直流电弧

摘要： 高压直流(HVDC)继电器触头系统结构紧凑,难以利用栅片或产气材料来提高触头的开断性能。通过磁吹系统的外加磁场能够加快电弧的运动速度,提高灭弧能力。永磁体作为磁吹系统的关键部分,其外部磁感应强度分布不均匀,且尺寸对磁场的大小和分布影响较大,这对磁吹系统的设计造成了一定的困扰。针对此问题,该文建立磁吹系统三维有限元模型,重点分析永磁体尺寸对其外部磁场的影响,并建立相关数学模型;分析永磁体外部磁场分布的特点,得出外部磁场分布均匀度与永磁体尺寸的关系。最后,结合高压直流继电器的开断电弧特性,考虑电弧的受力情况及电弧的停滞时间,对永磁体的尺寸、充磁方向及安装位置进行设计,为提升高压直流继电器触头开断性能奠定了理论基础。

摘要： 为研究直流电弧点燃后的生长过程,给出了一种电弧半径扩散模型.针对电弧生长时电流由小变大的过程,从电弧的能量平衡出发,考虑热传导和热辐射对电弧半径的影响,对Mayr电弧模型进行改进,得到电弧半径扩散模型的控制方程.在MATLAB/Simulink仿真环境下,利用电弧半径扩散模型的控制方程搭建电弧模块,在此基础上,对比仿真与实验结果,结果显示,电弧半径扩散模型的仿真波形与实验采集波形相符,验证了电弧半径扩散模型对分析电弧生长过程的可行性和准确性.此外,通过实验分析了直流电弧生长时的动态伏安特性,利用仿真探索了电路参数对电弧电流的影响.研究成果可为电弧形成过程的研究提供理论依据.

摘要： 采用对电流参数最终归一化的时域分析和基于信息熵自适应选取窗长的频域分析相结合的方法,研究了光伏发电系统直流串联电弧故障的识别问题.通过设计自适应窗函数,获得直流侧电流归一化的时域信息和基于信息熵自适应选取窗长的频域信息.根据串联电弧故障状态和正常工作状态下的特征差异,提出了用时频域信息结合以提高识别灵敏度的方法,经实验验证,该方法能可靠地识别各种状态下的串联电弧故障,不受阴影遮挡等条件的影响,可在保障光伏发电系统安全运行中发挥积极作用.

摘要： 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.

摘要： 详细介绍用户侧直流配电技术的优势、研究现状、研究内容、研究成果和应用前景.笔者认为直流配电系统的研究内容集中在配电系统、配电设备和用电设备3个方面,提出现阶段直流配电系统正在从研究阶段迈入试点推广阶段,距离系统的全面普及,尚需解决一定的应用难点,同时还提出现阶段的应用重点和对未来的应用展望.

摘要： 直流接地极线路耐雷水平低,在遭受雷击和操作过电压时容易在绝缘子串上建立电弧,一般采取在绝缘子两端安装招弧角的方法来防止直流电弧烧蚀绝缘子。目前缺少招弧角的熄弧机理及电弧运动过程的研究,招弧角的安装均依据运行经验,缺少理论依据。文中采用链式电弧模型,考虑电流元间粘力的作用,建立了招弧角间直流电弧运动模型,提出了一种基于大矩阵存放电流元位置坐标的算法,在MATLAB中编制程序,仿真分析电弧运动过程及电弧受力,得出磁场力和热浮力为熄弧的主要动力的结论,为招弧角的安装提供理论依据。最后在小尺度直流电弧实验平台进行熄弧实验,验证了文中所建模型的有效性。

