窄間隙焊接過程中電弧易受到干擾［4］，發(fā)生偏吹，容易產(chǎn)生咬邊等缺陷，因此，為了得到性能優(yōu)良的焊接接頭，可以通過提高電弧挺度來增強(qiáng)電弧的穩(wěn)定性。施加脈沖將影響電弧電磁熱，理論上會引起挺度變化，所以國內(nèi)外眾多研究集中在脈沖頻率對電弧挺度的影響。常云龍［5］等人采用小孔探針法探究了500 Hz內(nèi)脈沖頻率對電弧形態(tài)和壓力的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著電弧頻率增大，電弧中心壓力增大，電弧收縮程度增大，電弧的剛度和挺度增大。Yang［6］等人發(fā)現(xiàn)在超高頻（>20 kHz）TIG

)航空電氣系統(tǒng)中電弧多發(fā)生于飛機(jī)用電設(shè)備和電纜等位置(如圖1所示)，引起很多空難，極大威脅了飛機(jī)電力系統(tǒng)設(shè)備及飛機(jī)的安全。1998年9月2日，瑞士航空客機(jī)HB-IWF在加拿大哈利法克斯機(jī)場附近海域發(fā)生空難，據(jù)調(diào)查，班機(jī)碎片中一根電線上有電弧的痕跡，由電弧產(chǎn)生的火花引起飛機(jī)火災(zāi)，造成229人無一生還，飛機(jī)在沖入大西洋后粉碎性解體。因此，航空電弧檢測技術(shù)在保障飛機(jī)電力系統(tǒng)安全方面起到越來越重要的作用。圖1 飛機(jī)電弧故障事故圖作為航空電弧故障特性研究的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確

325035)電弧是電力系統(tǒng)、焊接、照明、冶金等領(lǐng)域研究的重要課題之一，特別是在開關(guān)電器中，電器開斷時產(chǎn)生的高溫電弧很容易燒毀電觸頭，這會嚴(yán)重影響開關(guān)電器的可靠動作和快速分?jǐn)?，破壞電氣絕緣，甚至引發(fā)電氣火災(zāi)．為了掌握電弧在形成、穩(wěn)定燃燒以及熄滅過程中的特性和機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者對電弧的物理特性和機(jī)理過程進(jìn)行了廣泛研究，并取得了相應(yīng)的成果[1-3]．文獻(xiàn)[1]分析了直流電弧運(yùn)動過程中重?fù)舸┑男纬蓹C(jī)理，并通過仿真研究了溫度對重?fù)舸┑挠绊?；文獻(xiàn)[2]研究了垂直型輸

均會導(dǎo)致弓網(wǎng)離線電弧問題[4，5]。弓網(wǎng)電弧所產(chǎn)生的高溫和過電壓將嚴(yán)重影響列車的安全運(yùn)行和受電弓滑板的使用壽命，其產(chǎn)生的感應(yīng)電磁干擾可能會對電能質(zhì)量和通信系統(tǒng)造成負(fù)面影響[6，7]，嚴(yán)重時甚至?xí)鹬卮笫鹿蔥8，9]。對于在高海拔、低氣壓環(huán)境下運(yùn)行的高速列車，以正在建設(shè)的川藏鐵路為例，電弧發(fā)生的頻率會更高，電弧燒蝕也會更嚴(yán)重，且高海拔環(huán)境下弓網(wǎng)電弧的電導(dǎo)、功率等特性參數(shù)與低海拔環(huán)境下存在顯著差別。因此，研究低氣壓下弓網(wǎng)電弧的電氣特性，對于減少電弧的出現(xiàn)以及

