大功率直流继电器触头分断燃弧时间实验拟合及电弧仿真研究
发布时间：2021-10-25 02:39
直流继电器是直流控制系统中的重要元器件,随着电磁继电器的发展逐渐趋于大功率、长寿命以及高可靠性,无疑对其的设计提出了更高的要求。由于直流系统不存在自然过零点,所以直流继电器触头在分断过程中产生的电弧更加难以熄灭,从而造成分断燃弧时间过长、触头表面烧蚀严重等问题,对开关电器的寿命产生较大影响。本文结合实验研究和拟合仿真研究分析了气氛物性参数、磁场强度对分断燃弧时间的影响以及电弧动态运动过程,为研究如何加速电磁继电器触头分断过程中的电弧熄灭提供理论依据。本文利用CuMo85触头在不同环境气氛条件中完成的电寿命实验,统计计算了各个电流电压条件下的电弧电导值、各个环境气氛中触头分断燃弧时间平均值。结合CASSIE电弧动态模型公式以及实验电路方程,计算不同条件下电弧时间常数τ作为原始数据,综合考虑气氛物性参数,拟合得到电弧时间常数τ和电流电压条件、气氛物性参量间的函数关系式,选取最小电弧电流作为熄弧判据,计算出理论分断燃弧时间,并对未实验的电压电流条件及环境气氛进行预测。根据由拟合公式计算得到的分断燃弧时间的计算值可以得出的结论是:H2中分断燃弧时间最短,均小于0.01ms...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水平自由弧形状示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文断过程中熄灭的机理是电弧受到安培力作用形成弓形，随着电弧长度增加，弧柱散面积增大，气体分子更多发生热电离和碰撞电离参与导电，热游离作用减小，电弧压随电弧长度增加而接近于电源电压，电弧电流接近零，最终熄弧[28]。姜斌峰[29]利 CASSIE 与 Mayr 电弧模型方程简历输电线路上的高阻接地电弧模型，分析了低压交电线故障的电弧特性；戴隽文、郝瑞祥等人[30]建立模型研究了弓网离线电弧所产生离线情况下过电压；孙月琴、倪江等人[31]利用 Mayr 模型仿真了高速气体对电弧熄灭用，得出结论是高速气体有助于加速电弧熄灭；哈尔滨工业大学的 Weiwei Fan 和ihua Wu[32]基于 Mayr 电弧模型和负载电路方程，提出了一种新的接触断弧持续时间析计算模型，并利用 10A-DC 继电器进行电弧放电实验证明了该模型的有效性，如如图 1-2 和 1-3 所示：
性；戴隽文、郝瑞祥等人[30]建立模型研究了弓；孙月琴、倪江等人[31]利用 Mayr 模型仿真了高速气体有助于加速电弧熄灭；哈尔滨工业大学yr 电弧模型和负载电路方程，提出了一种新的用 10A-DC 继电器进行电弧放电实验证明了该：条件和负载电阻之间关系 图 1-2（b） 电流电压条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析[J]. 杨明波,龙毅,樊三军,马格土. 电测与仪表. 2019(10)
[2]直流电弧等离子体炬的数值模拟研究[J]. 陈文波,陈伦江,刘川东,程昌明,童洪辉,朱海龙. 真空. 2019(01)
[3]基于改进Mayr模型的弓网离线电弧仿真分析[J]. 乔凯,刘文正,张坚,王天宇,龚兆丰. 铁道标准设计. 2018(05)
[4]电负性与电亲和性概念的分析[J]. 李震彪,魏江,朱青成,柳子逊. 电工材料. 2017(05)
[5]环境气氛对继电器触点性能影响的研究进展[J]. 魏江,宗天元,黄靖,朱青成,柳子逊,李震彪. 电工材料. 2017(01)
[6]中压直流断路器内部电弧特征分析与模型验证[J]. 管红立,邹尊强,崔晓静,王启龙. 电工电气. 2016(12)
[7]磁场作用下分断初速度对直流分断电弧两相燃弧时间影响的研究[J]. 崔芮华,李超,李振平. 电器与能效管理技术. 2016(22)
[8]应用于输电线路单端测距的高阻接地故障电弧模型分析[J]. 孙月琴,倪江,王宾,谢民,王海港. 电力系统自动化. 2016(22)
[9]高速铁路弓网电弧仿真研究进展[J]. 邵岩,朱光亚. 电气化铁道. 2016(04)
[10]基于磁流体动力学模型的弓网电弧温度场仿真[J]. 郝长金,尹小兵,古圳,朱光亚,高波,吴广宁. 高压电器. 2016(07)
博士论文
[1]航天继电器分断电弧及其抑制措施的仿真和实验研究[D]. 周学.哈尔滨工业大学 2011
