能量流电弧模型及SF6断路器在短路开断下的应用研究

基于高压SF6断路器开断短路电流时电弧形态与特性是决定开断特性重要因素这一事实，提出并建立一种新型电弧模型——能量流电弧模型。建模中充分考虑在整个开断过程中电流的变化、气流参数的改变对电弧形态的影响及电弧导致高温气体对整个气流场的相互影响。将此模型与气流场求解的N-S方程组相耦合并进行求解，较好地反映了气流场与电弧间相互作用。计算结果证明，该模型可较好反映灭弧室内能量流动、变化及发展规律。     

高压SF6断路器电弧动态模型研究

提出了在二维N-S方程和湍流模型求解基础上的喷口电弧等效电阻网格法，建立了新型电弧动态物理一数学模型，充分考虑了灭弧室内电弧温度、压力等物理因素的影响，气吹对电弧形态的影响以及电弧电流的自适应调整，以反映整个开断过程中电弧的动态变化。并在对高压SR断路器气流场N-S方程和k-ε方程求解研究的基础上，对500kV单断口SF6断路器短路开断情况下，跨音速、可压缩、复杂流路、变边界条件的气流场进行求解，实现了电弧动态变化过程的气动模拟，为进一步研究电弧能量的利用及更有成效地进行高压断路器开断过程的仿真研究奠定基础。     

负载参数对继电器分断直流电弧影响的研究

研究了直流１２－６０Ｖ、１－８Ａ阻性与感性负载条件下，Ａｇ及ＡｇＣｄＯ触头材料分断电弧中金属相电弧转变为气相电弧的过程及转折点。在以气相电弧为主的电弧中，金属相燃弧时间趋于不变。     

开关设备中的故障电弧及其防护

开关设备中的故障电弧会给人身和设备安全造成极大的危害，这一问题已引起社会的高度关注。本介绍了故障电弧的实际危害，国际电工委员会对故障电弧试验的最新规定，故障电弧的防护措施以及一种故障电弧的防护装置。     

利用CCD摄象系统研究真空电弧演变过程

设计制作了真空电弧图象瞬态摄象系统。应用拍摄的高清淅度电弧图象，对真空电弧的形态演变及微观参数分布规律进行了分析讨论，发现了触头侧面也是真空电弧重燃点，提出了加以清除的设想。     

电弧运动图象的光电数字式测试系统

研制了二维光纤阵称电弧图象测试系统，通过采用高速采集，高速存储器等技术，拍摄速度可达１０＾６／ｓ，且成本低，使用方便。介绍了一种电弧运动多通道光纤测试系统的组成及工作原理。     

电弧电压及燃弧时间的分析研究

本文根据电弧基本理论，对银基触头材料开断电阻性负载的电弧电压及燃弧时间进行了实验研究，通过分析比较得出，开断电流越大，燃弧时间越长，电弧电压的变化遵循交流电弧的伏安特性的结论。     

覆冰绝缘子直流闪络双电弧动态电路模型

绝缘子覆冰对输电线路的正常运行造成重大隐患，研究覆冰绝缘子闪络模型有利于指导运行在冰雪地区输电线路的绝缘状态评估。鉴于现有闪络模型电弧电阻表征不明确，充分考虑实际覆冰绝缘子闪络时电弧由冰面电弧和空气间隙电弧组成，将电弧电阻区分为空气间隙与冰面时变电弧电阻之和，修正了电弧发展判据。通过观测现场覆冰绝缘子直流闪络路径得知，整条闪络通道由高压端及低压端2段相向发展的电弧组成。基于该闪络路径，建立了覆冰绝缘子直流闪络双电弧动态电路模型。研究结果表明，动态电路模型计算获得的闪络电压及临界闪络电流与试验结果相近，两者之间的误差分别为11.9%与8.9%，试验值与模型计算值吻合较好。而且，模型计算得到的泄漏电流波形和电弧发展速度与实测临近闪络前的泄漏电流和电弧发展速度基本一致。     

开关设备中的故障电弧及其防护

开关设备中的故障电弧会给人身和设备安令造成极大的危害，这个问题引起国际社会的高度关注。文章介绍了故障电弧的实际危害，国际电上委员会对故障电弧试验的最新规定，故障电弧的防护措施以及介绍一种故障电弧防护装置。     

串联故障电弧电流时频域特性的仿真与实验研究

为了分析和研究低压交流串联故障电弧电流的特性，文中首先搭建了故障电弧模拟实验平台，广泛研究不同负载情况下的电弧电流波形。然后，基于Mayr电弧模型，选取适当参数对故障电弧进行仿真分析。在此基础上，对比分析电弧电流信号仿真结果和实验结果的时频域特性，验证了仿真模型的正确性和可行性。频域特性的分析结合傅里叶变换和小波变换进行，还利用带通滤波器检测了小波分析的准确性。最后，总结出故障电弧电流信号的时频域特点，以此提出了一种低压交流串联故障电弧的检测方法，并对其进行了仿真验证。研究成果对低压供配电系统中串联故障电弧的检测工作具有积极意义。     

