摘要：在当前的发展形势下，关于低压电器开关电弧运动机制及仿真的研究已经是刻不容缓，它的改革与转型都会影响到我国电器事业的发展。在低压电器开关电弧运动机制及仿真的研究中交流接触器的使用大大的减少了在实验进行的过程中带来的能耗与安全隐患。证明了在目前的电力网络运行模式之下，建立交流接触器智能同步控制装置的合理性，并进一步的肯定了分段磁控制的方法的有效性，这在对于我国的电器安全运行上的贡献无疑是巨大的。鉴于此，本文主要分析低压电器开关电弧运动机理及仿真。
关键词：低压电器；电弧运动；仿真
低压电器开关电弧运动及仿真研究过程在国内外取得了一定的进展，我们从过往的经验结论可以得知，因为低压电器开关电弧运动暂时不能独当一面担当领头羊的角色，加之低压电器开关电弧运动时会产生大量反复及瞬时特性，导致测量低压电器开关电弧运动及仿真研究过程的困难。所以，在低压电器开关电弧运动及仿真研究过程中，必须做好大量调查研究工作针对有关对低压电器开关电弧运动模型理论研究和电弧动态特性研究等方面。
1、低压电器开关电弧概述
在当今，工业的大量发展以及科学技术的飞速进步，对电器自动化网络需求量越来越大，因而对电器自动化分析判断和延时能力的要求也越来越高。因为在电器化的过程中，所有电器开关系统和接触器终端服务器等电器设备会因为电量的强弱而开始分析判断和延时产生大量的电弧，而这将直接影响到开关电器的性能。对电器自动化的深入研究，可以更好地认识电器触头在整个低压电器开关电弧运动及仿真研究过程中极其复杂的电、热、磁、机械等一系列现象。
在电力使用过程中使用的大多数电器属于低压电器。低压电器是工业电器中很重要的一个组成部分，通常情况下，发电设备所发出电能的绝大部分都是通过低压电器来分配使用的。在工业自动化系统中，也需要很多由低压电器构成的各种控制设备。随着社会的进步，生产自动化程度的不断提高，不仅对低压电器产品的数量有日益增长的要求，对产品的性能、质量、品种等要求也越来越高。工作可靠、性能完善和技术经济指标先进的电器设备对现代化建设是十分必要的。因此，在实际应用中对低压电器的最基本要求是:它要能够具有较长的工作寿命和较高的工作可靠性。
开关电器是一类重要的电器，它的基本功能是在所要求的短时间内对电路进行分合，也就是在具有一定电位的电路中进行接通和断开的迅速变换，即起到开关作用。目前绝大多数低压开关设备都是机械式有触点开关，由触头的闭合和分开来实现电路中电流的通断。经过大量实验研究发现，在大气中开断电路时，只要电压超过，被开断电流超过，在触头间隙中通常产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体，这就是电弧。一直到电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质后，电流才被开断。发生在开关电器中的电弧简称为开关电弧。
电器触头是完成电路切换功能的关键部件，它是决定低压电器使用寿命的主要因素。除了触头本身设计要素起着重要的作用外，电弧的运动过程对低压电器中触头的分断能力、电寿命以及失效机理也起着相当重要的作用。
2、低压电器开关电弧运动机理及仿真分析
低压电器开关电弧运动机理及仿真的研究就是在对电器运行中的所产生的一系列电、热等现象的分析与模拟。作为开关电器设计的关键，掌握开关低压电器开关电弧的特性是十分的重要的。低压电器开关电弧运动的过流保护设置是在预先的判断条件下在一定的时间段内对电路进行判断分析，以减少因电流过载而引发的用电器的短路或断路现象。
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而低压电器开关电弧运动机制及仿真在国内外都取得了相应的发展，我们在对过往经验的总结中，不难发现低压电器开关电弧运动机制及仿真是不能够单独担负起整个电器的安全的。再加上系统内部本身存在的缺点，在低压电器开关电弧运动时或有大量反复的反应，导致低压电器开关电弧运动机制及仿真的测量产生了相当大的困难。在当前的工业发展科技的进步之上，电器自动化的要求也越来越高。因此目前针对这一要求的提出我国正在对这一方面加以改进并逐渐的完善这一运行体系，使之在整个电器的运行中产生的有效工作大于无效的工作。
3、低压电器开关电弧运动机制及仿真的运行
整个低压电器开关电弧运动及仿真研究过程中一系列电、热、磁、机械等现象，促进了低压电器开关电弧运动等离子体测试领域的研究。近年来，CCD、光纤阵列、光谱以及磁等非接触式现代测量技术已经应用到低压电器开关电弧运动等离子体的实验研究中，低压电器开关电弧运动的基本功能是在电器自动化要求的短时间内对有关相联电路进行分段离合接触。只有在满足电、热、磁、机械的一系列条件下，在低压电器开关电弧运动的触头间隙中会产生电弧进行运作。因此，掌握开关低压电器开关电弧的特性是开关电器设计研究的关键，低压电器开关电弧运动其过流保护功能是根据预先设定的判断条件在规定的时间内对电路进行分断，以切除过载或短路故障。
首先，分析交流接触器直流激磁的优势，主要是采用磁路的方法建立直流激磁电压下的交流接触器的动、静态数学模型，然后提出分段激磁控制方案，通过仿真曲线分析接触器铁芯在吸合过程中的动态过程，并仿真验证了分段激磁案可有效降低铁芯的末速度，提高接触器动态过程中的性能指标。其次，通过接触器闭合实验验证了分段控制方法的可行性，建立交流接触器智能同步相位控制装置实验平台，并且进一步说明采用分段激磁控制方法有效的减小了吸合过程中的铁芯撞击、消除了触头弹跳。在分析交流接触器分断低压电器开关电弧特性的基础上，测得不同电流分闸相位下燃弧电流与燃弧时间，并计算其燃弧能量，根据燃弧能量曲线确定电流分断的最佳分闸相位。最后，在赋予交流接触器全新控制方法的基础上，进行了智能同步相位控制实验。结果表明，智能同步相位控制技术能够实现接触器吸合过程的动态控制与零电流分断，有效的解决了投切电容器中产生涌流和过电压的问题，且在接通过程中触点两端无压降，降低导通功耗，有效减少低压电器开关电弧对触头的侵蚀，为大幅度提高接触器的电寿命提供了理论依据与实验基础。
总之，低压电器开关电弧运动机制及仿真在电器研究中的作用是巨大的，在推动国家的电器事业的发展上面更是功不可没，同时它的不断地研究与更新也在很大程度上促进了国家科技的发展与国民经济的提高。电弧是电器产品使用中不可回避的一种现象，电弧的产生对电器触头的侵蚀严重，造成触头表面的磨损、触头材料的转移，甚至会烧毁触头或使触头熔焊，造成可靠性降低或接触失效，缩短电器的使用寿命。对电弧燃烧过程和燃烧机理的认识，可以进一步提高电器产品的设计水平，改进触头材料的性能和灭弧装置的结构，提高产品的灭弧性能，缩短燃弧时间，提高产品的使用寿命和可靠性。
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论文作者:马世军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
标签：电弧论文; 低压电器论文; 接触器论文; 电器论文; 触头论文; 机理论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第6期论文;