焊接电流波形对波控短路过渡过程及焊缝形状尺寸的影响

利用电参数与熔滴过渡图像同步检测系统研究波控短路过渡CO2焊峰值燃弧电流Iap、基值燃弧电流Iab以及拖尾时间tw(由峰值燃弧电流切换到基值燃弧电流所用的时间)等电流波形参数对过渡过程和焊缝成形尺寸的影响。结果表明,燃弧时间随着峰值燃弧电流和拖尾时间的增大而增大;短路时间随着峰值燃弧电流的增大而缩短,不随拖尾时间的变化而变化。基值燃弧电流对短路时间和燃弧时间的影响不大。平均燃弧电流随着峰值燃弧电流的增大而减小,随着基值燃弧电流和尾拖时间的增大而增大。随着峰值燃弧电流的增大,熔宽增大,余高减小;而熔深则先减小后增大。基值燃弧电流和拖尾时间的增大均会使熔深和熔宽增大,余高减小。     

分析仪在焊接电参数测试中的应用

采用焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流的波形图,电弧电压和焊接电流概率密度分布曲线,以及熔滴短路时间T1、电弧的燃弧时间T2、加权燃弧时间T3和短路周期Tc频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

混合式直流断路器控制策略及实验验证

针对现有的限流式混合直流断路器存在的损耗较高、控制难度较大的问题,对一种机械开关串小电感结构的直流断路器拓扑模型的工作原理、短路故障开断、控制保护策略等方面进行了研究。对该新型限流式混合直流断路器的拓扑结构进行了低电压等级的单元样机研发,并完成了样机平台的搭建。对样机中不同控制模块的处理流程进行了详细的分析和介绍。最终,通过一整套合理的控制策略,在样机上进行了断路器的正常分合闸及短路故障开断等相关验证性试验。研究结果表明,该新型限流式混合直流断路器能够凭借自身的优良特性,在短路换流过程中加速固态开关的导通,完成短路故障的快速有效切断,同时降低了断路器的设备复杂度和控制难度,具备明显的技术优势和成本优势。     

550kV断路器空载线路开断能力分析

断路器开断空载线路时发生重击穿,不但会引起阀式避雷器爆炸、断路器损坏、套管或线路绝缘子闪络等情况,甚至会击穿整个系统的绝缘,造成电力系统瘫痪。为了研究断路器开断空载线路充电电流能力,对550kV断路器开断空载长线时灭弧室内的暂态气压进行了测量,并对开断空载线路恢复电压作用下灭弧室的电场强度进行了仿真计算。根据流注理论,分析了1.2ms和0.3ms短燃弧下断路器开断空载线路性能。结果表明,静弧触头端部附近电场强度始终最大,短燃弧时间越长对断路器开断空载线路越有利。     

单电源三丝MIG焊的交替燃弧特性

三丝焊作为一种高效的焊接方法受到重视,而电弧形态及燃弧特性是反映焊接过程稳定性,决定焊缝成形及质量的重要因素。试验中搭建三丝熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)焊系统,利用Mult Daq电信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态及熔滴过渡过程,实时监测焊接过程。观察不同电弧电压下的焊丝燃弧情况及熔滴过渡方式,研究短路过渡和大滴过渡形式下的交替燃弧机理,以及电弧电压对单电源三丝MIG焊交替燃弧过程的影响。结果表明,当焊接电源供给能量较小时,并联的三根焊丝上的电流分配呈现"此消彼长"的规律而导致电弧在焊丝间交替燃烧,且焊丝在电弧空间中的位置决定了焊丝上的电流分配。随着电弧电压的增加,交替燃弧频率减小。当电弧电压达到34 V时,三根焊丝同时燃弧,无交替燃弧现象,交替燃弧频率变为0 Hz。     