高速CO2焊波控逆变电源设计

以dsPIC30F6010数字信号控制器为核心,设计了波控逆变CO2焊接电源系统。详细介绍了该逆变电源的主电路、短路/燃弧判断电路和电流波形控制程序等。为了减少CO2焊短路过渡的飞溅,增加电弧的稳定性,提高焊接速度,提出将控制过程分成短路阶段和燃弧阶段分别加以控制的方案。研制的波控逆变电源,不仅控制参数多,响应速度快,而且能精确控制燃弧能量,因而可满足高速CO2焊控制的要求。     

基于实测数据的电弧炉实时数字仿真模型及其实现

提出了一种基于现场实测数据建立电弧炉实时仿真模型的方法。该模型将电弧炉等效为受现场实测数据控制的电流源,采用锁相技术实现了实测数据与实时仿真系统的同步,从而使得长时间实时仿真成为可能。在此基础上,本文还根据实际电弧炉配电系统,搭建了用于静止无功补偿(SVC)系统控制和保护设备闭环测试的实时仿真系统(RTDS)并进行了控制器闭环测试。仿真和测试结果表明,本文提出的电弧炉建模方法是可行和有效的,该模型能够全面而真实地再现实际电弧炉引起的诸如电压波动与闪变、谐波、三相不平衡等电能质量问题,所建立的RTDS实时仿真测试系统可以用于SVC控制系统的闭环测试。     

基于DSP的继电器触点电弧测量技术

针对触点间燃弧时间及电弧释放的能量是诱发继电器触点粘连的主要原因,设计了基于DSP的触点电弧数据采集卡,给出了采集卡软硬件设计方法,并研究了继电器控制小功率直流电动机时,燃弧时间和电弧释放能量的的测量技术.该采集卡具有与PC机的通信功能,改进了继由器电寿命检测技术.     

国外低压成套开关设备发展动向

介绍国外低压成套开关设备的两个最新发展动向,故障电弧保护和数字集成技术。阐述了故障电弧产生的因素,危害及保护措施。介绍由订成技术构成的智能空系统及保护,控制和测量等功能。     

接地故障电弧的精确数字仿真及其计算

精确的接地故障电弧的数字仿真有助于设计和发展新的继电保护装置 ,但是由于电弧现象的复杂性 ,使得在以往的数字仿真中 ,仅仅用理想短路或者一个线性电阻来模拟接地故障电弧 ,大大降低了仿真结果的可信度。为解决这个问题 ,本文依据普通的电弧数学模型 ,给出了接地故障电弧的精确数字仿真模型 ,EMTP仿真结果证明了该模型的可行性     

软开关弧焊逆变电源数字控制系统的设计

给出了软开关弧焊逆变电源控制系统的硬件系统设计和软件系统设计.硬件系统以采用TMS320LF2407芯片为核心,围绕该芯片进行了包括采样电路、保护电路、DSP外围电路以及驱动放大电路的硬件电路设计.详细给出了一个单元的设计原理和具体电路;然后在整个硬件系统的基础上进行了软件系统设计;给出了详细的主程序和各中断服务程序流程图.最后根据上述原理,试制了一台逆变焊机.实验结果证明了该设计原理的有效性和可行性.     

数字化变电站10kV母线保护方案研究

中压母线在发生短路故障时产生的电弧光对设备及人员造成极大的损害,为了满足继电保护快速性的要求,在一些重要的变电站中压母线配置专用的母线保护。目前数字化变电站的建设已由理论研究走向工程实践阶段,本文结合数字化变电站的建设提出了几种中压母线保护的解决方案。     

基于DSP的逆变弧焊电源的模糊控制系统研究

在DSP控制逆变电源的基础上,介绍了以CO2焊接过程中熔滴过渡频率的模糊控制系统的设计方案,设计出了以熔滴过渡频率的偏差以及偏差的变化率为输入量,而以熔滴过渡中开关管IGBT的占空比的变化率为输出量的模糊控制器.配合原有的主电路,加上研制的控制系统,对其外特性进行了测试,测试表明控制系统能自动调整波形,保持焊接频率的稳定,实现了电源的恒流外特性控制.     

一种旋转变压器-RDC测角系统的数字标定及补偿方法

针对旋转型直接驱动伺服电机转轴角位置精密测量，采用了由旋转变压器-RDC构成的高精度测角系统，介绍了测角系统的硬件构成和RDC及其相关参数的选择。为提高测角系统的精度与可靠性，提出了一种数字标定方法，根据对标定曲线的分析得到了RDC的突跳误差和旋转变压器的交轴误差，并提出了采用软件消除和补偿误差的措施。实验结果表明，通过数字标定和误差补偿后的测角系统精度达到3角分。     

New dynamic model, laboratory testing and features of long arc in free air

Contents  In this paper the long arc in free air is investigated. First, arc is initiated under laboratory conditions in the high power test laboratory FGH-Mannheim (Germany). Based on the laboratory obtained data records, the main features of arc are derived. By this arc, voltage and current are processed. An important feature of arc, the variation of arc length, is analyzed. Based on the analysis of arc voltage and current wave forms, the new dynamic arc model, taking into account the arc length variation, is derived. Arc is modeled as a current dependent voltage source with the characteristic distorted rectangular waveform and arc length dependent amplitude. Arc is considered as a source of higher harmonics distorting by this other signals in the network. An example of arc computer simulation using the new model is given. The main features of simulated arc are presented, too. Features of both the real and the simulated arc are given in the time and the spectral domains. Received: 27 July 2000