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基于IEC安全火花试验装置的电感分断放电电极热-电耦合的数值研究
1
作者
成福群
吴疆
+1 位作者
赵永秀
王瑶
《重庆电力高等专科学校学报》
2023年第6期1-7,共7页
研究基于IEC安全火花试验装置的电感分断弧前金属液态桥的形成是研究低压、小电流感性电路分断电子产生机制及电弧形成机理的关键。考虑镉盘电极微观表面形貌,基于流体动力学模型,建立了真空环境下钨丝-镉盘电极热-电耦合的几何与数学...
研究基于IEC安全火花试验装置的电感分断弧前金属液态桥的形成是研究低压、小电流感性电路分断电子产生机制及电弧形成机理的关键。考虑镉盘电极微观表面形貌,基于流体动力学模型,建立了真空环境下钨丝-镉盘电极热-电耦合的几何与数学模型。数值模拟了极间金属液桥的形成过程,得出了液桥的温度分布、固-液相变过程和电压特性;探究了电路串联电感、初始电流及电极初始接触压力对金属液桥形成的影响。数值模拟计算结果表明,模型最高温度出现在接触区域中心,金属液桥形变受热膨胀力与马兰格尼效应共同作用;当接触区域温度均达到镉材料的沸点时,金属液桥完全断裂,此时电极两端电压与实验测量得到的最小建弧电压相符;电路电感大小对金属液桥形成基本无影响,而增大初始电流或减小电极初始接触压力会缩短电极熔化、金属液桥蒸发及完全断裂所需时间。这为进一步探究低压、小电流感性电路分断放电电弧形成及引燃机理提供了理论指导意义。
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关键词
IEC安全火花试验装置
电感分断放电
热-电耦合
金属液桥
低压小电流
下载PDF
职称材料
爆炸性环境电感分断放电引燃能力及本安性能评价方法
被引量：
3
2
作者
赵永秀
王骑
+1 位作者
王瑶
李明庚
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期867-874,共8页
应用于煤矿井下的电子电气设备必须通过本质安全评价,以确保其正常工作与发生规定故障时均不具备引燃爆炸性气体的能力。为了探究电感分断放电引燃能力的影响因素及其关系,通过IEC火花试验平台对简单电感电路进行分断放电试验,分析发现...
应用于煤矿井下的电子电气设备必须通过本质安全评价,以确保其正常工作与发生规定故障时均不具备引燃爆炸性气体的能力。为了探究电感分断放电引燃能力的影响因素及其关系,通过IEC火花试验平台对简单电感电路进行分断放电试验,分析发现电弧电流极限值为分断初始电流,电弧电压极限值随电源电压与电感增大而增大;得到电弧电压极限值对应电弧电流变化率随电感变化的拟合关系式,发现其绝对值随电感增大近似呈幂函数关系减小;将简单电感电路等效为时变电压源的电阻电路模型分析发现电弧功率极限值随分断初始电流、电源电压与电感的增大而增大。基于试验数据和易燃易爆环境下的纯电阻电路与简单电感电路的临界引燃曲线,推导出以临界引燃功率与能量描述爆炸性环境电感分断放电引燃能力的数学表达式,发现电源电压、分断初始电流及电感的增大均使得分断放电的引燃能力增强;基于此,提出了爆炸性环境电感分断放电的本安性能评价方法,对其分析发现:仅当电感能量小于临界引燃电感能量,且电弧功率极限值小于临界引燃功率时,该简单电感电路不具有引燃能力,为本质安全电路。通过与现有本安性能评价方法以及基于IEC火花试验装置的爆炸性试验评价结果对比,证明了所提出引燃能力评价方法的可行性与可靠性,并可良好适用于电感较小等极端场合。
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关键词
电感分断放电
放电特性极限值
引燃能力
电弧功率
本安判据
下载PDF
职称材料
题名
基于IEC安全火花试验装置的电感分断放电电极热-电耦合的数值研究
1
作者
成福群
吴疆
赵永秀
王瑶
机构
重庆电力高等专科学校
国网重庆综合能源服务有限公司
西安科技大学电气与控制工程学院
出处
《重庆电力高等专科学校学报》
2023年第6期1-7,共7页
基金
重庆市教育委员会2020年高等教育教学改革研究项目(203595)
国家自然科学基金资助项目(51777167)。
文摘
