摘要：通过触头结构设计实现真空电弧有效调控是提高真空开关开断性能的重要措施之一。为提高真空灭弧室触头开断性能,该文采用SolidWorks建立了一种新型带铁心真空灭弧室3D模型,并利用三维有限元法,对触头片的开槽长度、开槽角度、工艺孔直径以及铁心个数四个参数进行单因素及正交仿真实验,选取上述四个因素作为优化对象,将电流峰值时纵向磁感应强度最大、滞后时间最小和导体电阻最低作为优化目标,得到触头参数与磁场特性的回归方程。通过对电流峰值时触头间隙中心平面纵向磁感应强度、电流过零时磁场滞后时间以及导体电阻进行多目标优化分析,得到了最优的磁场特性。结果表明,当开槽长度为25mm、开槽角度为25°、工艺孔直径为15mm、铁心个数为14时,触头的磁场特性最好。

摘要：针对真空灭弧室大电流承载能力提升问题,研究真空灭弧室触头系统的结构设计参数对降低其整体的温升及提高通流能力具有重要意义。随着真空灭弧室向着高电压、大电流发展,其触头结构参数的合理设计决定了真空灭弧室的温度分布情况,因此为研究触头结构对真空灭弧室温度场的影响情况,文章采用有限元法对真空灭弧室的温度场进行磁热双向耦合仿真分析,得到了导电杆直径、触头直径、触头片厚度、杯座厚度以及触头片开槽长度对温度场的影响。结果表明:当导杆直径、触头直径、杯厚分别增大时,最高温度先急剧下降后下降趋势趋于平缓;触头片开槽长度的增加虽会使最高温度升高,但相比其他结构而言,开槽长度对温度场的影响较小;当触头片厚度增大时,最高温度随之下降;真空灭弧室最佳结构参数为:导杆直径55 mm、触头直径65 mm、触头杯厚8 mm、开槽长度20 mm、触头片厚度5 mm,此模型最高温度较优化前降低18.3%。

摘要：文章介绍了自主研发的高能量电子枪的原理、设计和测试结果。该电子枪主要由电子发射组件、电磁聚焦组件、电磁偏转组件、差分抽真空维持机构和控制电源构成,可以发射、聚焦并偏转高能量电子。测试结果显示,电子枪发射的电子能量最大可达30 ke V,加速电压和发射电流成正比例对应关系,电子束斑直径在100μm以下,电子束偏转角度大于5°。通过实测Si(111)单晶体,获得了良好的电子衍射图像。

摘要：真空灭弧室触头的结构设计对其内部电磁场分布具有重要的影响作用。为了研究触头片结构设计对一种新型带铁心的杯状纵磁真空灭弧室内电磁场分布情况的影响,该文采用了Ansoft Maxwell软件对该新型真空灭弧室内电磁场进行仿真分析,得到了触头片的开槽长度、开槽偏转角度、触头片中心工艺孔直径及孔的深度对磁场分布的影响;实现了在电流峰值时和电流过零时的磁感应强度的云图分布。仿真结果表明:触头片开槽长度、偏角和中心工艺孔径对磁场分布影响较大,孔径深度几乎不影响磁场分布;触头片开槽长度和中心工艺孔径的增加均可减少磁感应强度;触头片开槽偏转角度的增加会使电流峰值时及电流过零时磁场强度呈增加趋势,但存在一个最优角度为25°;触头片开槽和中心开工艺孔等操作均能减少电流过零时的剩余磁场强度。

摘要：真空断路器逐渐向高压等级发展,工作时电弧等离子体几何形态直接影响其开断能力。本文利用高速摄像机对电弧几何形态进行数字采集,运用图像去噪声、选取合适阈值方法,对采集数据进行形态学操作,得到内部高能等离子体及电弧外部轮廓的时间-面积变化曲线。从引弧、稳定燃弧、熄弧及弧后介质恢复四个角度,对不同阶段的电弧面积变化做出定量分析,并探究电弧熄弧阶段电弧内外面积差变化。实验表明,通过分析不同阶段的等离子体形态变化,能够找到电弧平稳燃弧及弧后介质恢复的关键点,为高压等级真空断路器研发设计及后期电弧形态诊断提供进一步参考。