摘要： 原子发射光谱中直流电弧光谱技术在众多粉末材料的检测中具有许多其它技术难以企及的优势,本试验采用全谱直流电弧直读光谱仪,无需样品分解,直接将铌及铌基化合物转化为氧化物,配制系列氧化铌光谱标样,运用载体分馏效应,用直流电弧阳极激发,电极中实现杂质元素与基体分馏,依据时序分析和扫描峰确定元素分析波长、元素积分时间、背景扣除点,建立Nb中Fe、Ti、Ta、Al、Mn、Ni、Cr、Zr、Hf、Co、Sb、Sn、V、Mg、Pb、Si、Mo、As、Bi等19种杂质元素同时测定的分析方法,加标回收率在95％～115％之间,RSD在8％～ 19％之间,分析结果同国标方法GB/T 15076.10《钽铌化学分析方法铌中铁、镍、铬、钛、锆、铝和锰量的测定》、GB/T 15076.11《钽铌化学分析方法铌中砷、锑、铅、锡和铋量的测定》一致.

摘要： 直流串联电弧是引发光伏系统火灾事故的主要原因之一.针对直流电弧状态和故障问题,提出一种基于逆变器实现的组串式光伏系统直流串联电弧故障检测与保护方法.依据电弧故障的高频特性,以组串输入端滤波电容支路电流为量测获取串联电弧故障信号,基于样本熵和标准差建立串联电弧检测算法并构建2级保护判据及重投方案,保证故障处理的可靠性和灵敏性,并满足逆变器对高频信号低采样率的制约.根据光伏并网逆变器的工作原理和结构组成,提出实现电弧保护的逆变器硬件改造方案.搭建光伏系统电弧故障实验平台并开展实验研究.提出的方法能够实现可靠的检测与保护,在多种情况下验证了所提方法的有效性.

摘要： 因导线的绝缘劣化、接触不良等因素引起的直流电弧故障时有发生,但因无过零点特征无法自然熄弧可能导致设备损毁或者引发火灾,研究直流电弧特性对于电弧故障的检测与保护具有重要意义.光谱测试数据表明,在直流电弧中存在铜元素,因此,基于平衡态等离子体理论新增了含铜蒸气介质的电导率-温度特性曲线.建立小电流空气直流电弧的有限元模型,分析电弧稳定燃烧时的温度场分布和电弧电阻及电极间距的关系,同时,开展电弧实验,验证仿真模型的合理性.数据表明:相比纯空气介质,引入铜蒸气的仿真结果与实验数据更接近.这体现在当电弧稳定燃烧时,两者电极的温度场分布基本一致,等离子体气体温度最高到6000～7500K;电弧电阻和电极间距的仿真数据与实验数据最大偏差是2.283?,最大相对误差为13.45％.可见,含铜蒸气介质的电弧仿真模型能更准确、全面地研究直流电弧的电导率特性,为小电流直流电弧的电气特性和温度特性研究提供理论基础.

摘要： 直流电弧故障是光伏系统中电气火灾事故的重要诱因.分析了直流电弧故障的发生机理及故障特征,综述了当前电弧故障检测方法及相关检测标准,现有电弧故障检测方法主要依靠故障电弧电压电流的时频域特征来实现.并指出目前电弧故障检测方法存在的不足,主要是受到来自逆变器高频噪音以及电网谐波的干扰,容易引起保护误动作.最后,展望了电弧故障检测技术发展方向,包括电弧故障多源信息融合技术与自适应保护、电弧故障定位等.

摘要： 电弧的燃烧和熄灭是开关电器的核心理论,由于产品种类繁多、结构差异较大,在设计中仍要依赖于大量的实验研究.自行设计了可拆卸灭弧室,通过在振荡回路中串联阻尼电阻来提供直流电流,搭建了气体电弧实验平台,对不同压力(100kPa、200kPa、400kPa)、电流(50A、100A、200A)、触头开距(4mm、8mm、12mm)等条件下的C02直流电弧特性进行了实验.研究结果表明,随着灭弧室内气体压力增大,电弧燃烧更为剧烈并且电弧电压快速升高,而电弧半径变化较小;随着触头开距增大,气体电弧燃烧剧烈程度和电弧半径无明显变化,电弧电压明显升高;随着电弧电流增加,电弧燃烧更为剧烈,电弧半径明显增大,电弧电压无明显升高甚至下降.