研究基于IEC安全火花试验装置的电感分断弧前金属液态桥的形成是研究低压、小电流感性电路分断电子产生机制及电弧形成机理的关键。考虑镉盘电极微观表面形貌,基于流体动力学模型,建立了真空环境下钨丝-镉盘电极热-电耦合的几何与数学模型。数值模拟了极间金属液桥的形成过程,得出了液桥的温度分布、固-液相变过程和电压特性;探究了电路串联电感、初始电流及电极初始接触压力对金属液桥形成的影响。数值模拟计算结果表明,模型最高温度出现在接触区域中心,金属液桥形变受热膨胀力与马兰格尼效应共同作用;当接触区域温度均达到镉材料的沸点时,金属液桥完全断裂,此时电极两端电压与实验测量得到的最小建弧电压相符;电路电感大小对金属液桥形成基本无影响,而增大初始电流或减小电极初始接触压力会缩短电极熔化、金属液桥蒸发及完全断裂所需时间。这为进一步探究低压、小电流感性电路分断放电电弧形成及引燃机理提供了理论指导意义。
关键词
IEC安全火花试验装置
电感分断放电
热-电耦合
金属液桥
低压小电流
Keywords
IEC
safety
spark
test
apparatus
inductor
disconnected
discharge
(
idd
)
thermal-electrical
coupling
metal
liquid
bridge
low
voltage
small
current
分类号
TM501.2 [电气工程—电器]
下载PDF
职称材料
题名
爆炸性环境电感分断放电引燃能力及本安性能评价方法
被引量：
3
2
作者
赵永秀
王骑
王瑶
李明庚
机构
西安科技大学电气与控制工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期867-874,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51604217,51777167)
文摘
应用于煤矿井下的电子电气设备必须通过本质安全评价,以确保其正常工作与发生规定故障时均不具备引燃爆炸性气体的能力。为了探究电感分断放电引燃能力的影响因素及其关系,通过IEC火花试验平台对简单电感电路进行分断放电试验,分析发现电弧电流极限值为分断初始电流,电弧电压极限值随电源电压与电感增大而增大;得到电弧电压极限值对应电弧电流变化率随电感变化的拟合关系式,发现其绝对值随电感增大近似呈幂函数关系减小;将简单电感电路等效为时变电压源的电阻电路模型分析发现电弧功率极限值随分断初始电流、电源电压与电感的增大而增大。基于试验数据和易燃易爆环境下的纯电阻电路与简单电感电路的临界引燃曲线,推导出以临界引燃功率与能量描述爆炸性环境电感分断放电引燃能力的数学表达式,发现电源电压、分断初始电流及电感的增大均使得分断放电的引燃能力增强;基于此,提出了爆炸性环境电感分断放电的本安性能评价方法,对其分析发现:仅当电感能量小于临界引燃电感能量,且电弧功率极限值小于临界引燃功率时,该简单电感电路不具有引燃能力,为本质安全电路。通过与现有本安性能评价方法以及基于IEC火花试验装置的爆炸性试验评价结果对比,证明了所提出引燃能力评价方法的可行性与可靠性,并可良好适用于电感较小等极端场合。
关键词
电感分断放电
放电特性极限值
引燃能力
电弧功率
本安判据
Keywords
inductor
-
disconnected
-
discharge
(
idd
)
maximum
discharge
characteristic
ignition
capability
arc
power
intrinsically
safe
criterion
分类号
TD608 [矿业工程—矿山机电]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于IEC安全火花试验装置的电感分断放电电极热-电耦合的数值研究
成福群
吴疆
赵永秀
王瑶
《重庆电力高等专科学校学报》
2023
0
下载PDF
职称材料
2
爆炸性环境电感分断放电引燃能力及本安性能评价方法
赵永秀
王骑
王瑶
李明庚
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
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