加,使断路器动静触头分离的临界加速度的变化规律。此外,利用断路器的力学特性模型对实验结果进行校核,发现理论模拟和实验结果基本符合。对3WT8框架断路器进行了随机振动试验,研究了在不同预留力△F下,使断路器动静触头分离的临界功率谱密度。