真空灭弧室与SF6灭弧室串联的混合断路器开断容量增益特性分析

基于真空和SF6气体两种不同灭弧介质的灭弧特点,分析真空灭弧室与SF6灭弧室串联组成的混合断路器可获得更大开断能力的机理。根据混合断路器开断能力提高机理提出对其操动控制机构的要求,并将额定电压12 kV,开断电流20kA的真空断路器与额定电压12 kV,开断电流6.3 kA的SF6断路器串联搭建光控模块式混合断路器实验模型。对实验模型进行短路电流开断测试,并对比单个SF6断路器与基于相同SF6断路器串联真空断路器的混合断路器的短路电流开断能力。得出SF6断路器与混合断路器的开断容量曲线,混合断路器相比SF6断路器开断容量增益倍数在1.4以上。证明混合断路器可在不增加SF6气体使用量的前提下提高短路电流开断容量。     

电子式真空阴极弧离子镀引弧器的研制

研制了电子式真空阴极弧离子镀引弧器 ,分析了其工作原理及工作时序 ,给出了它的关键部分的电路 ,介绍了它的离子镀引弧器的性能及特点。     

真空自耗电弧炉熔速控制模型的实验研究

首先对真空自耗电弧炉称重模块采集的数据进行了处理,然后通过设计的试验建立了电极熔化速度与电弧电流之间的关系模型,最后提出了熔速控制的真空自耗电弧炉的系统设计方案.该系统设计已在现场投入使用.     

真空开关电器中接触触点热过程的仿真研究

金属蒸气是真空开关电弧存在的根源, 基于流体动力学理论, 建立真空开关开断初期分离最终电接触触点由固体、金属液桥到金属蒸气相变过程的完整模型。考虑了金属触点的熔化变形边界, 同时关注金属液桥断裂后金属蒸气的扩散过程, 计算结果表明电触点最高温度点出现在接触触点的中心, 也正是金属桥断裂形成的初始位置。金属液桥相变过程中伴随金属蒸气的蒸发, 并在真空环境中迅速扩散, 在阴极斑点形成之前, 金属蒸气密度高达1.092×10²⁵ m^-3, 并沿着扩散半径迅速降低。计算结果表明, 随着电极加载电流的增大, 金属液桥完全断裂时间大大缩短。     

基于ANSYS的超重力真空蒸发室模态分析与优化

超重力真空蒸发室转筒的稳定转动是获得超重力真空或低压环境以及设备安全运行的必要条件。利用ANSYS软件对超重力真空蒸发室进行了模态分析,得出了其在自由模态下、旋转预应力下及流体载荷下的各阶模态频率,预测超重力真空蒸发室可能在转筒转速达到359.37 r/min时发生共振。设计并制造了超重力真空蒸发室,搭建了测试平台,转筒内流体压力的测试结果表明当转筒转速为360 r/min时,超重力低压环境受到破坏,转筒发生了较大的振动,即发生了共振,与模态分析预测结果一致。对超重力真空蒸发室的振动性能进行优化,选取了4种具有代表性的金属和非金属作为转筒材料,基于ANSYS进行模态分析,最终铝合金被确定为转筒优化所选材料。     

真空电弧沉积技术中的弧源设计

讨论了真空电弧沉积中弧源设计的有关问题 ,如电弧运行模式、电弧极性、点火方式、电弧的约束方式以及宏观粒子抑制方式等。分析表明 ,合理选择电弧运行模式和电弧极性 ,以满足涂料粒子蒸发与离化的要求 ;选择合适的弧源结构 ,加强对电弧的约束与烧蚀的控制 ,或用过滤弧源 ,以抑制宏观粒子对涂层的污染 ,是成功设计弧源的关键     

不同触头压力下真空灭弧室温升分布研究

开关设备作为线路的供电单元,各部分的温度不得超过允许值,作为真空开关及断路器的核心元件,真空灭弧室的温升性能主要取决于回路电阻大小。真空灭弧室的回路电阻主要由动静触头本身电阻值及接触电阻值组成。断路器合闸时,灭弧室动静触头接触,但表面仍然会存在间隙,间隙面以金属桥的形式导电形成接触电阻。不同的触头压力及接触面粗糙度不同时,动静触头的间隙也不同,从而影响真空灭弧室的回路电阻及其性能。本文通过对灭弧室不同触头压力及接触面不同粗糙度时灭弧室动静导电杆温升的研究,分析触头压力及触头接触面粗糙度对灭弧室温升的影响,得到不同触头压力及触头表面粗糙度下温升变化趋势,为真空灭弧室设计中触头材料及表面粗糙度的选择、形状的设计提供理论基础。     

气流影响下的插入管消声器声学特性的实验研究

在管内气流流速10 m/s-100 m/s范围内,对长径比L/D=3.98的插入管型抗性消声器内部和外部声学特性进行了实验研究。探讨了气流流速大小和消声器结构参数的变化对插入管消声器声学特性的影响,并结合腔内气流涡模态,腔体声学模态和尾管声学模态对插入管消声器的声学特性机理进行了分析。实验及理论分析表明,气流流速对消声器内外声学特性均有明显的影响。气流影响下的插入管消声器声学特性与消声器腔体的声学模态和尾管的声学模态关系密切,而消声器腔内气流再生噪声的涡模态对其声学特性影响不大。     

高压脉冲水中放电钨铜电极烧蚀特性实验研究

为了分析高压脉冲水中放电钨铜电极的烧蚀速率和烧蚀机理,设计了实验回路及方法,对钨铜电极的烧蚀特性进行了研究。放电后取水样分析测定水中金属离子的浓度,以此获得钨铜电极总烧蚀率的范围;采用精密天平测量放电后电极的质量损失,得到水中放电钨铜电极的阴极烧蚀率、阳极烧蚀率、平均烧蚀率和总烧蚀率。结果表明,两种方法都能成功获得电极烧蚀率,但测量电极质量损失的方法较准确。水中高温电弧引起的复杂的物理和电化学反应是导致水中电极烧蚀的重要原因之一。电极表面宏观形貌分析结果表明,脉冲放电电弧在水中受到挤压难以扩散,电弧与电极的表面接触时的电流密度和持续时间在水中更为严重,在电极表面留下弧斑,引起了电极表面局部的较高温升。     

真空断路器真空度与灭弧室屏蔽罩上感应电位联系机理研究

屏蔽罩电位是判断真空断路器灭弧室真空度水平优劣的一种技术手段,研究人员对屏蔽罩电位信号成分及其形成机理进行了大量的研究工作,并在理论上和试验方面取得了一定成果。但对于真空屏蔽罩上电位的成因并无公认的解释,且实际应用中难以将不同型号的断路器按同一标准对待。为寻求真空度与屏蔽罩电位的内在联系机理,本文基于前人研究成果,从电介质学及气体放电的相关理论出发,将真空度劣化过程分成三个阶段分别讨论,阐述了各个阶段依据理论基础。特别针对真空度高于0.1 Pa时较难判断的屏蔽罩电位值,利用有限元分析的方法进行了3D电场计算,分析了该真空度范围下屏蔽罩电位的变化规律,研究成果提供了一种真空度判断与评估的可行方法,具有较好的应用参考价值。