真空电弧电子扩散过程及电弧半径的研究

以等离子体基本方程为依据,推导出了在真空电弧弧柱外的电子密度沿径向呈指数规律减、弧柱内呈二次曲线率减的结果。提出将弧拉内、外分界点到电弧中心的距离作为电弧半径及其确定方法的建议。实验结果与理论分析基本吻合。

电弧三维电磁场模型参数对GIS中VFTO的影响

隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(VFTO)对一次设备的绝缘和二次设备安全稳定运行产生很大的危害。电弧模型对VFTO理论分析有很大影响。基于实测电弧等效电阻,应用三维瞬态电磁场模型,分析了隔离开关操作过程中圆柱形电弧模型半径变化对VFTO分布的影响。基于矢量动态位,讨论了应用三维有限元法分析GIS内部瞬态电磁波初始条件的设定。根据实测电弧等效电阻,用导电媒质建立了用于3D电磁分析的电弧模型。对比了不同电弧模型半径下电源侧、空载母线侧和电弧处VFTO波形及峰值。通过分析发现当电弧模型的半径下降到一定数值后,半径开始对VFTO分布有较大的影响,其对电弧处电压响应幅值的影响最明显;随着电弧模型半径的减小VFTO在时间上发生滞后,电弧模型半径的减小对电源侧、负载侧和电弧处时间滞后影响程度基本相同。因此在应用3D电磁场模型分析VFTO时,电弧模型半径应尽量与实际相符。

一种采用能量平衡关系的新型交流电弧炉模型

基于能量守恒定律,建立一种以微分方程描述的新型交流电弧炉(EAF)时域模型.模型以电弧导纳作为状态变量,弧长和电流作为输入,引入时序变化的电弧半径作为参变量,并给出模型参数的估算方法.以实际炼钢交流电弧炉为例,建立电气系统仿真模型,对熔化期的电弧特性及电弧炉对电网的冲击响应进行仿真研究.结果表明:仿真得到的电弧伏安特性与实测数据吻合度较高,有功和无功冲击均与实际工况相符,验证了模型的准确性和实用性.

同轴等离子体发生器电弧运动轨迹数值分析与计算

为了计算针对外加轴向磁场的同轴等离子体发生器内等离子电弧的运行轨迹和旋转速度,采用了数值分析方法。首先采用通道模型计算了电弧半径;将电弧等效为刚体,根据电弧稳态旋转阻力力矩与电磁力矩平衡原理建立了其稳态运行的数学模型,然后通过采用禁忌搜索算法计算了其转速。研究结果表明:粒子的空间运行轨迹为近似平面抛物线以阴极为对称轴旋转形成的空间迹线。此外,实验结果证明了理论工作的有效性和正确性。