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本文主要研究了一套用于测量电爆炸实验中电流的装置,并建立了电爆炸实验仿真模型,通过对仿真结果和实验结果的对比分析,得出不同参数对于电爆炸断路开关开断性能影响的规律,并验证了电流测量装置的测量效果。具体内容如下: 首先介绍了电爆炸断路开关的实验装置。本课题使用的是夹丝式电爆炸断路开关实验装置,包括高压充电回路、主放电回路、触发回路、控制回路、负载回路以及测量电路,简要介绍各回路的结构和工作原理。在实验中,为了使电流的测量更准确,对罗氏线圈的工作原理、设计原则和误差进行了分析,并设计制作了自积分Rogowski线圈用于测量电爆炸实验中产生的脉冲大电流。 通过对电爆炸断路开关主放电回路的简化分析,根据电爆丝上能量、温升、电阻之间的关系建立了电爆丝电阻变化的PSpice模型,分别在这些初始条件下进行仿真:金属铜丝直径0.2mm、0.3mm、0.4mm,初始电压值6kV、8kV、10kV,金属丝长度80mm、60mm、40mm,并对仿真结果进行了分析。 实验阶段使用了相同的初始条件进行电爆炸断路开关实验,利用示波器记录Rogowski线圈测得的金属丝上的电流波形,可以直接得到金属丝电爆炸的开断时间。通过实验结果与仿真结果对比分析得出的结论有:Rogowski线圈测量的波形和仿真波形基本相似,电流幅值也在一个数量级,具有良好的测量效果;在实验允许范围内,随着电容器组电压值的增加,开断时间也变得更小,切断的电流值也更大;随着金属丝直径的增大,金属丝上电流峰值变大,开断时间变得更长;金属丝长度对电爆炸实验中的测得电流影响较小,应根据实验具体选择。因此在断路开关初始参数选择上,选用较高的初始电压,较小直径和合适长度的金属丝,会有较好的开断性能。 综上,本课题在研究电爆炸理论的基础上,利用已研制的电感储能电爆炸断路开关实验装置,自制了自积分式Rogowski线圈测量装置对实验装置中的脉冲大电流进行了测量,建立了金属丝电爆炸模型,用来指导电爆丝断路开关实验初始参数的选择,并用实验结果与仿真结果对比验证了Rogowski线圈的测量效果和模型的适用性。