高速真空直流开断中的电弧特性及其控制机理

基于人工过零的高速真空直流开断技术可以较好地解决我国新型舰船综合电力系统直流电压高、短路电流大、短路电流上升速度快的问题。而掌握在短路电流快速上升时触头高速分闸的拉弧过程，以及电流高速强制过零过程中电弧特性的变化规律及其控制机理是提高其开断性能的根本。本项目从研究真空电弧阴极斑点分布和阳极活动的耦合作用的物理机制，以及纵向磁场的作用机理着手，研究高速开断过程中真空电弧的特性，并进一步研究电流上升速度的提高、分闸速度的提高，以及电流强制过零速度的提高对电弧特性的影响规律，特别是掌握电弧特性发生显著变化时的临界控制参数。在以上研究的基础上，根据直流系统电压及短路电流幅值和上升速度，提出电极结构和尺寸、分闸速度、换流回路参数、反向电流的投入时刻等优化控制参数。通过本项目的研究，不仅可以丰富和发展真空电弧理论，而且可为舰船综合电力系统和轨道牵引系统中新型直流开断装置优化参数的选择提供理论依据。