[2]航天继电器稳态电弧等离子体电离过程与电弧特性研究[D]. 臧春艳.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于改进Habedank电弧模型的弓网离线过电压研究[D]. 范福强.西南交通大学 2014
[2]导热高速气流与电弧耦合模型及应用效果分析[D]. 王滨.广西大学 2011
[3]载流摩擦磨损的温度场有限元数值模拟研究[D]. 蒋慧平.西华大学 2010
[4]电弧两相转变规律和机理的理论与实验研究[D]. 周玮.华中科技大学 2007
本文编号：3456481
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水平自由弧形状示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文断过程中熄灭的机理是电弧受到安培力作用形成弓形，随着电弧长度增加，弧柱散面积增大，气体分子更多发生热电离和碰撞电离参与导电，热游离作用减小，电弧压随电弧长度增加而接近于电源电压，电弧电流接近零，最终熄弧[28]。姜斌峰[29]利 CASSIE 与 Mayr 电弧模型方程简历输电线路上的高阻接地电弧模型，分析了低压交电线故障的电弧特性；戴隽文、郝瑞祥等人[30]建立模型研究了弓网离线电弧所产生离线情况下过电压；孙月琴、倪江等人[31]利用 Mayr 模型仿真了高速气体对电弧熄灭用，得出结论是高速气体有助于加速电弧熄灭；哈尔滨工业大学的 Weiwei Fan 和ihua Wu[32]基于 Mayr 电弧模型和负载电路方程，提出了一种新的接触断弧持续时间析计算模型，并利用 10A-DC 继电器进行电弧放电实验证明了该模型的有效性，如如图 1-2 和 1-3 所示：
性；戴隽文、郝瑞祥等人[30]建立模型研究了弓；孙月琴、倪江等人[31]利用 Mayr 模型仿真了高速气体有助于加速电弧熄灭；哈尔滨工业大学yr 电弧模型和负载电路方程，提出了一种新的用 10A-DC 继电器进行电弧放电实验证明了该：条件和负载电阻之间关系 图 1-2（b） 电流电压条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析[J]. 杨明波,龙毅,樊三军,马格土. 电测与仪表. 2019(10)
[2]直流电弧等离子体炬的数值模拟研究[J]. 陈文波,陈伦江,刘川东,程昌明,童洪辉,朱海龙. 真空. 2019(01)
[3]基于改进Mayr模型的弓网离线电弧仿真分析[J]. 乔凯,刘文正,张坚,王天宇,龚兆丰. 铁道标准设计. 2018(05)
[4]电负性与电亲和性概念的分析[J]. 李震彪,魏江,朱青成,柳子逊. 电工材料. 2017(05)
[5]环境气氛对继电器触点性能影响的研究进展[J]. 魏江,宗天元,黄靖,朱青成,柳子逊,李震彪. 电工材料. 2017(01)
[6]中压直流断路器内部电弧特征分析与模型验证[J]. 管红立,邹尊强,崔晓静,王启龙. 电工电气. 2016(12)
[7]磁场作用下分断初速度对直流分断电弧两相燃弧时间影响的研究[J]. 崔芮华,李超,李振平. 电器与能效管理技术. 2016(22)
[8]应用于输电线路单端测距的高阻接地故障电弧模型分析[J]. 孙月琴,倪江,王宾,谢民,王海港. 电力系统自动化. 2016(22)
[9]高速铁路弓网电弧仿真研究进展[J]. 邵岩,朱光亚. 电气化铁道. 2016(04)
[10]基于磁流体动力学模型的弓网电弧温度场仿真[J]. 郝长金,尹小兵,古圳,朱光亚,高波,吴广宁. 高压电器. 2016(07)
博士论文
[1]航天继电器分断电弧及其抑制措施的仿真和实验研究[D]. 周学.哈尔滨工业大学 2011
[2]航天继电器稳态电弧等离子体电离过程与电弧特性研究[D]. 臧春艳.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于改进Habedank电弧模型的弓网离线过电压研究[D]. 范福强.西南交通大学 2014
[2]导热高速气流与电弧耦合模型及应用效果分析[D]. 王滨.广西大学 2011
[3]载流摩擦磨损的温度场有限元数值模拟研究[D]. 蒋慧平.西华大学 2010
[4]电弧两相转变规律和机理的理论与实验研究[D]. 周玮.华中科技大学 2007
本文编号：3456481
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