半波長線路潛供電弧的多場耦合動力學建模與三維圖像重建.pdf

1、半波長輸電線路電壓等級高、輸電距離長、傳輸功率大，其潛供電弧問題尤為突出。本文綜合考慮半波長輸電線路潛供電弧所受電磁力、熱浮力、風載荷和空氣阻力的多場耦合作用，并納入鏈式電弧模型，建立了潛供電弧的受力方程和運動模型。通過深入分析弧根的形成與運動機理，建立了潛供電弧的弧根模型，并提出電流元長度的最優(yōu)選取方法。開展了半波長潛供電弧的物理模擬實驗，并將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比，驗證了所建仿真模型的有效性。通過比較不同潛供電流、風速和風向下潛

2、供電弧的運動軌跡與自熄時間，分析了風載荷、熱浮力與電磁力對電弧的作用機制，表明所建電弧模型能有效計及風載荷對潛供電弧運動與自熄特性的影響。基于仿真分析，獲得了不同起弧位置的電弧運動軌跡與自熄時間，指出在電極始端起弧時潛供電弧的自熄時間更長，較難熄滅。仿真結(jié)果再現(xiàn)了潛供電弧向電極末端運動過程中上弧根的跳躍現(xiàn)象，這可合理解釋實驗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)換過程中，因短路電弧直徑遠大于潛供

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性。本文針對這一問題首次建立了仿真模型，其原理是考慮潛供電弧出現(xiàn)的位置與空間電導率有關(guān)，電導率越大，則越容易擊穿形成潛供電弧?；谠撛恚嬎懔丝諝怆妼逝c溫度之間的關(guān)系，進一步求得了不同短路電流下電導率沿電弧徑向的分布規(guī)律。在此基礎上，仿真計算了不同短路電流下潛供電弧初始弧長的隨機性，進而將潛供電弧初始位置隨機性模型應用到鏈式電弧模型中，對潛供電弧物理特性進行仿真，獲得

4、了具有分散性的潛供電弧燃弧時間，并將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果相比較。結(jié)果表明:隨著短路電流的增大，潛供電弧初始弧長平均值與弧長的分散性也隨之增大;燃弧時間計算結(jié)果與實驗結(jié)果整體趨勢一致，相對誤差較小，計算模型可靠。
　　潛供電弧在空間中的運動過程復雜多變，一般的二維圖像難以全面表征電弧運動的所有信息。本文嘗試采用雙目立體視覺法對潛供電弧圖像進行三維重建，可得到電弧的運動圖像，獲得比二維圖像更為全面的信息，該探索工作為后續(xù)的進一步深化研究