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长开距真空电弧扭曲现象研究

Study of Distortion of a Vacuum Arc at a Long-Gap Distance

  • 摘要: 本文在可拆卸灭弧室中对所设计的单匝触头、1/2匝触头和1/3匝触头进行了大量的实验。利用高速摄影仪对燃弧过程进行拍摄, 对不同燃弧峰值电流和不同触头开距情况下的真空电弧现象进行了实验观察。通过对实验结果的研究, 得到在大开距条件下, 真空电弧扭曲形态主要分为两种:一般扭曲和整体螺旋状扭曲;研究改变燃弧电流, 触头结构和触头开距对真空电弧扭曲现象的影响, 总结了不同峰值燃弧电流下电弧扭曲出现的起始电流以及扭曲持续的时间;最后, 利用等离子体扭曲不稳定理论, 结合仿真所得的磁场强度以及分布情况, 分析触头间隙纵向磁场的强度与分布对于真空电弧扭曲特性的重要影响。通过本文的工作, 更加深入地了解了大开距条件下真空电弧的现象及特点, 为进一步研究大开距真空电弧特性提供了一定的实验基础和数据结果。

     

    Abstract: Experimental study of the long-gap distance vacuum arc distortion for three types of axial magnetic field (AMF) contacts, by using high-speed charge coupled device (CCD), is presented. The arc current was of a half-cycle sine wave with a frequency of 50Hz, produced by an L-C discharging circuit. The time of appearance and duration of vacuum arc distortion under three conditions were studied. It was found that the gap distance, current and diameter of the electrode affected the characteristics of vacuum distortion at a long-gap distance. Some characteristics of the vacuum arc at a long-gap distance was revealed and the experience and data for further investigation were provided.

     

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