弧后电流低电压电路断路器的测量和物理特性

外文翻译译文2
弧后电流低电压电路断路器的测量和物理特性
摘要：在真空中继续调查弧后电流的低电压交换过程，高的调制频率的平方电流也考虑进去。

常数拟合的数学模型采用简化每年推断的实验数据，考虑一个相当于计划的灭弧室在真空中形成一个电容和放电在非线性环境。

1.引言
低压真空断路器，它其中包括一个电流范围800……4000 A，代表，在作者看来，今后解决这一类型的开关器件，在大气压下，断路器无论从技术品脱查看和经济的一种，对《classical》解答具有明显的优势。

进化是一个的弧后电流现象非常感兴趣的研究高电流的开断过程中低压真空断路器，为提高交换能力在短电路的安全机制，到价值的要求利用低电压网络（超过150ka在660 V及100ka在1000 V）。

本文是建立在这一领域成果，继续实验调查采用现有的专用设备和安装[7、8、10]。

后中断短路电流有效值的数十家，在低真空断路器弧后电流的最大值出现一些几百毫安。

测量这种低电流值是非常困难的，因为整个设备是放置在一个强磁场。

正确的结果，测量设备必须设想通过考虑电磁兼容性的现象。

这就是为什么作者使用了分流与特殊同轴结构，能够保证很好的测量精度。

目前所获得的实验结果用于数学建模参数和时间演化的p.a.以其高的调制频率，为了有助于更好地理解的短路电流零区物理特点。

2.实验结果和计算结果
这一研究的目标是验证了数学模型，通过比较之间的实验和计算演变的弧后电流，以便得到一个模型，能够预测的真空电路断路器电流过零后的行为时刻。

实验数据得到了
与同一设备[ 7]提供，在960v，电流范围内的5…50KA和准确复制的过程，关于短路现象，但使用电力断路器原型，与工业真空淬火室。

图1 一个典型的成功震荡短路分断
一个典型的后开断短路电流40ka，是在图1。

盘旋的面积从这被放大了图2。

，连同安装弧后电流平均曲线。

图2 典型的震荡的电流和拟合曲线的平均值
采用的数学模型代表一个方程描述的动态行为的弧后电流。

这个方程的推导及在电力平衡，考虑到迈尔的消息假设。

能量之间的平衡和注入功率在等离子体存在在差距，电流过零后（C,Z）时
刻（式1）：
d 0d /dt+=u *i W P P + (式1)
式中：
dW dt 是变化的内部能量在等离子体中存在的差距后，C,Z 时刻；
d
P 是消耗的功率，考虑常数； 0P 初始功率的等离子体中存在的差距，在C,Z 时刻；
在后C,Z 之后，u kt =是..t r v 认为第一次一个线性变化；
I 是弧后电流。

接受指数演变的G 的电导之间的等离子体联系与内部能量部分W 相同的等离子体（式2）：
00W W i i G G e u kt === （2）
W --初始内能的等离子体(C.Z)； 0G --初始电导的等离子体（C.Z.)；
（式1）成为（式3）：
0001d P P dG u i G dt W W -=- （3） 这里，0
0d W P P -有时间常数r 的意义,这给了我们一个图象的初始速度等离子能量耗散,C.Z.的时刻。

(式4)和（式5）分别以取代电导比i/u 和u = k-f,连续形式的方程（式3）是：
0111di du u i i dt u dt W τ-=- （4）
20110di kt i i dt t W τ⎛⎫---= ⎪⎝⎭ （5）
最后的形式(式5),是一个伯努利方程式,它有一个解析式(式6)，用无因次变量。

2*0*0112t t i I W t t e W ττττ=⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
（6） 符号：
*022W I k τ=；*23002W k G τ=
电荷的变化用等离子体之间的部分 C.Z.接触后时刻和电导率相同的等离子体可以被认为有一个指数两倍时间常数的变化[3—10]。

如果两个不同的时间常数p.a.被认为是当前变化,它的和式有2个相似的地方,如在(式6)方程，分别是
**1101,,I W τ和**2202,,I W τ。

从实验结果推导了采用常数数学模型：
**000.42;0.5....1;5/;
0.23...0.5;0.85....s I A k V s G S W W Ws τμμμ======
图3，计算结果为中断短路电流峰值40ka 。

图3 实验和计算的平均值的弧后电流
计算结果进行了比较与平均拟合曲线，从图2双时间常数的计算。

一个可接
受的计算之间的协议与实验结果（P.A 电流）可以看到的第一个微秒后C.Z 这是决定性的时期演变的P.A.电流和，因此，成功的中断。

几乎所有的震荡P.A 电流。

显示当前存在的两振荡信号,叠加在其平均值(图
2)。

高频振荡仍然几乎相同的频率(5MHz),在每一个短路打断了目前,5至50KA 。

这似乎是二者的联合效果的结果的能源在两组之间振动的能量累加器电路中存在的：
1.电感和寄生电容在外部电路；
2.真空下非线性电阻之间的差距接触部分的电容。

P.A.振荡电流约5MHz 的频率，从方程（式5）描述的现象和计算参数的震
荡电流的安全机制。

利用伽辽金法一个简单的解决方案（式8），与平均值0I 和
无阻尼振幅A 。

0sin i I A t ω=+ （式8）
它的结果方程（式9）和（式10），结合在一起，与参数对伯努利方程（式
5），可以得到（式9）和（式10）：τ，0W ，k 和T ，自振周期。

222200************T k T k T I A I A W W τττππ⎛⎫-++-= ⎪⎝⎭ （9）
20020112032T k A I I A T W ττππ⎛⎫-++-= ⎪⎝⎭ （10）
通常这些方程时计算0I 和A ，但是这一次，被认为是可以解决(式6)，伯努
利方程和计算得到(式6)，T = 0.2s μ，实验值，结果提出了视图4。

3.结论
实验调查继续为了增加开关能力的低压断路器，限制的要求高开发低压网络。

为达到这个目的，这些现象的发生在C.Z 时刻，尤其是各变化的P.A.电流，进行了研究。

图4 弧后电流和高计算振荡频率
控制系统的数学模型中断过程，在短路，高功率电弧必须在真空改进，考虑到的影响一个轴向磁场的演化在电真空放电，前在C.Z时刻[ 8 ]。

此外，更典型的实验信息（尤其是关于等离子体参数），关于低电压，高功率电弧必须在被用于真空中断。

研究这些现象的处理一同进化的影响P.A。

目前正在进行中。