钨/铜载流摩擦副的电弧烧蚀行为

在自制载流电弧试验机上进行了钨/铜载流摩擦副的载流电弧烧蚀试验,研究了其电弧烧蚀行为和电弧烧蚀机理。结果表明:随燃弧时间的延长,载流电弧电流下降,电压增加,电场强度则先增后降;载流电弧分为起弧、稳定燃烧和熄弧3个阶段,各阶段的时间间隔分别约占整个燃弧时间的7%,89%和4%,铜试样的严重烧蚀主要发生在起弧阶段和稳定燃烧的初期;随着试验电流的增大,金属蒸气态电弧存在时间延长,铜试样表面的电弧烧蚀坑宽度增加,深度先增后降,这与高熔点钨的沉积加剧有关。     

高压喷射式熔断器熔断件的弧前温度场仿真分析

针对高压喷射熔断器开断过程研究的不足,特别是弧前时间—电流特性研究方法的不足,分析了熔体在弧前阶段电流场和温度场的变化,提出基于喷射式熔断器开断短路电流的弧前热电耦合数学模型,以熔体最大点温度达到熔体材料熔点来计算弧前时间。用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics仿真得到高压喷射熔断器熔断件在不同合闸相角下开断短路电流的弧前温度分布,与厂家提供的时间—电流特性曲线对比,证明方法的可行性。     

弓网电弧起弧和熄弧距离及电弧烧蚀磨损的试验研究

利用自行研制的弓网电弧试验系统,研究弓网电弧起弧和熄弧距离。提出一种弓网电弧起弧和熄弧距离在线测量方法,通过试验研究电压、电流对弓网电弧起弧和熄弧距离的影响以及滑板电弧烧蚀磨耗的影响。试验结果显示,弓网离线起弧和熄弧距离随着电压的增大近似呈线性地增大;滑板电弧烧蚀磨损量随着电压和电流的增大而显著增大;电弧烧蚀磨损量与电弧能量密切相关,随着电弧能量增大,滑板磨损量也随之增大。     

论低压开关设备内断路器分断能力的合理选用

短路分断能力是断路器在故障情况下开断短路电流的重要性能指标。根据低压电网的典型配置,以及低压开关设备在不同过电流级别安装点的馈电、配电关系,提出短路故障处短路电流的简易计算,进而阐明低压断路器的分断能力在不同运行条件下的选用方法。     

电压源换流器直流侧短路故障特性分析

电压源换流器直流侧发生故障时,其故障电压电流变化迅速,对系统造成了严重威胁。针对这一问题,从电力电子层面深入分析了电压源换流器直流侧短路故障中最为严重的两极短路故障过程。将故障过程分为3个阶段,推导了电容放电阶段直流电压、电流表达式,分析了不控整流初始阶段存在的两种情况,对不控整流稳态阶段提出了采用开关函数计算短路电流的方法。最后通过PSCAD/EMTDC环境下±10 kV直流线路两极短路故障模型的仿真计算,对理论分析进行了验证。研究结果表明,两极短路故障后电路的响应情况与短路阻抗大小相关,短路阻抗较小时需要直流断路器在极短的时间内切除故障,短路阻抗较大时则可以利用交流侧的保护装置对直流侧电压、电流进行动态监测,实现直流侧短路故障的后备保护。     

一种动弧触头紧固工装的工艺改进

断路器动弧触头在断路器开断故障电流时起着承载短路大电流的作用,它的装配质量将直接影响断路器的开断性能为保证动弧触头在装配过程中不变形特别是其掰状触指不变形需设计一种工装解决动弧触头安装过程的变型问题及拧紧工具拆卸时造成的拧紧力矩改变问题。     

Glow-to-arc transition events in H2-Ar direct current pulsed plasma: automated measurement of current and voltage

The glow-to-arc transition phenomena (arcing) observed in plasma reactors used in materials processing was studied through the arcs characteristic current and voltage waveforms. In order to capture these arcs signals, a LABVIEW? based automated instrumentation system (ARCVIEW) was developed, including the integration of an oscilloscope equipped with proper current and voltage probes. The system also allows capturing the process parameters at the arc occurrence moments, which were used to map the arcs events conditions. Experiments in H(2)-Ar DC pulsed plasma returned signals data from 215 arcs events, which were analyzed through software routines. According to the results, an anti-arcing system should react in the time order of few microseconds to prevent most of the damage caused by the undesired arcing phenomena.     

