水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析

针对基于Braginskii阻抗模型求解电弧通道注入能量时,与实验设置相关的放电系数求解过程复杂,且结果难以准确地反映电弧通道发展特性等问题,该文提出基于电弧通道电压、电流的水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析方法。采用“活塞”模型阐述通道快速膨胀过程及激波产生机理,提出基于电弧通道电压、电流实测数据剥离电感分量计算注入通道能量的方法,借助能量平衡方程对通道发展过程进行建模分析。与基于传统Braginskii阻抗模型的求解结果对比表明,该文提出的方法可以更准确地描述电弧通道的加速膨胀特性,为深入探究电弧通道的发展机理提供依据。

高压脉冲放电破岩电弧阻抗特性分析

高压脉冲放电是一种新型破岩技术,其电弧通道阻抗与外回路阻抗匹配关系决定通道能量的注入速率和大小,进而影响破碎效率。该文建立了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了电弧通道的电压、电流,获取了电弧通道发展图像,通过剥离电弧电压中的电感分量获得了电弧阻抗特性。考虑温度、通道膨胀及辐射的影响,建立岩石中电弧通道的阻抗模型,通过迭代求解确定了模型参数及变量初值,模型计算结果能够合理表征岩层中电弧阻抗的时变特性。由于岩石中电弧通道膨胀更加困难,对于幅值为11.12kA、周期为5.776μs的脉冲电流,其阻抗的典型值约为35.6mΩ/mm。

液中大电流脉冲放电电弧阻抗特性分析

液中大电流脉冲放电电弧通道阻抗与外回路阻抗的关系决定了注入通道能量的速率与大小,进而影响电能向机械能等能量形式的转换效率。为此建立了液中大电流脉冲放电电弧阻抗特性测试平台,通过间隙两端电压、电流中电感分量的剥离,获得了不同间隙参数下的电弧通道阻抗特性。建立改进的Braginskii-Martin液中电弧阻抗模型,并提出了模型参数的选取方法。试验与计算结果对比表明,改进的电弧阻抗模型能够合理表征电弧阻抗的时变特性。对于幅值为22 kA、周期为22μs的脉冲电流,水中电弧通道单位长度阻抗约为0.01Ω/mm。