碳电极交流电弧伏安特性的实验研究

交流电弧伏安特性是电器开关能够可靠熄弧的关键所在。本文首先借助电弧发生装置完成了空气介质中碳材料交流电弧电压和电弧电流的测试,进而应用小波分解与重构方法获得了电弧伏安特性的数学描述。并以能量平衡原理阐释了交流电弧零休与燃弧期间的物理过程。针对实验中零休期间电弧电流为非零恒定值的现象,提出并证明了零休期间电弧可等效为恒定电容的结论。最后实验研究了电源电压和电极开距参数对起弧电流和零休时间的影响。所得结论可应用于电器开关熄弧过程中等效电路模型及暂态响应分析。     

从第52,53届IEEE电接触会议看机电元器件研制动向

为了方便读者对第52,53届IEEE电接触会议发表的论文的查阅和理解.本文根据会议论文的内容选择几个重点专题进行综述.这些专题包括:触点材料,电弧的有限元模拟和观测方法,,电弧性质的研究(最小电弧电流,开断电弧燃弧时金相到气相的转变,触点闭合时的电弧现象),影响触点性能的几个因素.高频触点与高频开关,滑动触点特性.这是...     

H_2和空气下的直流开断电弧的燃弧特性分析

为解决航空电器要求体积小、重量轻、开断容量大的问题,选用H2和空气开关电器样机进行试验研究,建立直流开断试验电路,分析不同气体下直流电弧的电弧电压、电流波形、燃弧时间特性,电弧能量特性及电弧相转变过程。试验结果表明,H2比空气开关电器燃弧时间短、灭弧能力强,具有应用于航空供电系统的优势。     

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。     

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。     

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.     

直流配电网低压侧稳定燃弧阈值电压研究

分布式电源、电力电子技术以及直流负荷的大规模应用推动了直流配电网的发展,但直流电弧因没有过零点难以自行熄灭,严重威胁了直流配网的安全性.该文搭建了含直流低压母线(最大电压值380V)、电弧发生器与负荷的模拟实验平台,设计电弧实验以探究阻感负载下电弧的稳定燃烧点,以及阻性和感性负荷对燃弧过程和电弧特性的影响,得到了最大等效负荷(电阻280Q、电感30mH)时直流电弧的稳定燃弧电压阈值.将电弧的伏安特性与电压平衡方程式相结合,对电弧稳定燃烧点和电弧燃炽时间进行理论推导,建立了低电压直流电弧的稳定燃弧阈值电压数学模型,并通过Matlab数值拟合方法验证了模型的准确性.该模型分析数据与实验数据的相关系数为0.9924,可以较好地反映低压阻感性负载稳定燃弧的电压阈值,为确定直流配电网的供电电压及低压直流电弧的稳定燃弧条件提供工程参考.     

纳米CuCr50触头材料电弧侵蚀特性

近年来,纳米CuCr触头材料在截流水平、耐压能力等方面的表现优于微晶CuCr触头材料。笔者利用真空触点模拟装置和基于虚拟仪器的电器电寿命测试系统,研究了直流低电压、小电流下的纳米CuCr50触头材料的电弧侵蚀量与分断燃弧时间和触头表面形貌之间的关系,同时采用两种微晶CuCr50触头材料作为对比。利用电光分析天平纳米CuCr50触头材料的侵蚀量,利用电子扫描显微镜测量触头表面形貌。结果表明:纳米CuCr50触头材料的平均分断燃弧时间和侵蚀量均高于两种微晶CuCr50触头材料。纳米CuCr50触头表面Cr颗粒细化及均匀分布,有利于分散电弧。纳米CuCr50阴极触头表面电弧烧蚀比较均匀,而两种微晶CuCr50触头阴极表面电弧局部烧蚀严重,出现明显的凹坑侵蚀。     

低压电器开关电弧可视化仿真研究

电器开关电弧的燃弧时间非常短,为了观察和分析燃弧的整个过程,提出一种基于电弧图像的可视化仿真方法.电弧弧柱的特征点从电弧图像中被提取出来,基于磁收缩效应、非均匀B样条理论和电弧特征点,建立一种弧柱的可视化模型.仿真结果显示,提出的可视化仿真方法对于低压电器开关电弧是有效的.     

低压电器用铜基触点材料的研究进展

电触点是低压电器中的关键元件,目前主要是采用贵金属银为基体的银基触点材料,而铜基触点在燃弧过程中会因严重氧化引起接触电阻升高而导致触点失效。本文详细介绍了铜基触点在电弧烧蚀后接触电阻方面的研究进展、解决接触电阻升高的关键方法以及目前存在的主要问题,并对以后的研究方向作了展望。     

基于测量数据的电弧炉随机模型及谐波电流计算

文章介绍了一种用于电弧炉谐波分析的时域模型。该模型基于交流电弧的伏安特性,在实测数据的基础上利用统计技术得到电弧伏安特性曲线的有关参数,并采用分段线性化方法模拟电弧炉的伏安特性,在此基础上进行电弧炉的电流计算及谐波分析。在计算中将影响电弧炉工作状态的主要随机因素考虑进来,建立了电弧炉随机分析模型。对某钢厂的12500kVA电弧炉进行了分析研究,分析结果与实测数据有很好的一致性。     