采用EWT和OCSVM的高压断路器机械故障诊断

根据断路器故障诊断对可靠性要求较高的实际工程需求,提出了一种采用经验小波变换(EWT)和单类支持向量机(OCSVM)的高压断路器机械故障诊断新方法。首先,通过EWT准确分离断路器振动信号中具有不同物理意义的固有模态函数(IMF);之后,通过Hilbert谱分析,获得时-频矩阵并计算其时-频熵,构成用于分类的特征向量;然后,仅使用易于获取的正常状态振动信号训练经粒子群算法(PSO)常数参数寻优的OCSVM,并通过OCSVM来准确判断断路器是否发生机械故障,提高故障诊断可靠性;如OCSVM判断发生机械故障,则进一步通过支持向量机(SVM)判断具体故障类型。在SF6高压断路器上进行实验证明,新方法能够更加准确地区分故障与正常样本,满足高压断路器故障诊断的高可靠性要求。     

基于多传感器和4G通信的真空断路器监测系统设计

为了实现对真空断路器由人工定期检修到实时状态检修的转变,文中设计了一种真空断路器监测系统。系统以STM32F103为微处理器,搭载位移传感器、加速度传感器、霍尔电流传感器和压力传感器,对真空断路器触头位移量、机械振动量、线圈电流量及触头接触压力量进行实时监测。采用EC20作为4G通信模块,将实时数据传输给上位机,实现人机交互。诊断系统根据特征波形进行故障分析,最终判断故障原因。实验结果表明,系统可以对真空断路器进行实时监测和故障诊断,确保断路器发生故障时能够及时维修。     

直流电网中直流断路器失灵保护方案研究

针对基于模块化多电平换流器的柔性直流电网直流侧故障难以快速清除的问题,对基于MMC的柔性直流输电技术的基本原理和3种主流的直流侧故障隔离技术进行了研究。分析比较了3种高压直流断路器技术路线,选择混合式高压直流断路器作为清除柔性直流电网直流侧短路故障的方案,介绍了一种混合式高压直流断路器的基本结构和直流故障处理过程。参考交流电网断路器失灵保护策略,提出基于柔性直流电网的输电线路和母线上直流断路器失灵保护方案,并在PSCAD/EMTDC上搭建模型进行仿真验证。研究结果表明:所提出的断路器失灵保护方案在线路和母线上断路器未成功动作时使相邻断路器跳闸,实现故障的彻底隔离,并清除短路故障电流。     

基于电机电流分析的万能式断路器机械故障诊断

电机电流信号常用于分析电动机本身的故障问题,但对其应用于与电机相连机构的故障分析的研究较少。提出一种基于储能电机电流分析的万能式断路器操作机构故障诊断方法。首先采用Hilbert幅值解调法和改进的小波包阈值法相结合获取交流电流信号的包络线,以解决随机噪声干扰造成的所提取包络线粗糙的问题;然后通过包络线提取电流信号的时间量、电流量以及峭度作为不同故障状态电流波形的特征参数;最后融合模糊聚类和量子粒子群优化的相关向量机实现对断路器正常状态、传动齿轮卡涩、储能弹簧卡涩以及脱落的4种状态的辨识。构建了基于电流分析的万能式断路器故障诊断系统,在不同工况下进行了验证,结果表明该方法能有效提取操作机构储能相关部件的故障特征,实现了对操作机构储能相关部件的故障诊断。     

真空断路器触头碰撞的分析和优化

真空断路器在合闸时,由于动静触头发生碰撞,它们之间会产生一定程度的弹跳,从而引起触头之间的高压拉弧.高压拉弧容易引起触头熔焊,影响开关工作的可靠性,甚至损坏开关.因此断路器的设计常常是在触头端设置弹簧,以缓冲动静触头之间的碰撞.运用虚拟样机技术,对静端加缓冲弹簧的真空断路器合闸过程进行了仿真,对缓冲弹簧的刚度进行了优化...     

大电流发电机断路器动特性优化

以EVH4-15/T6300-80F高压交流发电机断路器为例,介绍了大电流发电机断路器动特性,同时应用CAE软件对断路器在不同的结构配置下的动特性进行了分析研究,并介绍了在实物样机上的验证结果。