弓网电弧温度场研究综述

从弓网电弧的电弧模型、电弧能量、电弧的辐射特性等角度,笔者综述了国内外弓网电弧和弓网电弧温度场的研究进展。介绍了电弧模型及其特性的研究现状,论述了弓网电弧能量对弓网系统的影响及其辐射特性,最后指出了弓网电弧温度场研究面临的诸多问题,如电弧处于多场耦合的复杂环境、建立新的电弧模型、流体计算难等。     

高压断路器喷口材料的试验研究

在分析高压SF6 断路器开断大电流时 ,电弧对喷口烧蚀机理的基础上 ,进行了喷口材料改性试验研究。得出聚四氟乙烯中加入MoS2 ,BN ,光致蓄光材料 (PL) ,复合聚四氟乙烯的介电性能、光学性能、耐电弧烧蚀性能和线膨胀系数的变化规律。研究结果为提高喷口的耐电弧烧蚀性能、改善喷口材料的介电性能和工艺性提供了理论依据。     

基于电压特征能量的低压交流串联电弧故障检测方法

串联电弧故障电流波形受负荷类型影响较大,利用电流特征构建通用故障判据难度较大。为识别故障点电弧电压,提出了一种基于电压特征能量的串联电弧故障检测方法。首先,通过分析故障点电弧电压及监测点故障电压特征规律,对故障信息的特征频带选择进行了论证。然后,以不同负荷下的电弧电压波形特征归类为依据,提出了基于电压特征频带全域能量幅值和敏感相位域能量相位信息的故障检测方法。最后,利用全域总能量幅值和敏感域能量相位映射统计比实现了综合故障检测策略的构建。试验结果表明,所提方法在不同线路参数和测试负荷下的故障检测准确率超过了98%且无误检发生,验证了其有效性。     

电气参数和机械参数对继电器直流电弧的影响

电气参数和机械参数是影响小型继电器直流电弧开断性能的主要因素。在实验中改变电源电压、负载条件、继电器分闸弹簧数量以及触头对数,测量继电器开断过程中直流电弧的电压电流波形,总结电弧燃弧时间和能量的规律。研究表明:电源电压升高极大地提高了电弧燃弧时间和能量;电源电压一定时,电弧的燃弧时间和能量随电流的上升而增长;电压等级较低时,继电器分断初速度对燃弧时间和电弧能量的影响不大,电压等级较高时,速度对燃弧时间和电弧能量影响较显著;双组触点分断负荷相对于单组触点的情形大大减少了电弧的燃弧时间和电弧能量,有利于减轻电弧对触头侵蚀。     

继电器快速等价性试验的探讨

论述了继电器快速等价性试验的目的与意义,分析了以电弧能量与触点材料电侵蚀量关系作为等价性试验基础的合理性,提出了增加电流值和增大电路时间常数两种基本方案,并对AgCe触点在小开距条件下给出了试验结果,得出了在相应条件下电弧能量与阴极材料失重为线性关系的结论,同时亦对两种快速等价试验方案进行了分析讨论。     

漏电断路器电弧能量影响因素分析

以漏电断路器作为对象,来研究分析短路分断产生的电弧问题,给出了电弧能量方程和电弧持续时间相关因素,通过改变短路电流、功率因数、合闸角度等条件,采用高速数据采集系统进行数据收集,对短路分断过程中的电弧能量进行数据解析,为相关企业进行允通能量验证时优化试验流程提供了帮助。     

频率对低压断路器空气电弧燃弧特性影响的实验研究

永磁直驱风力发电系统要求其保护用空气断路器可以开断较宽频率范围内的短路电流,而电弧动态特性直接影响了断路器的开断性能.为此以微型断路器和塑壳断路器为例,首先开展了不同频率下的电弧开断实验,得到了电弧电流、电弧电压,并计算了整个燃弧期间内的电弧能量、归一化时间和允通能量,研究了频率对表征电弧动态特性的关键物理量的影响规律.其次,定义了归一化时间来表征栅片中的涡流对电弧运动过程的阻碍程度.最后对比分析了不同灭弧室结构对电弧动态特性的影响.结果 表明:随着频率的增加,归一化时间增加,限流系数增加,电弧能量减小,因此,工频下设计的断路器在非工频条件下工作时,应该降容使用.该研究初步揭示了频率对空气电弧动态特性的影响规律,且为宽频断路器的开发和优化提供了理论指导.     

小电流下弧根运动对空气直流电弧的影响

阴极弧根为电子发射的主要区域，弧根的运动对空气直流电弧等离子体特性有重要意义。通过电极旋转驱动阴极弧根运动，实验观测得到电极旋转情况下空气直流电弧拉弧过程电极表面烧蚀情况、扭曲的弧柱形态，同时提取并对比了直线拉弧和旋转拉弧的电弧电压上升曲线。参照临界电流试验条件，建立小电流下平行电极间三维电弧仿真模型，探究在小电流情况下，自由燃烧态电弧的演变过程。仿真结果表明：阴极弧根运动使得发射后极间带电粒子空间分布变化，间隙放电通道改变，电弧的最大温度值降低；当电弧放电通道不稳定时，极间电弧电压出现波动，电弧能量包络空间相对变小，间隙中高能粒子较少，有利于电弧能量的空间逸散。     

