[发明专利]交流电弧黑盒模型、计算装置及存储介质

说明书

本发明涉及高电压技术领域，具体涉及一种交流电弧黑盒模型，通过过渡函数σ(I_arc)结合Mayr模型和Cassie模型，能精准描述交流电弧的起弧、稳定燃弧及熄弧三个阶段以及瞬时电弧电阻的变化过程，提高对于交流电弧的仿真准确性，能准确获得任意时刻交流电弧的瞬时电弧电阻R_arc；本发明还提供一种存储并运行所述交流电弧黑盒模型的计算机装置以及一种存储有所述交流电弧黑盒模型的存储介质。

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，具体涉及一种交流电弧黑盒模型，一种运行所述交流电弧黑盒模型的计算装置以及一种存储有所述交流电弧黑盒模型的存储介质。

背景技术

现有交流电弧模型主要包括指数电弧电阻模型、双曲线电弧电阻模型、分段电弧模型以及黑盒模型等；前三者着重于研究电弧的内部特性，而黑盒模型只研究电弧的外部特性。黑盒模型中，把交流电弧当作电路的一个组成部分进行研究，忽略其内部物理过程，只研究其与外部电路的联系，从而能够对电弧进行较好地描述。

现有的常用基础黑盒模型包括Mayr模型和Cassie模型，两者将电弧视为一个阻性二端元件；其中，Mayr模型适用于描述交流电弧的电流较小时的电弧特性，而Cassie模型适合于描述交流电弧的电流较大时的电弧特性，因此两种模型均存在局限性。

现有技术还提出一种应用阶跃函数结合Mayr模型和Cassie模型得到的交流电弧黑盒模型，具体可表示为：R_arc＝e₁(t)R_cassie+e₂(t)R_mayr，其中e₁(t)、e₂(t)为阶跃函数，可分别表示为：

由于阶跃函数是有限段分段常数函数的组合，即a₁、b₁、a₂、b₂均为常数。如果使用阶跃函数代替本发明所述的过渡函数，则在瞬时电弧电流小于过渡电流、瞬时电弧电流大于过渡电流、及瞬时电弧电流等于过渡电流时，均采用固定比例的R_cassie和固定比例的R_mayr表示瞬时电弧电阻，导致无法准确描述交流电弧的瞬时电弧电阻的实际变化速率和变化趋势。

基于上述背景，本发明构建了一种综合的交流电弧黑盒模型，其基于Mayr模型和Cassie模型，精准描述交流电弧的起弧、稳定燃弧及熄弧三个阶段以及交流电弧的电弧电阻的变化过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种交流电弧黑盒模型，通过过渡函数σ(Iarc)结合Mayr模型和Cassie模型，能精准描述交流电弧的起弧、稳定燃弧及熄弧三个阶段以及瞬时电弧电阻的变化过程，提高对于交流电弧的仿真准确性，能准确获得任意时刻交流电弧的瞬时电弧电阻R_arc；还提供一种运行所述交流电弧黑盒模型的计算装置，能精准描述交流电弧的起弧、稳定燃弧及熄弧三个阶段以及瞬时电弧电阻的变化过程，提高对于交流电弧的仿真准确性，能准确获得任意时刻交流电弧的瞬时电弧电阻R_arc；还提供一种存储所述交流电弧黑盒模型的存储介质。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种交流电弧黑盒模型，通过以下方法计算交流电弧的瞬时电弧电阻R_arc：