大型银-钨、铜-钨电触头的研制

银-钨、铜-钨合金是一种具有一定导电能力,导热能力同时又具有抗电弧,耐磨损,耐高压的材料。银-钨合金常用作高负荷电开关的触头,如接触压力较大,容量较大的磁力起动器、转换开关,空气断路开关等。铜-钨合金特别适用于高压油开关和电镦抗触头。Cu-W80,又是一种优良的电火花加工电机材料。     

电器开关触头间的接触电阻分析

阐述了开关电器触头的接触电阻增大的原因及由此产生的后果,介绍了测量触头间接触电阻的方法,并提出了限制触头接触电阻增大的措施.     

直流电弧对制备工艺和添加剂不同的Ag/SnO2触头材料的侵蚀研究

利用研制的小容量ASTM触头模拟动作与电性能测试系统,在直流14V、10A、灯负载条件下,对采用雾化法、混粉法和化学法3种制备工艺,添加WO3、Bi2O3、CuO与In2O3微量添加剂的8种Ag/SnO2触头材料,分别进行了45,000次连续通断试验.期间测量了8种Ag/SnO2触头材料的质量、燃弧能量、熔焊力、燃弧时间、触头温度和接触电阻,用SEM和EDAX测量与分析了8种Ag/SnO2触头材料的表面形貌与微区组份,对比分析了直流电弧对继电器环境下采用不同制备工艺和微量添加剂的Ag/SnO2触头材料的侵蚀性能.     

科技成果选载

AgCdO_12/Ag电触头材料及产品的研制 含有添加元素AgCdO_12/Ag的内氧化电触头材料,具有接触电阻低、温升低、抗熔焊性能好、抗电烧损和电寿命长等优点。触头产品在国家定点的北京低压电器厂低压电器研究试验站的CJ10-40交流接触器上,通过了全部性能试验。其中电寿命超过CJ10-40的25％,达到了国内先进水平。 该材料可广泛用于继电器、接触器、开关等触头,节约了贵重的银资源;用于CJ10-40节银20％。     

开关电弧材料侵蚀研究

根据电接触与电弧理沦,对开关电器常用的银基触头材料的电弧侵蚀现象做了试验研究,通过对试验后触头表面的微观分析得出了一些有参考意义的结论.     

交流继电器熔焊现象实验分析

为分析交流继电器的熔焊现象,利用自制实验装置开展了交流继电器的熔焊实验.研究结果表明:电寿命实验中继电器接触电阻波动较小.电寿命初期继电器闭合电弧能量和燃弧时间较小,在电寿命末期出现了触头闭合弹跳现象,导致闭合电弧能量和燃弧时间明显增加.闭合电弧的燃弧时间及电弧能量局部稳定.电弧侵蚀造成触头表面形貌恶化是导致触头熔焊并失效的主要因素.研究结论有助于交流继电器的优化设计,减少交流继电器熔焊现象的发生.     

银—氧化锌电触头合金的组织和性能

本工作研究了添加元素Te、In、Sn、Al和Ni对内氧化Ag-4-8.5wt％Zn合金组织和性能的影响。少量Te或Te、In、Sn均能改善合金组织状态,使合金中氧化物呈粒状而且分布均匀;Al、Ni则不能改变这类合金中氧化物的针状特征。结果指出,添加适当的元素和控制ZnO含量能获得高抗熔焊性、高抗腐蚀性和低的接触电阻等开关特性优异的触头材料。     

电触头表面裂纹扩展机理研究

采取不同电流等级及不同触头闭合压力,对银基触头材料表面的裂纹扩展现象进行了分析研究．通过实验分析证实,电弧能量和触头闭合压力是造成触头材料表面产生裂纹的重要原因．同时,给出了触头材料在电弧能量和触头闭合压力双重载荷作用下裂纹产生与扩展的条件．     

三标度层次分析法模糊评判触头材料的抗电弧侵蚀能力

针针对触头材料电弧侵蚀评判过程中的权重计算问题,介绍了一种基于0-0.5-1互补型三标度层次分析法.通过建立优先评价矩阵,并经一系列转换得到互反型模糊一致性判断矩阵,分别利用和行归一法和特征值法来确定因素的权重.将该方法用于触头材料抗电弧侵蚀能力模糊综合评判系统,并对AgCdO、AgZnO、AgNi、AgSnO2、和AgC这五种典型银基触头材料在弱小电流作用下的抗电弧侵蚀能力进行了二级模糊综合评判计算.通过计算得出五种材料的抗电弧侵蚀能力由强到弱依次为:AgSnO2 > AgCdO > AgNi > AgZnO > AgC.计算结果与实验结果基本一致,从而验证了该方法的可行性.     