AgCdO与AgCe触点分断电弧的燃弧时间与电弧能量

以ＡｇＣｄＯ，ＡｇＣｅ两种触点材料的继电器为对象，在直流电压２４－４８Ｖ，阻性负载下，利用笔者研制的微机测试系统对触点开断过程的金属相与气相燃弧时间及其相应释放的能量进行了测试和研究，并得出了试验结果。     

基于电弧能量的SF6断路器灭弧室在线状态评估方法

灭弧室是断路器最为关键的部分,随着运行年限增长,SF_6断路器灭弧室状态问题日益突出,传统检测手段难以准确反映SF_6断路器灭弧室状态。电弧电压的测量是断路器灭弧室在线状态评估所面临的一大难点,原因在于高噪声和暂态恢复电压所带来的干扰。为此,文中提出了用于实时测量电弧电压的装置,以及基于电弧能量测量的SF_6断路器灭弧室在线状态评估的新方法。电弧电压测量装置能承受高幅值瞬态恢复电压,消除环境噪声干扰,准确测得电弧电压。断路器灭弧室在线状态评估新方法以直接反应灭弧室磨损状态的电弧能量作为特征参量,直接准确有效。相关人工试验结果表明,所提出的SF_6断路器灭弧室状态评估方法有效、可行。     

模糊辨识在直流电弧燃弧时间及能量建模研究中的应用

本文研究了直流电弧燃孤时间及燃弧能量与触头分离初速度,回路电压及回路电流之间的非线性关系,采用模糊对向网络模型以及模糊C－均值算法,给出该非线性关系的模糊建模方法,应用的实际效果表明,所得模型具有较高精度,提出的建模方法是有效的。     

基于新型故障电弧模型的电弧能量特性分析

建筑物低压配电系统中频繁发生的电气火灾现象主要由故障电弧引起。电气火灾发生的频率和严重程度与故障电弧释放能量的大小密切相关。为此,分析了故障电弧引起的电路特征变化,根据该特征建立了能描述发生故障时电弧电路动态变化特征的新型故障电弧时变电阻模型,利用该模型计算了不同负载情况下故障电弧的电压、电流。在此基础上,分析了不同负载条件下故障电弧能量特性,并讨论了故障电弧的能量与负载有功功率、功率因数的关系。研究结果表明,负载有功功率越大、功率因数越小,故障电弧释放的能量越大,越容易引发电气火灾,需要重点进行故障电弧检测与防治。     

充油密封容器内电弧对燃弧压力产生特性的影响

变压器在超、特高压输电系统中占有重要地位，变压器油箱内部电弧放电产生的过压使得变压器爆燃发生成为可能，严重威胁电网的安全稳定运行。为了探究大电流条件下电弧特征参量对燃弧故障压力产生过程的影响规律，基于自主建立的首个变压器网侧升高座电弧故障真型模拟试验平台，开展了不同油箱模型、电弧电流与电极间隙等条件下电弧故障真型模拟试验。实现了对升高座筒体上压力数据的采集，获得了不同电流与电极间隙距离的升高座内部压强时域变化曲线。基于试验研究，揭示了大电流下电弧特征对故障燃弧放电压力产生影响的物理机制，提出了升高座内部压力峰值与电弧放电功率之间的关联数理模型，给出了升高座防爆设计的试验和理论依据，推动了变压器防爆设计技术的发展。     

双断点断路器开断过程燃弧能量的不平衡问题

通过对开断电弧运动过程观察,发现在双断点塑壳断路器开断过程中,两个断口之间存在电弧能量的不平衡,不利于断路器综合性能的提高。进一步的分析实验认为,电弧背后击穿是引起电弧能量不平衡的主要原因,通过适当的设计抑制背后击穿,可以使断口间能量有效趋于平衡。     

高压自能式SF6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SR6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型。此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀。进而对电弧及气流场产生影响，即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料，并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化，深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果，得出考虑传导散热时，电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后，从电弧能量利用角度出发，就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。     

限流熔断器电弧能量的简化计算与分析

提出电弧电压在电弧燃炽过程中恒定这一简化假设,推导了直流和交流情况下电弧能量计算公式.基于该公式分析了电弧能量和电弧电压的关系,发现电弧能量随电弧电压增高而降低,当电弧电压均值约为额定电压的2.5～3.0倍时,可以使电弧能量降低到合适水平.进一步分析了电弧能量和预期短路电流、短路时间常数（直流）或短路相角（交流）的关系.分析表明：直流情况下电弧能量受时间常数影响最大,随时间常数单调增加;交流情况下电弧能量与短路电流和短路相角都有显著关系,最大电弧能量大约出现在中等短路电流和0°短路相角处.这为限流熔断器的过电压设计和最大电弧能量短路分断试验参数的选择提供参考.     

以闪络电弧根部能量评价半导体消雷装置

本文以闪络电弧根部的能量为基准，对半导体消雷装置承受该能量能达到什么程度提出质疑。     

基于电流相似度与高频能量的串联故障电弧检测方法

故障电弧是引起电气火灾的重要原因,针对非线性负载工况下故障电弧保护算法的误动作和拒动作问题,提出一种基于电流相似度与高频能量的串联故障电弧检测方法。参照标准搭建故障电弧实验平台并进行实验,从时域、频域角度分析电弧电流特征。采用小波函数预处理电流信号,选取电流低、高频特征量。设定故障电弧特征量阈值,以此为基础提出故障电弧识别算法。实验结果表明,该算法能够准确识别多种负载条件下的故障电弧,且未发生误动作和拒动作。