真空断路器电弧等离子体径向分布与粒子扩散过程的发射光谱诊断

摘要：

真空断路器中,与工频相比,中频真空电弧由于燃弧时间短、电流变化率较大等原因更容易发生弧后重击穿现象,导致开断容量不足,获取开断过程中的微观粒子参数信息有助于提高真空断路器的开断容量.对此,借助发射光谱法对真空电弧内的等离子体参数进行诊断,研究在不同电流频率(570 Hz、735 Hz、1020 Hz)与电流幅值(2～5 kA)条件下电子密度的径向分布规律,结合获取到的铜原子谱线对燃弧过程中铜原子的扩散过程进行分析.得到电子密度的径向分布呈现中心区域高、边缘区域低的类高斯分布,相同电流幅值下,电子密度随着频率的升高而升高.735 Hz频率条件下,电流峰值时刻的电子密度峰值由2 kA电流峰值下的9.36×1017 m-3上升为5 kA电流峰值下的3.65×1021 m-3.随着电流幅值的上升,铜原子的扩散速度由逐渐上升转化为逐渐下降,其径向扩散速度在数米每秒至80 m/s的范围内变化,不同电流幅值下电子的径向扩散速度逐渐下降,其径向分布范围大于铜原子的范围.

关键词：中频真空电弧;发射光谱;径向分布;电子密度;谱线强度

所属期刊栏目：34

分类号：TM561.2(电器)

资助基金：国家重点研发计划;中国南方电网有限责任公司科技项目;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-01-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3-11