直流接触器电弧特性的仿真和试验研究

阐述了直流接触器触头间电弧产生的原理,选取适合接触器的电弧电流衰减公式和电弧伏安特性公式,推导了电弧熄灭电流与电源电压和负载的关系。在阻性负载条件下进行试验,确定并修正了各表达式参数。利用Matlab／Simulink建立了直流接触器模型并进行了仿真。仿真结果表明,此方法建立的模型可反映直流接触器触头电弧的基本特性。     

一种热等离子体发生器电源的研制

等离子体因其高温高导热特性对污染物有很高的处理效率,尤其是对难处理污染物及特殊要求污染物。直流拉弧放电是产生热等离子体的主要方法之一,通过高频变压器和电压电流反馈装置可得到满足电弧伏安特性的直流大电流,由此可通过电弧放电获得稳定高效的等离子体源,在污染烟气处理等领域有良好的应用前景。通过利用IGBT逆变技术来获得适于环保、焊接等应用的直流大电流,研制成能产生0-30A电流的直流等离子体发生器。     

一种热等离子体发生器电源的研制

等离子体因其高温、高导热特性,对污染物有很高的处理效率,尤其是对难处理污染物及特殊要求污染物。直流拉弧放电是产生热等离子体的主要方法之一,通过高频变压器和电压电流反馈装置可得到满足电弧伏-安特性的直流大电流,由此可通过电弧放电获得稳定高效的等离子体源,在污染烟气处理等领域有良好的应用前景。本文通过利用IGBT逆变技术来获得适于环保、焊接等应用的直流大电流,研制成能产生0-30A电流的直流等离子体发生器。     

W-Cu触头材料的电寿命研究

研究了W-Cu系列触头材料的电弧烧损规律。触头材料的电弧烧损随开断次数的变化分为老炼、稳定和失效三个阶段，其中稳定阶段的长短是影响电寿命的决定性因素。还发现蚀头材料的电弧烧损主要是触点在断开和闭合的过程中，产生电弧或其它放电现象的热效应所造成的。材料的比热容、密度、熔点和电导率决定触头的电寿命。     

低压空气开关电弧现代测试技术的研究综述

空气开关电弧是以空气为灭弧和绝缘介质的低压电器中最为复杂的物理现象.针对电弧运动过程特别是电弧背后击穿现象、电弧温度、电弧组分及其浓度等方面,综述了CCD和光纤阵列、光谱诊断技术及磁测试技术等低压空气开关电弧的现代测试技术的特点及其应用,并指出了空气开关电弧实验研究中所面临的几个问题.     

连接点通断频率对串联型故障电弧特性的影响

基于自制的振动平台开展了串联型故障电弧振动实验,获取不同振动频率时的电流和电压数据,分析了不同电源电压、电流、功率因数时,振动频率对电流有效值、零休时间和电压峰峰值的影响规律,研究了不同振动频率下串联型故障电弧的伏安特性,并分析了振动频率影响串联型故障电弧特性的原因,研究成果对今后开展故障电弧诊断工作具有积极意义。     

基于链式的爆炸气流场耦合电弧动态模型

为研究大电场条件下有效熄灭电弧的优良方法,在开放空间下,考虑爆炸产生的冲击波及强烈气流耦合电磁场等因素的影响,基于电弧链式思想和经典激波理论分析电弧在爆炸气流影响下的受力情况,推导出电弧运动速度控制方程。在此基础上,结合能量平衡方程及热交换原理,建立耦合场的电弧模型。通过有限差分法求解模型,分析气流耦合电磁场下电弧熄灭的运动过程和物理特性变化,并得出电弧状态相关参数(温度、电导率等)和熄灭时间的特性。试验结果表明电弧熄灭效果具有工程应用价值。     

交流电弧沿染污绝缘表面发展过程的研究

作者用高速摄影机拍摄了交流电弧沿染污绝缘表面发展的全过程,同时记录闪络过程中外施电压和泄漏电流的变化。通过综合分析,阐述了交流污闪电弧的物理特征,电弧的极性效应、电弧延伸的最大速度以及临界闪络电压、电弧长度,为研究污秽闪络机理提供了科学的依据。     

计及风影响的潜供电弧自熄特性计算研究

风是影响潜供电弧自熄特性的重要因素,从电弧运动的角度出发,研究了计及风影响的潜供电弧自熄特性。利用链式电弧模型,分析电弧受到的电动力、空气阻力和风载荷,获得电弧运动速度控制方程,建立考虑风载荷的潜供电弧运动模型。利用电弧自熄的长度判据,提出了计算电弧自熄特性的仿真流程。通过比较电弧受到的风载荷与电动力,分析了在不同电流下风对电弧运动所起的作用,进一步探讨了风向和风速对燃弧时间及分散性的影响。最后对潜供电弧自熄时间进行了仿真计算,并与试验结果进行了比较分析,结果表明文中建立的电弧运动模型能有效计及风对潜供电弧的运动和自熄特性的影响,燃弧时间计算值与实测时间基本相符,具有实用价值。