真空開關作為電力系統(tǒng)中控制和保護的重要設備之一,它的性能高低直接決定了電網(wǎng)運行的安全與否,特別是在高電壓、大電流領域的應用,更是迫切需要開展真空開關基礎理論相關技術研究。真空開關主要通過操動機構帶動滅弧室內的動靜觸頭完成分合閘動作。分閘過程中在動、靜觸頭之間不可避免會產(chǎn)生電弧,如何實現(xiàn)對電弧進行有效的控制并保證電弧能成功熄滅是該領域研究的關鍵,因此,開展電弧基礎理論調控理論研究,實現(xiàn)真空開關在不同領域的應用具有重要的研究意義。電弧特性主要包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性。其中動態(tài)特性對開關的綜合性能有著重要的影響。由于真空滅弧室的特殊性,給動態(tài)特性的研究帶來了重大挑戰(zhàn)。一方面,操動機構的運動參數(shù)具有速度快,運行時間短等特點,給診斷帶來了困難,現(xiàn)有的診斷技術存在安裝精度低、易受外界因素干擾等局限;另一方面真空電弧是在屏蔽罩中產(chǎn)生,難以實現(xiàn)電弧動態(tài)圖像的采集。為了研究電弧的動態(tài)特性,勢必首先實現(xiàn)操動機構運動參數(shù)的高精度診斷,同時需要實現(xiàn)在操動機構作用下的電弧圖像動態(tài)過程有效采集�；诖�,本文選用不帶屏蔽罩的玻璃真空滅弧室進行電弧實驗,完善了真空開關電弧實驗平臺,實現(xiàn)電弧的產(chǎn)生并通過高速攝像機采集分閘... 

【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２．１真空開關電弧實驗主電路??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｃ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??

的充電電壓（７ｅ?＝２６０．３＝２６０Ｖ。??ｆ?＝?２＾ｊＬＣ?（２－１）??Ｕｃ＝２ｎＩＰｆＬ?（２．２）??本實驗采用交流電，電弧在電流過零時熄滅，因此真空開關電弧持續(xù)燃燒的時長為??電流周期的一半。根據(jù)公式（２．３），其中Ｔ為交流電流周期，ｔ為電弧燃燒時間，／＝５０Ｈｚ，??則ｋｌ／２ｒ，經(jīng)計算，在工頻電流下真空開關電弧的燃燒時間為ｌ〇ｍｓ。??Ｔ?＝?ｊ?（２．３）??２．１．２真空電弧實驗觸發(fā)電路??真空電弧觸發(fā)電路主要有高壓觸發(fā)部分和能量續(xù)流部分，其工作原理如圖２．２所示。??高壓觸發(fā)部分由Ｔｌ、Ｒｌ、Ｄｌ、Ｃｌ、Ｔ２、Ｄ２組成，實驗前，先對電容Ｃ１充電，然后閉??合開關ＳＢ。隨著電容放電，Ａ、Ｂ間產(chǎn)生了能夠擊穿真空間隙的高電壓。真空間隙發(fā)生??擊穿后，由Ｔ３、Ｒ３、Ｄ３、Ｒ２、Ｃ２組成的能量續(xù)流部分為電弧補充能量，形成金屬蒸??氣，維持電弧燃燒［４２］。??ＳＢ?Ｅ?Ｒ４??’?｜?—??ＳｉｉｉｃｏｎＰｉｌｅ??Ｔ，?Ｅ３?＾?Ｒ２??——＾——？！丄口?Ｈ???－２２０Ｖ?５?＞?－１１０Ｖ?Ｋ?Ｃ２??圖２．２觸發(fā)電路原理圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｒｉｇｇｅｒ?ｃｉｒｃｕｉｔ??２．２電弧圖像的采集系統(tǒng)??真空開關分閘過程通常在］０ｍｓ內完成，時間極短。一般用于產(chǎn)品檢測的相機采集??速率低，Ｉｓ內大概能采集２０幀圖像，無法有效捕獲電弧燃燒的序列圖像，并且人類視??８??

?大連交通大學全日制專業(yè)碩士學位論文???一’：：一也―一??＃：?，?ＨＢＢＥＢＲＲ??－…－咖－??圖２．３?ＣＭＯＳ高速相機??Ｆｉｇ．?２．３?ＣＭＯＳ?ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??２．２．２?ＣＭＯＳ工作原理??ＣＭＯＳ電路是互補型金屬氧化物半導體電路，其基本結構是一個Ｐ溝道ＭＯＳ場效??應晶體管和一個Ｎ溝道ＭＯＳ場效應晶體管，是能實現(xiàn)一定邏輯功能的單極性晶體管集??成電路，其電路圖如圖２．４所示。ＣＭＯＳ反相器工作時只有一個ＭＯＳ管導通。當以低??電平輸入時，ＰＭＯＳ管導通，ＮＭＯＳ管截止，以高電平輸出，如圖２．４（ｂ）所示；當以高??電平輸入時，ＮＭＯＳ管截止，ＰＭＯＳ管導通，以低電平輸出，如圖２．４（ｃ）所示。??Ｖｄｄ??Ｖｄｄ???°??ｐｍｏｓＨ?Ｐ?Ｈ?ｌ?Ｈ?ｉ??Ｉ?Ｄ?“０■”?電平??啤入?輯出?“〇”電平?“１”宅平?Ｍ??—?廠丨?—??＿Ｉ?ｒ?°?Ｉ?７?４?＾??｜?ｓ??〇??ＮＭＯＳ??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖２．４?ＣＭＯＳ電路基本結構示意圖??Ｆｉｇ．?２．４?Ｂａｓｉｃ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＭＯＳ??ＣＭＯＳ電路的特點是：①功耗低，ＣＭＯＳ電路為互補結構，理論上功耗為０；②邏??輯擺幅大，近似等于電源電壓？，③抗干擾能力強，電路工作穩(wěn)定；④適用電壓范圍廣??泛，與其他電路接口容易；⑤反應速度快，可控性好；⑥輸入阻抗高；⑦溫度穩(wěn)定??１０??

【參考文獻】：
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本文編號：3571923