-4]。因此，對電弧進(jìn)行建模分析，有利于準(zhǔn)確地模擬電弧發(fā)展?fàn)顩r，并從根本上抑制弧光接地的危害。目前對電弧模型的仿真研究已取得大量成果。文獻(xiàn)[5]利用電弧電流和等效電導(dǎo)表示Mayr電弧模型的時間常數(shù)和散出功率，得到了適用于中壓電纜網(wǎng)絡(luò)的主弧和二次電弧模型。文獻(xiàn)[6]分別利用Mayr電弧模型和Cassie電弧模型描述燃弧過程中的熱擊穿和電擊穿過程，結(jié)合兩種模型得到了Mayr-Cassie電弧模型。文獻(xiàn)[7]利用經(jīng)驗公式描述靜態(tài)電弧的伏安特性，將弧長分為5個區(qū)間

重燃現(xiàn)象。此時，電弧放電會引起振蕩，這種振蕩頻率極高，在極短的時間內(nèi)，形成階躍性質(zhì)的行波電壓。此行波在GIS和與GIS相連的設(shè)備間傳播，在阻抗驟變處就會發(fā)生折射和反射，產(chǎn)生畸變的波形，造成抖波前的過電壓，這就是特快速暫態(tài)過電壓(Very-Fast-Transient over Voltage，VFTO)[1]。GIS的本體和與GIS聯(lián)結(jié)的設(shè)備的絕緣性能可能會因為VFTO的傳播而造成損害，且由于VFTO的特性，易產(chǎn)生電磁干擾，進(jìn)而可能會影響相關(guān)二次設(shè)備[2]

單絲焊接，由于多電弧之間存在電磁力作用，電弧之間相互干擾，電弧形態(tài)會發(fā)生嚴(yán)重變形，使得焊接過程穩(wěn)定性降低，甚至變得不可控[4-7]，所以改善多絲焊接的穩(wěn)定性對提高焊縫成形質(zhì)量有著不可忽視的作用[8-10].多絲焊接的電弧形態(tài)特征可作為評定焊接過程中電弧穩(wěn)定性的重要依據(jù).本文通過自搭建的三絲焊接實驗平臺，研究了主要焊接參數(shù)對電弧形態(tài)特征的影響，其中工藝參數(shù)主要包括焊接電流和焊絲距離.1 試驗方法及條件利用三絲焊接平臺進(jìn)行高速攝影采集，高速攝影系統(tǒng)主要包括高速

，100000）電弧是呈現(xiàn)弧狀白光并產(chǎn)生高溫氣體的放電現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，電弧燃爆事件每天發(fā)生5次到10次［1］。電弧發(fā)生時伴隨的高溫、沖擊波以及有毒氣體都會對操作人員造成嚴(yán)重傷害。電弧防護(hù)服作為有效的防護(hù)裝備，對保護(hù)相關(guān)作業(yè)人員的生命安全有著十分重要的作用。目前對于電弧傷害機(jī)理的研究主要側(cè)重于電弧入射能級，而對防電弧紡織品測評技術(shù)的系統(tǒng)性研究還比較匱乏。本文主要回顧和總結(jié)了國內(nèi)外對電弧傷害機(jī)理的研究進(jìn)展以及防電弧紡織品測評技術(shù)，并展望了防電弧紡織品的發(fā)展趨勢，

因素而引發(fā)的弓網(wǎng)電弧會劣化弓網(wǎng)服役性能,威脅列車安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。一方面,降弓電弧頻發(fā)使得列車車頂高壓設(shè)備以及牽引傳動系統(tǒng)頻繁遭受過電壓沖擊,并且降弓電弧產(chǎn)生的電磁干擾會影響通信信號傳輸[4-5]。另一方面,弓網(wǎng)電弧是一種高溫等離子體,能夠在短時間內(nèi)使受電弓滑板以及接觸線熔化、氣化、飛濺,燒蝕降弓接觸面,影響弓網(wǎng)的接觸性能,劣化弓網(wǎng)之間的電能傳輸質(zhì)量[6-7]。根據(jù)降弓電弧在實際運(yùn)行時的運(yùn)動情況,降弓電弧分為運(yùn)動電弧與靜止電弧。運(yùn)動電弧是電弧弧根一直在受

