图5. 电弧间隙上的电压波形的直流和交流分量
然而,当间隙打开且电弧持续发生时,可以看到间隙上的压降约为20 V。此电压保持不变,随着间隙增大,其上的电压会提高。在某一时间点,电弧不再继续发生,间隙上的电压回到设定值。
对电压波形交流性能的进一步分析可揭示更多信息。当间隙闭合且没有电弧时,电压波形上出现瞬变,如图6中红圈区域所示。
图6. 电弧间隙上电压的交流分析
当电弧燃起并持续时,又出现一个瞬变。随着间隙进一步打开,最初高频分量的幅度看似较低,但随着间隙变宽,其幅度也增大,直至间隙过宽(100 V/14 A为14 mm)导致电弧不能维持自身而停止。当电弧停止时,再次出现一个高瞬变。
对流过系统的电流的进一步分析显示:当电弧存在时(图8),系统中存在高频成分;当电弧不存在时(图9),这些信号也不存在。
图9. 有电弧——有高频成分
频谱分析
对电弧频谱进行分析也是有意义的。
图10. 电弧电流频谱
图11显示了系统中存在电弧时的频谱。它在系统的基本电平以上是可见的。频率较低时,电平较高,更易于检测,但在这种较低电平时,存在系统开关元件,需要予以滤除以便检测电弧特征。在频率范围的较低区域可能需要使用较高分辨率的ADC。