低压电器开关电弧运动机理及仿真研究

低压开关电器在开关负载电路时，在电器触头间产生的电弧对电器的触头、绝缘性能和可靠性具有危害作用，是影响开关电器寿命的主要因素。通常开关电弧运动速度非常快，不适合直接观察分析。开关电弧运动过程的可视化研究，对于理解燃弧机理、分析电弧运动过程、灭弧过程有重要意义。由于电弧的高亮特性，触头、灭弧室等不发光物体在原始图像中不能直接观察到，研究图像增强算法以及边缘特征的提取算法，可分析研究灭弧片等因素对电弧运动及熄灭过程的影响。本课题拟在研究低压电器开关电弧运动过程可视化基础上，结合磁流体理论，在分析气流压力、开断速度和弧柱磁压缩效应的基础上，借鉴点集拓扑模型的思想，建立基于非均匀有理B样条曲面拟合的电弧三维运动模型，通过计算机求解获得以前只有通过实验才能获得的电弧运动过程，将试验研究、理论分析和计算机仿真结合起来，可以减少产品设计周期，避免盲目试验，为改善产品设计和提高产品可靠性奠定基础。