摘要：真空灭弧室作为真空开关的核心部件,对真空开关开断性能有着重要影响。真空灭弧室具有结构相似,尺寸大小不统一特点,开发其参数化设计系统,特别是实现真空灭弧室关键部件——电极触头参数化系统设计,对提高设计效率,缩短产品开发周期,减轻劳动强度有着重要意义。本文以三维造型软件Solid Works为开发平台,以VB(Visual Basic)为二次开发工具,利用参数化系统建模法,对真空开关电极触头的进行参数化分析,并设计了其参数化系统。通过该系统可实现电极触头的自动建模与装配,极大地提高真空开关触头建模的速度,提高零部件设计的效率与质量。

摘要：为了研究地球早期环境和生命演化过程,设计制作了样品辐照电子源。电子通过热灯丝发射,能量通过阴极电压来调节,电子束斑尺寸通过静电透镜来调节。灯丝缠绕方式提高了发射电子的均匀性。根据理论分析和电磁软件仿真,确定了电子源阴极与控制极距离的参数。仿真结果显示,在能量为3.5 keV时聚焦电压越大束斑越小,在工作距离为150 mm时束斑直径可实现30-50 mm之间可调。实验结果显示,该装置发射的电子束能量在1-5 keV之间连续可调;在工作距离为150 mm时,3.5 keV电子束的束斑直径可调,与仿真结果变化趋势一致,可产生20.8μA电子束流。

摘要：为了实现对大口径碳化硅非球面反射镜的表面改性层硅的高精度快速抛光,设计制作了高能量大束流氩离子枪。通过热灯丝和阳极栅网的组合实现氩原子的离子化,通过调节氩离子所处区域的电位来确定离子的能量,通过静电聚焦透镜来实现氩离子的聚焦。调节灯丝和阳极栅网之间的电压达到离子化率的最大化,调节静电聚焦透镜的尺寸和相对位置实现氩离子的高透过率。氩离子枪的材料选择既需满足超高真空使用又要避免产生真空放电。通过理论计算和模拟氩离子束流的轨迹,确定了氩离子枪各主要组件的参数。测试结果表明:氩离子的加速电压可达20 kV,在工作距离为30 mm和氩气分压为1.2×10^(−2) Pa的情况下,可产生50μA的氩离子束流,束斑的直径在19~24 mm之间连续可调。该氩离子枪体积小,可以安装在真空多维位移台上进行大范围的运动,实现对大口径光学元件的高真空表面抛光。

摘要：作为中高压电力系统的重要保护装置,真空断路器的开断性能与其电弧形态密切相关。本文利用高速摄像机对灭弧室内电弧起弧至熄灭全过程进行数字采集,针对触头开断时电弧形态的变化特点,结合纹理特征提取的方法,计算其灰度共生矩阵。通过对电弧纹理数据的分析,得到时间-熵值拟合曲线。实验表明,利用熵值变化曲线可实现对触头开断过程中电弧形态变化的描述,可为真空电弧的形态诊断及灭弧室的设计研究提供进一步补充和参考。

摘要：基于G-M制冷机设计搭建了一套低温温度计自动标定系统,该标定系统通过温控仪和PLC编程完成自动化控温、数据的记录处理以及数据输出等一体化的标定流程。将经过国外标定的硅二极管半导体温度计作为标准温度计,利用比较分度的方法对PN结温度计进行了标定。在获得温度特性曲线的同时进行了误差分析,发现该系统不仅可以在4.2~100 K低温温区达到较高的标定精度,同时系统的自动化使标定时长缩短,标定效率提高。