基于发射光谱迭代分析的断路器实验电弧温度

在一个模型腔室中模拟了与真实高压自吹断路器非常相似的灭弧过程，以通过光学发射光谱研究电弧特性。电弧在充有 SF$_6$ 的腔室中、由 PTFE 喷嘴包围的针-郁金香触头系统之间燃弧。腔室壁上的透明窗口和喷嘴中的狭缝使得能够在电流过零前不到一毫秒对电弧横截面进行光学观测。利用成像光谱系统测量了氟原子谱线的侧向辐射亮度。考虑到电弧的旋转对称性，通过 Abel 反演确定了相应的径向发射系数。结合压力测量及相应等离子体成分，由发射系数计算出径向温度分布。与以往研究不同，本文提出一种特定的迭代方法来考虑等离子体的光学厚度。观测到的最大光学厚度在 0.2 至 0.4 之间。经吸收效应修正的温度分布显示，随着电流减小趋近电流过零，电弧轴线上的最高温度逐渐升高。讨论了等离子体成分对绝对电弧温度的影响。所得温度分布可用于验证该模型腔室中灭弧过程的 CFD 模拟。