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弓网电弧形态特性与等离子体参数试验研究
| 论文题名： | 弓网电弧形态特性与等离子体参数试验研究 |
| 关键词： | 高速铁路;弓网系统;电弧形态;等离子体参数 |
| 摘要： | 随着动车组运行速度的提升，弓网离线频繁，弓网电弧频发，对弓网系统服役性能提出了更高的要求，弓网关系已成为高速铁路安全运行的三大核心关系之一，而弓网电弧也已成为弓网关系研究的关键科学问题。弓网电弧不仅加速了受电弓滑板和接触网导线的电热侵蚀，还会产生高次谐波，影响车载设备的安全稳定工作。然而目前现场仅依靠电弧电气参数的测试及操作者肉眼观察等基本手段缺乏对弓网电弧特性的全面认识，如何表征弓网电弧的燃弧强度，以及燃弧强度与等离子体参数（如电弧温度）有何关联，这些特性参数在不同运行条件下的如何变化等，都是尚不明朗、亟待解决的问题。因此，研究弓网电弧形态特性与等离子体参数，有助于全面了解对弓网系统电气磨损机制的认识，进而提高弓网系统的服役性能。 本文基于高速铁路弓网电弧试验系统，一方面，利用高速CMOS摄像机和示波器同步采集弓网动态燃弧图像和电弧电压电流波形，综合分析了弓网系统振动过程中受电弓滑板的运动状态和工频半周期下弓网电弧的动态燃弧过程，并利用数字图像处理技术提取弓网电弧图像的相关信息，进而以电弧二值化图像的面积和周长对电弧形态和燃弧强烈程度进行表征，分析了电弧形态特性参数与电弧功率的对应关系，对电弧形态的动态变化实现了量化;另一方面，利用光谱仪采集了弓网电弧辐射光谱，找到其特征谱线，并基于电弧辐射理论利用斜率法计算得出了电弧等离子体温度。 进一步地，研究了弓网系统不同运行条件下，电弧形态特性和等离子体温度的变化，探究了弓网振动间隙距离和电弧电流对于电弧面积、周长以及等离子体温度的影响规律，并结合试验结果与电弧理论解析了相关特性参数变化的原因。 |
| 作者： | 古圳 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴广宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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