半波長(zhǎng)線路潛供電弧的多場(chǎng)耦合動(dòng)力學(xué)建模與三維圖像重建.pdf

1、半波長(zhǎng)輸電線路電壓等級(jí)高、輸電距離長(zhǎng)、傳輸功率大，其潛供電弧問(wèn)題尤為突出。本文綜合考慮半波長(zhǎng)輸電線路潛供電弧所受電磁力、熱浮力、風(fēng)載荷和空氣阻力的多場(chǎng)耦合作用，并納入鏈?zhǔn)诫娀∧Ｐ?，建立了潛供電弧的受力方程和運(yùn)動(dòng)模型。通過(guò)深入分析弧根的形成與運(yùn)動(dòng)機(jī)理，建立了潛供電弧的弧根模型，并提出電流元長(zhǎng)度的最優(yōu)選取方法。開展了半波長(zhǎng)潛供電弧的物理模擬實(shí)驗(yàn)，并將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了所建仿真模型的有效性。通過(guò)比較不同潛供電流、風(fēng)速和風(fēng)向下潛

2、供電弧的運(yùn)動(dòng)軌跡與自熄時(shí)間，分析了風(fēng)載荷、熱浮力與電磁力對(duì)電弧的作用機(jī)制，表明所建電弧模型能有效計(jì)及風(fēng)載荷對(duì)潛供電弧運(yùn)動(dòng)與自熄特性的影響?；诜抡娣治?，獲得了不同起弧位置的電弧運(yùn)動(dòng)軌跡與自熄時(shí)間，指出在電極始端起弧時(shí)潛供電弧的自熄時(shí)間更長(zhǎng)，較難熄滅。仿真結(jié)果再現(xiàn)了潛供電弧向電極末端運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上弧根的跳躍現(xiàn)象，這可合理解釋實(shí)驗(yàn)中上弧根位置與弧柱比較接近而落后于下弧根的情形。
　　短路電弧向潛供電弧轉(zhuǎn)換過(guò)程中，因短路電弧直徑遠(yuǎn)大于潛供

3、電弧，潛供電弧出現(xiàn)的具體位置不能確定，潛供電弧初始位置具有一定隨機(jī)性。本文針對(duì)這一問(wèn)題首次建立了仿真模型，其原理是考慮潛供電弧出現(xiàn)的位置與空間電導(dǎo)率有關(guān)，電導(dǎo)率越大，則越容易擊穿形成潛供電弧。基于該原理，計(jì)算了空氣電導(dǎo)率與溫度之間的關(guān)系，進(jìn)一步求得了不同短路電流下電導(dǎo)率沿電弧徑向的分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，仿真計(jì)算了不同短路電流下潛供電弧初始弧長(zhǎng)的隨機(jī)性，進(jìn)而將潛供電弧初始位置隨機(jī)性模型應(yīng)用到鏈?zhǔn)诫娀∧Ｐ椭?，?duì)潛供電弧物理特性進(jìn)行仿真，獲得

4、了具有分散性的潛供電弧燃弧時(shí)間，并將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。結(jié)果表明:隨著短路電流的增大，潛供電弧初始弧長(zhǎng)平均值與弧長(zhǎng)的分散性也隨之增大;燃弧時(shí)間計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果整體趨勢(shì)一致，相對(duì)誤差較小，計(jì)算模型可靠。
　　潛供電弧在空間中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程復(fù)雜多變，一般的二維圖像難以全面表征電弧運(yùn)動(dòng)的所有信息。本文嘗試采用雙目立體視覺(jué)法對(duì)潛供電弧圖像進(jìn)行三維重建，可得到電弧的運(yùn)動(dòng)圖像，獲得比二維圖像更為全面的信息，該探索工作為后續(xù)的進(jìn)一步深化研究