摘要： 电弧是机械式开关电器在分/合过程中的重要物理现象,直接影响其通断能力.根据内部物理过程建立电弧模型进行仿真分析,是开关电器领域的重要研究手段.本文综合考虑CO2电弧等离子体中的气流场、热场和电磁场的耦合关系,建立了CO2电弧的二维轴对称磁流体动力学模型,利用数值方法进行求解,得到可拆卸气体灭弧室中的CO2自由燃烧直流电弧特性.仿真结果表明,CO2气体压力一定时,随着电流的增大,电弧的温度增加、电弧半径增大和电弧电压均增大;电流数值一定时,随着CO2气体压力的增大,电弧半径和电弧电压增大、电弧温度降低.通过与相关文献中的仿真与实验结果对比,验证了本文所建立的CO2电弧模型的正确性.

摘要： 大型光伏发电系统的直流电弧有着持续燃烧时间长、受环境因素影响大等特点,难以快速定位并排除故障.建立MATLAB/simulink模型,对比观察电弧发生时逆变器直流侧、单个光伏组件处的电压、电流及功率波形的变化,力图排除环境因素影响,识别故障电弧的发生.时域仿真结果表明,逆变器直流侧电压、电流、功率和电弧电压波形的不同,并结合其振荡趋势,并通过波形的不同区别串联与并联型电弧故障,为实现对光伏系统直流电弧的实时监测、识别与保护提供理论依据.

摘要： 大型光伏发电系统的直流电弧有着持续燃烧时间长、受环境因素影响大等特点,难以快速定位并排除故障.建立MATLAB/simulink模型,对比观察电弧发生时逆变器直流侧、单个光伏组件处的电压、电流及功率波形的变化,力图排除环境因素影响,识别故障电弧的发生.时域仿真结果表明,逆变器直流侧电压、电流、功率和电弧电压波形的不同,并结合其振荡趋势,并通过波形的不同区别串联与并联型电弧故障,为实现对光伏系统直流电弧的实时监测、识别与保护提供理论依据.

摘要： 对于具有双锥形电极相对放置结构的直流电弧热等离子体发生器，本文采用数值模拟方法研究了发生器内的二维传热与流动特性，并与实验观察到的气体放电图象进行了比较。数值模拟结果表明，由于在气体放电过程中电弧阴、阳极之间所形成的相向运动的射流的相互作用，在两电极之间的空间区域内会形成一个滞止面；随着弧电流的增加，该滞止面的位置会向阳极一侧移动。本文的数值模拟结果与实验观察结果定性一致。

摘要： 用直流电弧等离子体技术,熔化和汽化SiO2,经骤冷和集尘,制取球形微米和纳米级SiO2,可应用于电子封装材料.

摘要： 本文采用直流电弧等离子体技术,熔化和汽化SiO经骤冷和集尘,制取球形微米和纳米级SiO,对其工艺流程进行了研究,对纳米级SiO应用市场进行了分析.

摘要： 电弧故障常常会威胁到各种电力电子系统的安全运行,由于其本身的随机性和不稳定性,电弧故障很难被有效地检测出来.目前研究较多的电弧故障检测技术大多是交流配电系统,直流电不同于交流电有过零等特征,因此直流故障电弧很难用传统的方法进行检测.鉴于低压电器发展,阐述了特定直流系统的电弧发生原因和分类,并对故障模型进行分析,叙述了一些检测原理和技术.

摘要： 电弧故障常常会威胁到各种电力电子系统的安全运行,由于其本身的随机性和不稳定性,电弧故障很难被有效地检测出来.目前研究较多的电弧故障检测技术大多是交流配电系统,直流电不同于交流电有过零等特征,因此直流故障电弧很难用传统的方法进行检测.鉴于低压电器发展,阐述了特定直流系统的电弧发生原因和分类,并对故障模型进行分析,叙述了一些检测原理和技术.

