基于彩色摄像和光谱分析联合测温方法的电弧温度场分布测量

温度是描述电弧物理特性的关键参数,掌握电弧温度分布随时间变化的规律对分析电弧燃烧机理及其对触头的烧蚀过程具有重要意义。利用彩色高速摄像机和光谱分析仪进行联合测温,得到电弧温度场空间分布随时间的变化规律。通过开距可调的电弧发生装置产生稳态电弧,进行测温系统标定,得到了稳态电弧温度场分布。在此基础上研究了不同稳态电流下电弧温度场分布,得到了电流对于标定系数及电弧温度场分布的影响规律。     

不同溶液浓度下气液两相介质阻挡放电特性实验及仿真研究

采用实验与仿真结合的方式研究高频激励下柱-板电极结构在不同溶液浓度条件下的放电特性.通过实验方式测量气液两相介质阻挡放电(DBD)的放电特性,得到了不同溶液浓度和外加电压幅值条件下的电学特性和发光特性.在此基础上,结合气液两相放电物理过程,建立了与本实验对应的等效电路模型,通过实验与电场仿真结合的方式确定了模型参数,并在Simulink中建立电路仿真模型.通过仿真得到不同浓度和电压幅值下的电压电流波形及Lissajous图形,经仿真与实验结果对比,验证了仿真模型的正确性.利用上述模型进一步提取实验中无法直接获取的放电参量,如气隙电压、液相电压、放电通道电流及能量占比等.结果表明:溶液浓度对于实验得到的回路电压电流波形及发光特性影响不显著,然而通过仿真发现,气相及液相消耗能量的占比受其影响较大.随着溶液浓度的升高,尽管气相和液相功率都增大,但液相功率增加速度更快,导致液相能量占比显著增加,而通过提升激励源电压可提高气相能量占比,从而在一定程度上抑制液相获得的能量.     

不同类型电源激励下HMDSO添加比例对Ar介质阻挡放电特性的影响

绝缘材料表面湿闪、污闪会对电力系统安全带来隐患.利用低温等离子进行疏水改性,可降低水滴在绝缘材料表面的浸润程度,抑制其吸附污渍、粉尘,进而提高耐湿闪、污闪等沿面耐压能力.为此,可在放电气体中添加疏水反应媒质,在材料表面引入相应疏水性基团,提高其疏水性.该文在Ar大气压介质阻挡放电(DBD)中添加六甲基二硅醚(Hexamethyldisiloxane,HMDSO)作为疏水反应媒质,研究高频、微秒脉冲和纳秒脉冲电源激励下HMDSO添加比例对DBD光学和电气特性影响规律.结果表明,不同电源激励下DBD均呈现丝状放电模式,尤其纳秒脉冲DBD放电区域中出现明亮的放电细丝,添加HMDSO后,DBD均匀性得到改善.高频和微秒脉冲激励下,HMDSO的添加会导致放电电流减小,发射光谱强度降低,放电减弱,而纳秒脉冲激励下放电电流和发射光谱强度先增加后减小,在添加比例为1.5％时,放电电流和发射光谱最大,放电最强.采用等效电路模型计算相应的能量效率,高频DBD能量效率最低,约为20％;纳秒脉冲DBD能量效率最高,约为70％,HMDSO添加对DBD能量效率影响不明显.三种类型电源相比,纳秒脉冲电源激励下放电强度和能量效率最大,在合适的HMDSO添加比例下产生活性粒子的能力更强,可为疏水改性提供更加有利的条件.     

触点开距对继电器交流电弧燃弧时间影响的研究

以某型交流负载超小型大功率继电器为研究对象,通过理论分析找到了触点开距与交流电弧提前过零相位角之间的关系,为降低继电器燃弧时间提供了理论依据。结合实际产品尺寸和加工工艺等限制因素,确定了增大继电器触点开距的方案,并通过试验对理论分析的结果进行了验证。     

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的试验研究

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的研究对于探究触头性能退化及失效机理具有重要意义。针对稳态电弧作用下的触头烧蚀特性展开了试验研究。采用触头开距可调的电弧试验系统进行了不同稳态电弧电流下的烧蚀试验,得到了触头烧蚀量和表面形貌的变化。结合试验结果分析了稳态电弧大小对于触头侵蚀和材料转移的影响。     

考虑Ag触头蒸发烧蚀条件下的航天继电器分断电弧特性的研究

建立了考虑Ag触头材料烧蚀作用的航天继电器分断电弧的磁流体动力学模型.研究了Ag触头蒸汽和氮气均匀混合且各向同性条件下,静态电弧温度场、电弧电压等特性和Ag蒸汽比例之间的关系.分析了Ag蒸汽通过改变电弧等离子体电导率和热导率从而影响电弧特性的机理.同时,研究了Ag蒸汽在电弧中扩散作用时分断过程中动态电弧温度场、Ag浓度分布及触头烧蚀过程等,给出了分断电流的大小对Ag蒸汽质量浓度及触头单次分断烧蚀量的影响规律.最终,通过拍摄Ag原子发射光强,定性证明了电弧中Ag蒸汽浓度仿真结果的正确性.