高质量紫外光电探测器在电弧燃弧中的应用

燃弧时间分为一极燃弧时间和三极开关燃弧时间。一极燃弧时间指从一极中起弧瞬间到该极中电弧最终熄火瞬间的时间间隔，三极开关燃弧时间指从某极中首先起弧瞬间到各极均熄弧瞬间的时间间隔。

按技术标准规定的试验条件确定的用以表征高压开关设备工作能力的一组特性数据。主要有额定短路开断电流、瞬态恢复电压、工频恢复电压、峰值耐受电流、额定短路持续时间、燃弧时间等。准确测量断路器燃弧时间的关键是确定电弧的起弧时刻。通过对线路发生故障后的部分故障线路的三相电流录波数据滤波后进行拟合，预测之后的电流变化，并与实际电流数据比较，求得电流畸变量。当畸变量大于设定阈值时，即可认为该时间点为断路器的触头始分点；断路器首开相的触头始分点即起弧时刻。开断完成的时间点即熄弧点为相电流小于设定阈值的时间点，末开相的熄弧点为熄弧时刻。起弧时刻与熄弧时刻之间的时间差为断路器的燃弧时间。利用电磁暂态分析程序 EMTP 仿真证明了该方法的可行性和较高的可靠性。

利用系统发生故障到断路器分闸线圈带电这段时间的三相电流录波信号，低通滤波之后进行数据拟合，预测之后的电流变化情况，然后与实际电流相比较求出触头始分时间点。 开断完成的时间点即熄弧点为相电流小于某一值的时间点。 首开相的触头始分点为燃弧时间初始点，末开相的熄弧点为结束点，二者之间的时间差为燃弧时间。

燃弧时间随电流变化的规律由电流等级范围决定。燃弧时间在小电流段随电流增长而增长很快，而到了中等电流时却增长得较慢。这种增长率的衰减可以归结为电弧形态和等离子体构成的改变 ，即电流在小电流段增长时，阳极电弧逐步转变成为阴极电弧；而中等电流时，电弧的产生由主要是金属蒸气逐步转变为主要是环境气体电离。

直流14V感性负载下各种材料的燃弧时间曲线几乎重合。但在阻性条件下，不同材料的燃弧时间不同 ，其大小顺序为：

AgCdO ＞AgSnO2 ＞AgN i ＞AgCu ＞Ag

电源电压为42V时各触头材料在阻性、感性两种负载下燃弧时间与电流关系的试验结果。各种材料在感性负载电流 ＜10A和阻性负载电流 ＜ 20A下的燃弧时间基本相同，这可能是因为此时电弧能量基本相同，约为2J。而超过这个临界能量值之后，由于触点材料金相组织的不同，而使其燃弧时间不同。阻性、感性两种负载下，各材料燃弧时间的大小顺序为：

AgSnO2 ＞AgFeOx ＞AgZnO ＞AgCu ＞AgN i ＞Ag

相对触头分断平均速度来说，分断初速度可以更好地描述电弧的燃弧情况。触点的运动过程是一个变加速的过程，触点分断平均速度大，并不能说明在燃弧期间，拉弧的有效速度也大。因此用触点分断平均速度来评述触点的分断是不严格的，而触点分离初速度所对应的时刻正是电弧起燃的时刻，所以与电弧的燃弧情况密切相关。

最后推荐一款可以应用在燃弧紫外线检测中的紫外线探测器，从国外引进的高质量紫外光电探测器 － TOCON＿ABC1，该探测器基于碳化硅的宽频紫外光电探测器，带有集成放大器。TOCON是5伏供电的紫外光电探测器，带有的集成放大器使紫外辐射转化成0～5V电压输出。TOCON的输出电压引脚可以直接连接到控制器，电压计或其他带有电压输入的数据分析装置。高度现代化的电子元件和带有紫外玻璃窗的密封金属外壳可消除封装内寄生电阻路径导致的噪声或电磁干扰。对各个工业紫外传感应用来说，TOCON 是完美的解决方案，从pW／cm2水平的火焰检测到W／cm2水平的紫外固化灯控制。十种不同的TOCONs覆盖了这13个数量级范围，它们的灵敏度有所不同。TOCONs生产为紫外宽频传感器或带有过滤器进行选择性测量。

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