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低压空气开关电弧现代测试技术的研究综述

发布时间：2016-10-13 22:31

本文关键词：空气开关电弧的数学模型及其特性的研究综述，由笔耕文化传播整理发布。

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低压空气开关电弧现代测试技术的研究综述

低压断路器

低压电器(2008№1)通用低压电器篇

研究与分析

CCD;主要缺点是其测量原理上要求等离子体是

光学薄层的,且处于LTE状态,图3为该系统结

[5]

果的原理图。和发射光谱相比,吸收光谱测试系统更为复杂。首先,需要一个附加的激光光源,且接收装置要求也较高。其优点是不要求被测等离子体处于LTE状态,并可定量得到等离子体中的粒子浓度,此外,其时间分辨率仅取决于激光的脉冲宽度。激光诱发荧光技术除了可在非LTE状态下测量粒子浓度外,还可进行局部低温区域原子参数的测量,此外,该方法对单一气体和混合气体均有效。但在高气压时需考虑激发态粒子间的碰撞对测量的影响,另外,该方法在测量等离子体的绝对密度时较为困难

低压空气开关电弧现代测试技术的研究综述

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题。假定电极、栅片和电弧均由连续的若干段线电流来描述,用Biot2Savart定律就可给出一定电流时灭弧室中的每一点磁感应强度的表达式,然后通过测量特征点的磁场,就可确定电弧的大致形状。他们利用该系统研究了低压断路器中的电弧重燃现

象。设备的时间分辨率可达10幅/s,所用的14个线性霍尔探针尺寸为4mm×3mm×1mm、响应时间为1μs、特性系数为20V/T、供电电源为直流5V。值得一提的是,,2.5kA峰值电流下,时,栅片等非线,,会消除铁磁物这样,就初步解决了磁测试技术在实际应用中的一个关键问题。他们还通过CCD拍摄电弧运动过程,校验了磁测试系统的有效性(见图4)

低压空气开关电弧现代测试技术的研究综述

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图3　发射光谱的系统结构图

　　文献[12]采用发射光谱技术,定性研究了电弧等离子体与周围气体间的相互作用。文献[13]采用发射光谱的方法测量了孤立触头间的

图4　磁测试方法和CCD测试方法的结果比较

弧柱截面的温度分布。文献[14]采用发射光谱的方法,通过对不同产气材料在电弧作用下产生的氢气量进行了定量测量,研究了器壁产气对电弧冷却的作用。文献[15]利用吸收光谱测量了空气开关电弧等离子体中的铜、银和铁原子的浓度,并得到了电子温度。文献[16]应用激光诱发荧光技术得到了电弧等离子体中的氢原子密度及电场强度分布。

可以看出,光谱技术作为一种先进的测试手段,在人们探索和认识开关电弧现象的过程中必将发挥更大的作用。

　　如何进一步更为直观、准确地描述电弧的形

态,将是磁测试技术所面临的一个重要问题。

4　结　语

综上所述,为了不断深入认识空气开关电弧这一复杂的物理现象,提高低压电器产品的性能,国内外学者对空气开关电弧进行了长期、持续地实验研究,采用的测试技术主要有CCD和光纤阵列、光谱诊断技术及磁测试技术,不断地发现了其中的物理规律。

但是,在低压空气开关电弧的实验研究方面,以下问题尚需要进一步探讨:

(1)电弧与电极、栅片、产气材料之间的相互作用过程是目前空气开关电弧中的一个难点和热点问题。主要是通过电弧的建模和仿真来了解其中的物理过程,然而,如何通过实验手段进一步认

3　光谱测试技术磁测试技术

Brdys

[17～19]

等提出采用霍尔探针来测试空气

开关电弧的运动,其基本原理是求解电磁场的逆问—8—

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