直流开关是人们日常生活中不可或缺的电器元件,由于其性能卓越、结构简单、造价便宜而得到了普遍的应用。但近年来,随着科学技术的快速发展,对其性能也提出了更高的要求。如何使电弧快速熄灭,提升电器可靠性,已成为目前研究的重点问题。因此,研究直流电弧在旋转分离下的运动特性,对于缩短燃弧时间,提升直流开关寿命和可靠性具有重要的理论及实际意义。为了更好地研究旋转分离对直流电弧运动特性的影响,针对不同介质设计并搭建了旋转电弧同步数据采集平台,分别进行不同触头运动方式下的拉弧实验,结合张正友标定法和图像处理技术,对采集的电弧图像进行特征信息提取,对电弧形态、弧根位移、能量分布进行了较为详细的分析。当介质为空气时,研究结果表明,采用旋转分离方式时,在燃弧初期间隙中存在更多的金属蒸气,使得电弧亮度增加,电弧高温区域面积较大;进入燃弧中期后,旋转运动使得阴、阳极弧根错位,促进了阴极弧根的分裂,弧柱在空间中频繁“摆动”,促进了弧柱外围粒子的扩散速度,电弧电压上升速度加快,转速越高现象越明显。当保持旋转速度不变,直线速度由0.6m/s提升至0.7m/s时,阴、阳极弧根错位现象更加明显,弧根分裂频率提升。在相同时间内开距更大,间隙中涌入更多的空气介质,增大了空气介质与弧柱的接触面积,进一步加快了电弧能量的散失。当介质为真空时,研究结果表明,采用平板触头进行旋转分离实验时,在燃弧初期,弧根直径和弧柱亮度明显增加。在燃弧中期,电弧弧根频繁分裂,能量流失速度较快,电弧中、低温区域面积扩散速度较快,电弧形态转变为扩散态的时间更短。将触头更换为磁控杯状触头后,在燃弧初期,起弧点数目明显增多,在旋转分离方式下起弧点分布更加分散,分散的弧根最终会聚集成一个较大的弧根,期间电弧面积持续上升,弧根在触头表面快速移动,导致所拍摄电弧图像亮度频繁变化,出现“闪烁”现象。