網(wǎng)離線，致使弓網(wǎng)電弧產(chǎn)生[1-2]。弓網(wǎng)電弧會產(chǎn)生高頻振蕩過電壓對車載電器造成損傷，還會燒蝕受電弓滑板、接觸網(wǎng)導(dǎo)線[3-5]，電弧燒蝕會影響滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的服役壽命，燒蝕嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致接觸網(wǎng)導(dǎo)線斷裂，造成重大安全事故[6]。近年來，弓網(wǎng)電弧對滑板和接觸線的燒蝕問題已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[7-9]。早在1939年，在一定的假設(shè)條件下，基于能量守恒方程，Cassie[10]在國際大電網(wǎng)會議上提出可以從宏觀角度研究電弧的外部電壓和電流特性的電弧黑盒模

斷接過程中會產(chǎn)生電弧，較強(qiáng)的電弧電流和電弧電壓將給電網(wǎng)的運(yùn)行、檢修人員的安全造成嚴(yán)重的危害[1-2]。在進(jìn)行斷接操作時，拉弧速度和拉弧距離將影響到電弧弧長的改變速度以及電弧電阻的取值，現(xiàn)有研究中幾乎沒有考慮這兩個因素對電弧過程的影響。因此研究帶電斷接空載設(shè)備時的電弧模型具有十分重要的意義和價值。2 電弧模型的建立2.1 電弧的數(shù)學(xué)模型電弧電壓可以用如下非線性方程表示：式中：ua0(t)和ia是電弧長度為常數(shù)L0時，電弧電壓和電弧電流的值。Ua、Ub、I0(

路器時，對斷路器電弧模型有兩種處理方法。若斷路器的電弧與其周圍的電網(wǎng)絡(luò)相互作用可以忽略時，可用一理想開關(guān)來代替斷路器。但當(dāng)需要評估其開斷能力和其開斷時對開斷電流的影響時，則需要一個具體模型。所以在研究電弧的動態(tài)過程時，必須考慮構(gòu)建詳細(xì)的電弧模型[1]。1　電弧模型分析本文主要對比分析時變電阻模型和Mayr電弧模型，首先介紹電弧放電過程中的3個階段：預(yù)擊穿階段(AB段)，穩(wěn)態(tài)燃燒階段(BC段)，熄弧階段(CD段)(見圖1)。在預(yù)擊穿階段，觸頭間隙即將擊穿，電

國內(nèi)外很多學(xué)者對電弧做了大量的研究，在單相接地方面研究電弧問題時，通常把電弧當(dāng)作一個固定的過渡性電阻。但是實際中電弧電阻是非線性時變的，尤其是二次電弧(潛供電弧)，其阻值會隨電弧長度、潛供電流大小及持續(xù)時間等外部條件影響發(fā)生很大的變化。因此，早期研究的電弧模型并不能反映接地故障電弧阻值的變化規(guī)律[2-3]。文獻(xiàn)[4]中構(gòu)造了潛供電弧的磁流體物理模型，并用電磁暫態(tài)程序(EMTP)進(jìn)行了仿真，由于其將潛供電弧長度設(shè)為固定值，使得其應(yīng)用范圍受到限制，模型與現(xiàn)實情

044)弓網(wǎng)離線電弧是弓網(wǎng)關(guān)系中的核心問題，嚴(yán)重影響了列車的運(yùn)行安全[1]。因此，有必要對弓網(wǎng)離線電弧的特性進(jìn)行深入的研究。電弧模型作為研究電弧的重要手段之一，電弧的模型可分為兩種：一種為物理數(shù)學(xué)模型，它以電弧存在的整個過程中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行深入研究，雖然可以從電弧內(nèi)部的物理過程研究電弧，但電弧模型的建立依賴于大量假設(shè)，并且求解過程比較復(fù)雜；而另外一種為黑盒模型，只研究電弧的外部特性，即電弧電壓和電弧電流關(guān)系的宏觀研究。本文主要研究弓網(wǎng)離線電弧電壓