摘要： 一种直流(DC)电弧故障检测器(4)，包括：感测在直流电力电路中流动的电流的交流(AC)成分的第一电流传感器(10)；感测所述电流的直流成分的第二电流传感器(12)；以及对所感测的交流成分滤波的带通滤波器(14)。解调对数放大器(16)包括具有滤波后的交流成分(15)的输入端(18)，以及输出端(20)。积分器或最小检测器(22)包括连接到放大器输出端的输入端(24)，以及输出端(26)。处理器(28)重复地输入(64)并且然后重置(66)所述积分器或最小检测器输出端，并且当发生如下情况达预定时间时确定(70；82；94)电弧：所感测的直流成分大于第一预定值，以及所述积分器或最小检测器输出端的当前值比所述输出端的先前值大第二预定值以上或与所述先前值相差第二预定值以上，或者所述当前值大于第三预定值。

摘要： 一种直流(DC)电弧故障检测器(4)，包括：感测在直流电力电路中流动的电流的交流(AC)成分的第一电流传感器(10)；感测所述电流的直流成分的第二电流传感器(12)；以及对所感测的交流成分滤波的带通滤波器(14)。解调对数放大器(16)包括具有滤波后的交流成分(15)的输入端(18)，以及输出端(20)。积分器或最小检测器(22)包括连接到放大器输出端的输入端(24)，以及输出端(26)。处理器(28)重复地输入(64)并且然后重置(66)所述积分器或最小检测器输出端，并且当发生如下情况达预定时间时确定(70；82；94)电弧：所感测的直流成分大于第一预定值，以及所述积分器或最小检测器输出端的当前值比所述输出端的先前值大第二预定值以上或与所述先前值相差第二预定值以上，或者所述当前值大于第三预定值。

摘要： 一种直流电弧故障电路中断器，包括可分离触点和用于跳闸断开所述触点的跳闸电路。跳闸电路包括：数个交流传感器，其被配置为感测流过可分离触点的电流；数个滤波器电路，其与AC电流传感器协作以输出数个交流信号；数个峰值检测器，其与滤波器电路协作以输出数个峰值电流信号；处理器，其至少与峰值检测器协作。处理器输入所述数个峰值电流信号，作为多个峰值电流信号，或者，输入所述数个峰值电流信号并确定所述多个峰值电流信号。处理器还确定峰值电流信号是否超过对应的预定阈值达预定的时间，并作出响应地使得所述触点跳闸断开。

摘要： 本发明直流电弧炉的高性能直流电源实现方法属于电气直流电源及直流电弧炉冶炼技术，目的是研发低谐波、高功率因数、直流电压电流大范围可调的AC／DC变换器，其特征是由一个移相变压器、两个完全相同的晶闸管6脉波变流桥[5]和[6]构成的12脉波变流桥以及一套多电平直流电流控制及合成单元[7]组成的高性能直流电源，采用非对称电流的控制策略，通过多电平直流电流控制及合成单元[7]，按(1)式和(2)式的特定变换规律实施对两个三相变流桥的电流波形进行控制，使变换器三相交流输入电流为正弦波电流，这种新型直流电源具有低谐波、高功率因数、直流侧电压电流大范围连续可调的特点，可用于新建的和改造的直流电弧炉高性能直流电源系统。

摘要： 本发明涉及一种单直流电弧室(8)，它包括：具有第一和相对的第二端部(20，22)的铁磁基部(18)；从该第一端部设置的第一铁磁侧构件(24)；从该相对的第二端部设置的第二铁磁侧构件(26)；从该铁磁基部设置并在所述铁磁侧构件之间的第三铁磁构件(28)；具有第一磁极的第一永磁体(4)，该第一永磁体设置在第一铁磁侧构件上并且面对第三铁磁构件；具有该第一磁极的第二永磁体，该第二永磁体设置在第二铁磁侧构件上并且面对第三铁磁构件。本发明还涉及一种采用它的双向直流电气开关设备。

