基于莫尔偏折的弓网电弧等离子体参数研究.pdf

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1、学位论＾議论文题目？；基于莫尔偏折的弓网电弧等离子体国内图书分类号：ＴＭ５０１密级：公开国际图书分类号．３：姑１西南交通大学研究生学位论文基于莫尔偏折的弓网电弧等离子化参数研究年级二〇—四级姓名胡海星申请学位级别工学硕±专业电气工程指导老师李春茂教授二〇—七年四月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ５０１Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓ

2、ｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＰＬＡＳＭＡＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳＯＦＰＡＮＴＯＧＲＡＰＨ－ＣＡＴＥＮＡＲＹＡＲＣＢＡＳＥＤＯＮＭＯＩＲＥＤＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＲＹＧｒａｄｅ：２０１４Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＨｕＨａｉｘｉｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＬｉＣｈｉｍｍａｏＡｒｉｌ２０１７ｐ，西南交通大学学位论文版权使用

3、授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保额／使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）ｉ指导老师签名—学位论文作者签名：＾０＊．左ｉ曰期：斯曰期：＞、ｊ７西南交通大学硕±学位论文主要工

4、作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．基本原理，推导了相关的理论从理论分析的角度，阐述了莫尔偏折诊断技术的计算公式。。基于模拟场的重建结果，比较分析了不同算法的准确性和误差范围建立了等离子体物理方程，确定了电弧等离子体的折射率与温度和电子密度之间的对应关系；２．搭建了莫尔偏折光学诊断系统，实现了实验平台ｕｒｎ量级的空间分辨率。针对莫尔图像的处理，分别利用条纹骨架提取法和傅里叶变换法提取了相位差分布信息；３．探测了燃烧蜡烛的温度场，与相关文献数据进行了对比，验证

5、了该诊断方法的正确性。Ｗ小电流下的交流电弧等离子体为研巧对象，重建并分析了湿度场的分布规律及其原因。诊断了弓网电弧等离子体，揭示了其温度和电子密度的分布，并探究了不同输入电流条件下的变化规律；４．采集了弓网电弧等离子体的福射光谱，基于软件模拟的方法，得到了电弧等离子体的湿度，与莫尔偏折诊断的结果进行了对比。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研充王作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡

6、献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：调菊Ｉ、’．曰期：兴，Ｓ７）西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ页摘要由于列车运营速度的不断提高、弓网离线频率的不断上升，导致了弓网之间的空气击穿一、产生弓网电弧的现象愈加频繁。弓网电弧是种处于开放环境下的，具有明显高溫度、高能量特性的热等离子体，与其他电弧等离子体有着本质的区别。弓网电一一方面给铁路通信系统带来了严重的电磁干扰，弧的产生；另方面产生的高温加速了滑板的磨

7、损和导线的软化变形，极大地缩短列车弓网接触副的服役寿命，更严重者会造成接触网的断线，威胁列车的安全稳定运行，因此对弓网电弧进行深入系统地研一巧具有重要意义。目前弓网电弧的研究手段比较单，电弧等离子体的内部参数还有待揭示。而光学诊断技术具有装置简单，对被测对象无干扰等显著的优点。因此基于光学的诊断技术，对弓网电弧等离子体的内部参数特性进行深入研究，有助于完善弓网电弧研究手段和分析理论体系，为降低弓网电弧危害、提高弓网服役性能、推动高速铁路发展提供科学的依据。本文基于莫尔偏折光学诊断技术，

8、阐述了其基本原理、推导了相关的理论计算公式。根据模拟场的重建结果，比较分析了不同重建算法的准确度。通过建立的等离子体物理方程，确定了折射率与温度和电子密度之间的对应关系。搭建了莫尔偏折诊断系统，推算了实验平台空间分辨率。针对莫尔图像的处理，分别论述了条纹骨架提取法和傅里叶变换法的原理与流程。重建了蜡烛的燃烧温度场，验证了实验诊断方法与数据处理的正确性。