隨著真空開關向高電壓、大容量開斷領域滲透,開展真空電弧相關理論及其調(diào)控規(guī)律的深入研究對促進真空開關的發(fā)展意義重大。真空電弧作為流體,其運動具有復雜性和多樣性,而電弧流場結構及分布對真空開關綜合性能有著重要影響,因此,如何實現(xiàn)電弧流場運動特性研究是真空開關研究領域重要課題之一�；诖�,本文以真空開關電弧序列圖像復雜流場作為研究對象,提出了基于光流場和PIV技術的真空開關電弧流場運動特性研究方法,為后續(xù)豐富電弧調(diào)控理論奠定基礎。本文通過進行分閘電弧實驗,利用CMOS相機對拉弧過程的序列圖像進行采集得到了 434幀分閘電弧圖像。采集得到的電弧運動序列圖像,具有亮度高、電弧形態(tài)變化劇烈等特點。在對電弧圖像進行預處理后,首先根據(jù)光流計算基本原理,選擇Hom-Schunck算法進行編程,然后利用MATLAB對相鄰兩幀電弧圖像進行光流計算,得到電弧光流場矢量分布圖,進而實現(xiàn)對電弧粒子運動速度的測量。結果表明該方法能夠有效獲取真空電弧光流場運動特征,實現(xiàn)了電弧粒子運動方向和大小的描述,并顯示出電弧在磁場作用下的多個局部渦流區(qū),可用于電弧流場特性的診斷,可行性高。為了獲得更精確的真空電弧流場信息,本文將... 

【文章來源】：大連交通大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１真空開關基本結構示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＶＣＢ??

１．２真空開關基本結構??傳統(tǒng)的真空開關主要由五部分組成，分別是真空滅弧室、絕緣支撐、傳動機構、基??座和操動機構［１８］，如圖１．１所示，其中，真空開關的綜合性能主要由真空滅弧室決定；??絕緣支撐起到對真空開關整體的支撐和絕緣保護作用；操動機構和真空滅弧室由傳動機??構連接，該結構可將操動機構的運動有效地傳遞給真空滅弧室的動觸頭，使觸頭完成分??閘時的開、合運動：基座對真空開關整體起到支撐和保護的作用。通常所說的操動系統(tǒng)??是指傳動機構與操動機構統(tǒng)稱的統(tǒng)稱，并且真空開關的使用性能主要由操動系統(tǒng)的可靠??性決定。經(jīng)統(tǒng)計，將近５０％的真空開關運行事故是由操動系統(tǒng)故障引起，因此，高可靠??性的操動系統(tǒng)是真空開關成功開關從而保護電路的重要因素之一［１９］。??Ｉ?｜｜?１??Ｉｚ，１??丨，２??ＩＳ—ｈｒｌ??３１＾１１??５１?ｒｐ?／??１）真空滅弧室：２）絕緣支撐：３）傳動機構：４）基座；５）操動機構??圖１．１真空開關基本結構示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＶＣＢ??真空開關的核心部件是真空滅弧室，主要由觸頭、屏蔽罩、導電桿、波紋管、端蓋??和絕緣外殼組成，如圖１．２所示。真空滅弧室是一個高度密封的真空容器。為保證真空??滅弧室的工作環(huán)境恒定高度真空

按需調(diào)節(jié)參數(shù)等特點。本文所設計的分閘電弧實驗需要５０ｋＡ的工頻大電流，因此采用??大連理工大學電力電子研宄所的設備進行實驗。??觸頭分閘電弧實驗主回路如圖２．１所示，電容Ｃ和電感Ｌ組成的ＬＣ振蕩電路作為??電源；Ｓ１為交流電源控制開關，Ｓ２為充電電路控制開關；Ｄ１和Ｄ２是充電電路中的整??流二極管；Ｔ是變壓器；Ｒ是限流電阻；ＣＢ是控制電容放點的開關，為滅弧室提供負??載電流。??．＇?丁?，??Ｓ１?）?（?Ｓ２?Ｃ３??｜?Ｉ￣?＇?Ｉ?２３６？如Ｆ?丁巳??１?１?ｍ??Ｒ?Ｃ??Ｉ——??，＾?，?２?３６．?４ｍ?Ｆ???????ｋ，????ｎ■丫???１?丄?Ｌ??Ｄ１?—??圖２．１拉弧實驗主回路??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ａｒｃ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于電弧圖像的中頻真空電弧陽極燃燒特性研究[J]. 趙云峰,王永興,鄒積巖,董文亮.  高壓電器. 2017(03)
[2]高電壓等級真空開斷技術[J]. 王建華,耿英三,劉志遠,閆靜.  高壓電器. 2017(03)
[3]環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關設備研究現(xiàn)狀及發(fā)展動向[J]. 陳波,許愛東,韓利群,王俊豐,曾永浩,李新帥,林躍江.  科技創(chuàng)新與應用. 2017(03)
[4]基于PIV技術真空開關電弧流場實驗研究[J]. 董華軍,康凱,臧侃,郭方準,鄒積巖.  真空科學與技術學報. 2014(06)
[5]大尺寸電極條件下大電流真空電弧特性的仿真[J]. 王立軍,胡麗蘭,周鑫,賈申利,王海靖,史宗謙.  電工技術學報. 2013(02)
[6]運動細節(jié)估計的光流場方法[J]. 潘金山,蘇志勛,王偉.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2011(08)
[7]CMOS與CCD圖像傳感器的比較研究和發(fā)展趨勢[J]. 王旭東,葉玉堂.  電子設計工程. 2010(11)
[8]自適應直方圖均衡化算法在圖像增強處理的應用[J]. 毛本清,金小梅.  河北北方學院學報(自然科學版). 2010(05)
[9]外二次旋流風對旋流煤粉燃燒及NO生成的影響[J]. 胡瓅元,羅永浩,周力行,徐采松.  化工學報. 2010(09)
[10]淺談我國高壓開關設備的發(fā)展[J]. 李謀智.  科技信息. 2009(27)

博士論文
[1]柴油機缸內(nèi)流場的PIV技術應用研究及數(shù)值模擬[D]. 梁桂華.大連理工大學 2009
[2]基于光控模塊的多斷口真空開關研究[D]. 廖敏夫.大連理工大學 2004

碩士論文
[1]基于MATLAB的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)研究[D]. 梁原.長春理工大學 2008
[2]基于多尺度的光流算法在PIV中的應用[D]. 孫立志.大連理工大學 2006
[3]PIV測試中示蹤粒子性能的研究[D]. 趙宇.大連理工大學 2004



本文編號：3228627