摘要： 一种直流电弧故障电路中断器，包括可分离触点和用于跳闸断开所述触点的跳闸电路。跳闸电路包括：数个交流传感器，其被配置为感测流过可分离触点的电流；数个滤波器电路，其与AC电流传感器协作以输出数个交流信号；数个峰值检测器，其与滤波器电路协作以输出数个峰值电流信号；处理器，其至少与峰值检测器协作。处理器输入所述数个峰值电流信号，作为多个峰值电流信号，或者，输入所述数个峰值电流信号并确定所述多个峰值电流信号。处理器还确定峰值电流信号是否超过对应的预定阈值达预定的时间，并作出响应地使得所述触点跳闸断开。

摘要： 本发明提供一种直流电源供电系统及其直流电弧检测方法和装置，其同时采集逆变器的交流信号和各路直流信号；由于逆变器交流侧有外界引入噪声时，该噪声能够通过逆变器串扰至其直流侧；且逆变器本身的运行也有可能会造成噪声，该噪声可能会同时出现在其两侧；所以，根据交流信号和各路直流信号，能够判断直流电源供电系统是否存在噪声干扰；若存在噪声干扰，则对拉弧检测数据进行去噪处理，进而使该拉弧检测数据能够根据系统实际噪声情况进行调节；然后再根据去噪处理后的数据结果，判断所述逆变器是否发生拉弧；相比于现有技术能够降低误报率，提升检出率，可以适用于大功率逆变器或者逆变器带非线性负载等容易导致谐波恶化的情况。

摘要： 本发明直流电弧炉的高性能直流电源实现方法属于电气直流电源及直流电弧炉冶炼技术，目的是研发低谐波、高功率因数、直流电压电流大范围可调的AC／DC变换器，其特征是由一个移相变压器、两个完全相同的晶闸管6脉波变流桥[5]和[6]构成的12脉波变流桥以及一套多电平直流电流控制及合成单元[7]组成的高性能直流电源，采用非对称电流的控制策略，通过多电平直流电流控制及合成单元[7]，按(1)式和(2)式的特定变换规律实施对两个三相变流桥的电流波形进行控制，使变换器三相交流输入电流为正弦波电流，这种新型直流电源具有低谐波、高功率因数、直流侧电压电流大范围连续可调的特点，可用于新建的和改造的直流电弧炉高性能直流电源系统。

摘要： 本发明涉及一种单直流电弧室(8)，它包括：具有第一和相对的第二端部(20，22)的铁磁基部(18)；从该第一端部设置的第一铁磁侧构件(24)；从该相对的第二端部设置的第二铁磁侧构件(26)；从该铁磁基部设置并在所述铁磁侧构件之间的第三铁磁构件(28)；具有第一磁极的第一永磁体(4)，该第一永磁体设置在第一铁磁侧构件上并且面对第三铁磁构件；具有该第一磁极的第二永磁体，该第二永磁体设置在第二铁磁侧构件上并且面对第三铁磁构件。本发明还涉及一种采用它的双向直流电气开关设备。

摘要： 本实用新型涉及电抗器技术领域，提出了直流电弧炉、直流矿热炉用直流电抗器，包括设置在铁芯上的绕组，关键在于：所述绕组包括缠绕在铁芯上的铜管及缠绕在铜管外围的绝缘膜层，铜管的两端都延伸到绝缘膜层外部，铜管的内腔形成为水冷腔。在铜管起到导电作用的同时，还可以向铜管的内腔中通入冷水起到水冷散热的作用，使得直流电抗器的整体结构紧凑，尺寸较小，制作工艺简单，散热良好，解决了现有技术中的电抗器过热严重的问题，很适宜在大功率大电流的场合下应用。