流的作用[1]。電弧總是出現(xiàn)在斷路器開、斷的時刻，因此斷路器研究的關(guān)鍵是對斷路器電弧的研究。電弧是非常復(fù)雜的物理過程，考慮到實驗的局限性以及數(shù)值仿真技術(shù)的進(jìn)步，電弧模型的建立成為研究電弧的首要任務(wù)，同時對于電弧相關(guān)特性的研究也有助于斷路器技術(shù)，尤其是斷路器滅弧技術(shù)的發(fā)展[2-3]。當(dāng)前，電弧模型分為微觀模型和宏觀模型2類[4]。其中微觀模型是對電弧等離子體中發(fā)生的物理變化進(jìn)行研究，初步的研究成果主要包括Eindhoven模型和Potapov模型[5]。應(yīng)用

文/安彪電弧事故對人身安全和設(shè)備安全的影響是巨大的，而我國對電弧防護(hù)還處在觸電、電燒傷的認(rèn)識階段，亟待制定電弧防護(hù)服國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)配備規(guī)范。電流通過人體產(chǎn)生熱電效應(yīng)、電生理效應(yīng)、電化學(xué)效應(yīng)和電弧等致人體以及皮膚、皮下組織、深層肌肉、血管、神經(jīng)、骨關(guān)節(jié)和內(nèi)部臟器的廣泛損傷，同時電弧造成的高溫高達(dá)6 000℃甚至20 000℃，能讓服裝瞬間燃燒，皮膚被大面積燒傷，后續(xù)治療困難，極容易感染，因沒有很好的治療辦法，形成更大的二次傷害，造成更多的事故后死亡。除了電弧

濕污表面直流局部電弧的演變過程金巧芳1，李亞偉2（1.紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 紹興 312000；2.國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，成都610072）飄弧和弧道在濕污表面沿泄漏距離的延伸是局部電弧演變的主要環(huán)節(jié)。利用高速攝像機(jī)觀測了不同極性直流局部電弧在濕污表面的演變過程，并從氣體放電理論分析和解釋了出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因。觀測結(jié)果表明，負(fù)極性電弧比正極性電弧飄弧更嚴(yán)重，且負(fù)極性電弧延伸速率高于正極性電弧；電弧延伸過程中，正極性電弧更容易出現(xiàn)分叉和并列弧道

差的光伏系統(tǒng)故障電弧判斷方法韓 明, 李劍波, 邵春莉, 梁利平(合肥工業(yè)大學(xué) 電氣與自動化工程學(xué)院,安徽 合肥 230009)文章通過實驗采集故障電弧數(shù)據(jù),根據(jù)故障電弧時域波形的特點(diǎn)進(jìn)行頻譜分析,確定故障電弧所在的頻段和能量集中的頻段;采用小波變換的方法,計算這些頻段的小波系數(shù)和方差;根據(jù)能量值和方差值,判斷有無故障電弧發(fā)生,以提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。故障電弧;光伏系統(tǒng);電弧檢測;傅里葉變換;小波變換在光伏系統(tǒng)中,太陽能電池板組成的光伏陣列通過串聯(lián)的方

191）直流真空電弧強(qiáng)迫開斷電弧形態(tài)劉 斌 武建文（北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院 北京 100191）隨著航空270V直流系統(tǒng)的應(yīng)用，直流開關(guān)的需求逐漸增加?，F(xiàn)階段直流開關(guān)大多為空氣開關(guān)，其開斷容量較小，使用真空開關(guān)將對于提高開斷容量具有一定優(yōu)勢。針對航空270V直流用短間隙真空滅弧室進(jìn)行高頻開斷實驗，研究了直流強(qiáng)迫開斷的電弧電壓、電流特性，分析了回路參數(shù)對直流強(qiáng)迫開斷中平均電流變化率di/dt和弧后過電壓dv/dt的影響。通過相同開斷實驗電流

