[发明专利]一种电弧弧根电流密度分布测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电器电弧测试技术领域，具体涉及一种电弧弧根电流密度分布测试方法及装置。

背景技术

电弧现象是发生在各种交直流断路器、接触器、电弧加热和电弧焊接等装置中的基本现象，因而对电弧各项参数的研究的深入程度决定着此类装置的研究开发水平的高低。

大气气压下的电弧弧根是电弧与电极接触的区域，一般认为阴极弧根是由许多并存的微小、高亮度的斑点聚集在一起组成的，即电弧弧根是阴极斑点聚集的近似圆形的区域。根据高速摄影仪和SEM扫描电镜观察电极表面上的弧根烧蚀凹坑，结果表明电弧弧根呈圆形。电弧弧根电流密度是电弧的一项重要的参数，它决定电弧的热流密度、弧根区域的温度、以及电弧对电极的侵蚀率等参数。电弧弧根电流密度分布是指电弧弧根圆内电流承载区域电流分布情况，它决定着弧根区域能流密度分布、弧根区域的温度分布、以及电弧对电极的侵蚀率分布等分布参数，因此，弧根电流密度分布同样是电弧的一项重要参数。

近年来，随着计算机硬件技术的飞速发展和流体计算软件功能的日益强大，通过对电弧这一磁流体在电器开关环境下进行仿真以解释和预测它的种种特性的研究，并且把这研究所获得的成果应用到电器开关新产品开发中，既能节省昂贵的实验成本，又能加快产品开发周期。

在舰船载电力装备领域，随着船舶运输能力的增加，需要的直流电力系统容量进一步增大以满足其动力要求，因此需要进一步研究直流大电流开断技术，如中压直流断路器限流开断技术。但是，对中压直流断路器开断过程电弧仿真分析需要电弧弧根电流密度分布边界条件，而目前并没有方便实用的电弧弧根电流密度分别测试方法和装置。

电弧弧根电流密度的分布一直以来都是人们关注的焦点，同时也是电弧研究的难点之一。以往，对电弧弧根的电流密度分布边界条件是根据经验设置为轴对称的随径向距离衰减的指数分布，而不是根据实验测试结果而设置，而实验测试结果具有更高的可信度，因此通过实验测试电弧弧根电流密度分布能为为电弧仿真研究提供必要的可靠依据。对电弧弧根电流密度分布进行测试因而成为对电弧实验研究中一项重要的任务。

一般来说，测量弧根电流密度的方法有高速摄影拍摄电弧弧根瞬时形态的方法和SEM扫描电镜观察经电弧弧根烧蚀后电极表面微观形态的方法，这两种方法只能用来求解电弧弧根的平均电流密度。当用这两种方法分析弧根圆域内电流密度分布时，存在着较多难以解决的问题，因此寻找一种合理的且操作简单的测试电弧弧根电流密度分布方法具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作简单，成本低，测试步骤、数值处理简单，且具有较高的精度和可信度的电弧弧根电流密度分布测试方法及装置。

为达到上述目的，本发明的装置包括：包括阳极和阴极，该阴极包括设置在同一平面的第一阴极和第二阴极，两阴极之间有50-200um的狭缝，两阴极分别连接有电流变送器，该电流变送器还与数据采集设备相连接。

本发明的狭缝内设置有绝缘聚酯漆；数据采集设备为宽频带示波器。