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开关电弧理论的研究状况

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-10  浏览次数:148
核心提示:【开关电器】电弧属于气体放电的一种形式。电弧指触头之间或两极间隙中的介质由绝缘状态变为导电状态,从而有电流流过的现象。
        开关电器电弧属于气体放电的一种形式。电弧指触头之间或两极间隙中的介质由绝缘状态变为导电状态,从而有电流流过的现象。由于电弧的超高温度,传统机械式开关电器都必须用耐高温的材料来制作触头。开关电器在开断过程中电弧会产生随机运动,电弧的存在以及其变化形态对开关电器的分断能力有重要影响。开关电器电弧在燃弧期间,不但有温度的变化,同时还涉及到气流场、电磁场的变化过程,是一个受多个场耦合影响的复杂变化过程。仿真研究开关电器电弧的燃弧过程,将开关电弧从触头分断开始到熄灭的过程显示在屏幕上,这样可以从形态,行为,特性参数等不同的角度观察分析电弧的整体运动。仿真分析有助于研究者看到完整的熄弧过程,即从电弧起始到熄灭的整个动态过程中的细微变化。开关电器更深入的了解电弧的特性可以在现有的开关电器设计水平上有很大的提升。开关电器从而提高开关的电压等级、延长开关的电寿命以及整体可靠性。电弧仿真设计数学模型来模拟真实的实验条件进行分析。与真实实验不同,仿真不受实验条件的限制和环境因素的干扰,可以模拟更多的条件,得到更详细的数据,对电弧特性的研究更为深入,可以从本质上解释电弧能量变化的物理规律,故开关电弧理论的研究受到众多专家学者的重视。 开关电器
       国外电器行业的研究者很早就开始了对开关电弧理论的研究,Cassie  A.M 早在1939 年就提出了电弧的黑盒模型。黑盒模型将电弧看作是一个圆柱形的带电气体的通道,并规定这个圆柱形通道有一个固定的宽度。开关电器圆柱形通道的横截面分布着电弧,在界面上电弧的温度分布是均匀的。通过电弧的电流发生改变的时候,电弧通道的直径随之变化,但电弧的温度始终不变。因为电弧的温度在空间和时间上,均不考虑从电极散出的能量。 开关电器
       随后 Horinouchik 等人提出了开关电弧的链式数学模型。为了加快计算速度,其模型中忽略介质中气流的作用以及电弧燃烧过程中的热效应,即可以把电弧看作是一簇彼此相连的单元圆柱电流构成。开关电器电弧的每一个单元圆柱电流均受到两方面的力,一方面是来自磁场力的作用,另一方面是来自电弧周围介质的粘度引起的阻力。这两种力的作用共同决定了电弧的运动速度,并以此假设为基础可以得出电弧的运动轨迹和形状。 开关电器
      
 
 
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