電纜網(wǎng)接地故障的電弧建模及仿真研究李建南1，張慧媛1，王鮮花2，龔仁敏3(1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.內(nèi)蒙電力公司巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；3.北京市中恒博瑞數(shù)字電力科技有限公司，北京 100085)在中壓電纜網(wǎng)絡(luò)中，很容易發(fā)生單相接地故障，其中電弧接地故障所占比例較高，且其過程復(fù)雜，難以模擬。為此提出了新型小電流方式電弧模型。研究了現(xiàn)有的經(jīng)簡化的電弧模型，并用Matlab對現(xiàn)有模型進(jìn)行仿真分析。在此基礎(chǔ)上，以小電流接地

當(dāng)一部分屬于單相電弧接地故障[1]。早期對單相接地故障的研究，常常將其等同于金屬性接地或經(jīng)一固定阻值的過渡電阻接地[2-4]，但實際上接地點(diǎn)形成的電弧是一個時變非線性的電阻，而且其實際形態(tài)常常隨著電弧電流、電弧長度以及周圍環(huán)境產(chǎn)生很大的變化，所以采用上述模型不能準(zhǔn)確地反映實際情況。文獻(xiàn)[5]首次提出接地故障電弧的精確數(shù)字仿真模型，并將其引入一實際220 kV系統(tǒng)，但未考慮配網(wǎng)的可行性。文獻(xiàn)[6]提出將Cassie模型應(yīng)用于模擬電弧接地故障，但只在簡單電路中

陽?超聲對等離子電弧的影響及焊接試驗研究范成磊1，謝偉峰1，楊春利1，林三寶1，孫清潔2，范陽陽3(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國家重點(diǎn)實驗室，黑龍江哈爾濱 150001； 2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海) 山東省特種焊接技術(shù)重點(diǎn)實驗室，山東威海 264209；3.東方電機(jī)有限公司，四川德陽618000)隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,超聲波在材料加工領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，相繼出現(xiàn)了多種超聲波與焊接相結(jié)合的方式，在一定程度上提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了焊接

的適用于串聯(lián)故障電弧的新模型郭鳳儀，王鑫，劉艷麗(遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧葫蘆島125105)電力系統(tǒng)中經(jīng)常會發(fā)生故障電弧，本文在Mayr電弧模型的基礎(chǔ)上提出一種適用于串聯(lián)故障電弧的新模型。針對電弧開始階段的電暈放電，把電暈電阻和兩個特殊電氣部件(電流二極管)考慮在內(nèi)，結(jié)合Mayr電弧模型，豐富了電弧模型參數(shù)。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中，用新的電弧模型封裝子系統(tǒng)對線路發(fā)生的串聯(lián)故障電弧進(jìn)行仿真，并依據(jù)仿真電路模擬線路發(fā)生串聯(lián)

言開關(guān)電器的觸頭電弧對電器與系統(tǒng)運(yùn)行可靠性有著重要的影響，如何使電弧在盡可能短的時間內(nèi)完全熄滅，是電器研究領(lǐng)域的重要課題。電器電弧的可視化測試為研究電弧提供了一條有效的途徑。國內(nèi)外許多學(xué)者采用多種不同的方法對電弧形態(tài)進(jìn)行了測試，其中借助高速攝像機(jī)對電弧進(jìn)行測試與分析得到越來越多研究者的關(guān)注[1-7]。通過高速攝像機(jī)獲得的電弧圖像，不可避免會受到外界環(huán)境的影響而導(dǎo)致電弧圖像夾雜著各種噪聲，為此許多文獻(xiàn)[8-16]對電弧圖像進(jìn)行處理，使電弧圖像具有更好的視覺效

提出的，用來計算電弧等離子體高溫區(qū)域輻射能量損失的方法，其假定沒有考慮電弧自身對輻射熱的吸收問題［1～6］。很多學(xué)者針對不同的氣體介質(zhì)進(jìn)行了計算研究：J Menart［7］研究了從3000K～25000K 氬氣等離子體中存在不同比例（0、0．1%、1%、10%、100%）的鐵元素的特定電弧等離子體的凈輻射系數(shù)隨電弧溫度與電弧長度變化關(guān)系，其結(jié)論是在鐵元素占電弧比例相同、相同氣壓及相同電弧長度下，凈輻射系數(shù)隨溫度的升高而增大；在鐵元素占電弧比例相同、相同氣壓

大意義。而且開關(guān)電弧會直接影響介質(zhì)恢復(fù)過程中觸頭間隙溫度場，有必要開展開關(guān)電弧瞬態(tài)溫度場仿真研究，而大多數(shù)電弧研究學(xué)者都是從穩(wěn)態(tài)電弧特性開始研究，在分析穩(wěn)態(tài)電弧特性基礎(chǔ)上再對電弧進(jìn)行瞬態(tài)電弧特性研究，因此開展穩(wěn)態(tài)溫度場仿真研究是有必要的。國內(nèi)外的電器研究者們在前人的理論基礎(chǔ)上做了許多工作，建立了各種電弧模型；其中鏈?zhǔn)?span id="5rfr5tb" class="hl">電弧模型和磁流體動力學(xué)模型是目前最為先進(jìn)、實用的數(shù)學(xué)模型。在國外，Taczynski W[1]，Horinouchi K[2]， Meunie

故障電弧探測器是用于防范由電氣線路中的電弧故障所引發(fā)火災(zāi)的設(shè)備，是一種通過識別電弧特性探測電弧故障，以提供電弧故障報警的裝置。它的設(shè)計原理是正常工作產(chǎn)生電弧(工作電弧)與故障產(chǎn)生電弧(故障電弧)均可產(chǎn)生電流信號或電流波形。經(jīng)研究工作電弧的波形具有周期性或重復(fù)性特點(diǎn)，并且可呈現(xiàn)為非正弦波形(即不是正弦波形的形狀)。故障電弧具有非周期性或非重復(fù)性波形特點(diǎn)。電弧故障電氣火災(zāi)探測器可通過持續(xù)監(jiān)控電路的電壓、電流波形，通過使用檢測電路來區(qū)分正常與異常電弧狀態(tài)。一旦檢

復(fù)合焊焊縫形貌和電弧特性的影響李明利(北京石油化工學(xué)院 機(jī)械學(xué)院，北京 102617)在激光+單電弧復(fù)合焊工藝的基礎(chǔ)上，通過再添加一個電弧的方式，形成激光+雙絲脈沖MAG復(fù)合焊工藝。研究了保護(hù)氣體為φ(Ar)80%+φ(CO2)20%(情況A)和φ(Ar)40%+φ(CO2)10%+φ(He)50%(情況B)時對激光+雙絲MAG復(fù)合焊焊縫表面成形和電弧特性的影響。利用LabVIEW信號采集系統(tǒng)和高速攝像系統(tǒng)同步采集焊接電流、電弧電壓波形和電弧形態(tài)。結(jié)果表明

044）1 引言電弧加熱器是一種能產(chǎn)生高溫的熱源設(shè)備，近年來在航空、航天、材料加工等領(lǐng)域中起著日益重要的作用。等離子電弧是一種非線性負(fù)載，為研制安全可靠、控制品質(zhì)優(yōu)越的大功率直流電弧加熱器電源系統(tǒng)，等離子電弧模型的建立顯得尤為重要。目前國內(nèi)外研究較多的電弧模型主要有基于熱力學(xué)、等離子體物理學(xué)、電磁場理論等各門學(xué)科的磁流體（MHD）模型[1]，基于等離子體控制方程的電弧模型[2]，基于數(shù)值擬合的電弧模型[3]，基于經(jīng)驗公式的電弧模型[4]，以及基于麥也爾（M