电弧力对触头表面形貌特征的影响

根据触头材料电弧侵蚀的开断实验及实验后触头表面的微观分析,发现触头表面电弧侵蚀形貌特征与电弧力有直接关系。通过进一步研究,提出了电弧力是导致液态金属流动和形成液态喷溅状、斑点状形貌特征的主要原因,并进行了深入的理论分析。     

KY-Ⅱ型可移式测试台

针对ZKT-Ⅱ真空防爆开关综合试验台体积大,不可移动,不能方便现场测试防爆开关,对其进行优化设计,对CR-100A接触电阻测试仪和JT-2型接触器三相同步测试仪进行合理组合,制作了KY-Ⅱ型可移式测试台,具有可移动便携性,可以测试电合闸真空接触器及手动合闸断路器的三相分合闸动作时间,同步时差,触头弹跳等各项参数,同时试验台还配备接触电阻测试仪,方便现场测试。     

分断电弧燃弧时间研究

电弧是造成高、低压开关电器触头故障的主要因素,本文主要从电弧的产生过程和产生原因出发,分析总结了热效应、电流、电压、分断速度等因素对金属相电弧和气相电弧燃弧时间的影响规律。     

断路器主触头导电性能状态监测方法的探讨

断路器在正常工作时的电流主要是从主触头流过,当电流流过导体时发热是不可避免的,随着断路器寿命的延长,主触头的机械磨损和电磨损逐渐积累而表现为接触电阻不断增大而使断路器的主触头温度不断升高。本文提出一种思路,即通过断路器的外壳温度、环境温度和负荷来推测断路器主触头的导电状况,计算主触头接触电阻,从而间接了解断路器主触头导电情况,实现对断路器主触头的监视。     

真空开关操作过电压的产生及预防

真空型开关由于具有体积小,重量轻,适宜频凡操作、无吸合燥声的特点,另外,由于真空管内部触头的工作环境在真空状态下,熄弧能力强不易产生电弧,而且具有很强的断流能力,因此触头的使用寿命长,运行维护方便。目前在我公司井下的高压开关、低压负荷开关、以及低压馈电开关,普遍采用真空型开关。但当开断空载变压器或电动机时,真空开关的熄弧能力会使励磁电流在自然过零点前被截断,这样会产生很高的操作过电压。这种操作过电压,对变压器或电动机的绝缘有很大的危害。必须采取措施加以限制,从而保证电动机和变压器的安全运行。     

分断电弧对触头材料侵蚀的研究

本文主要研究电流在200A以下,银基材料的触头在分断电弧作用下的侵蚀机理和规律。为此进行了对称配对和非对称配对触头分断正弦半波和交流电流的试验研究.根据电弧和电接触理论,结合试验结果,分析了影响材料侵蚀的各因素,得出材料侵蚀是电弧、电极和环境三方面的热——力效应的结果.显著材料转移的原因主要是两电极上侵蚀率和迁移率的不对称,在不同条件下可有多种材料转移分量,同时还存在电极特性影响电弧的多种作用.本文提出了有电极喷流时的几种侵蚀模式和分断时的模式简图.探讨了电极材料液态喷溅机理和发生喷溅的条件,提出存在中心和边缘两种喷溅形式。本文还推导了电极喷流的近似计算公式.     

电触头材料转移方向反转及电弧转换的突变模型

对电弧作用下电触头材料转移方向反转及金属蒸气电弧向气体电弧的转换虽进行许多试验研究.但是至今尚没有应用系统科学的观点加以描述.本文首次在电接触研究中应用突变理论的观点,建立了材料转移方向反转的尖点突变模型,指出存在两种不同类型的反转模式;借助蝴蝶型突变分析了从金属蒸气电弧向气体电弧转换的条件及其规律,论述了电源电压、电弧电流、负载电感、触头间隙等参数对转换的影响,从而使得预见和控制金属蒸气电弧向气体电弧的转换成为可能,并指出在一定条件下,存在折衷电弧.     

电弧作用下银基触头温度场的有限体积法分析

推导了电弧热流密度关于电路电压和电流的数学表达式.基于有限体积方法和显热容法,对银基触头材料受电弧作用的温度场进行了数值分析.计算中有效处理了复合触头材料的物性参数,分析了触头材料熔池的特征.计算表明:在相同条件下,纯Ag触头材料的熔化面积最小,而AgZnO(10)触头材料的熔化面积最大;熔池大小随电压和电流的增加而增加,但电压的影响更为显著.     

手车式高压真空断路器触头在线温度监测方案的设想

手车式真空断路器的触头在长期运行中,因老化或接触电阻过大而发热,导致停电事故。把温度传感器埋入断路器触臂靠近梅花触头的部分,通过小CT线圈和信号转换及发射模块、接收模块和处理单元把接收的信号进行放大和处理,当触头温升异常时发出相应报警、启动风机或跳闸指令。     

AgNi触头材料电弧侵蚀形貌的类型及其形成机理

在CKS触头材料试验机上,对不同Ni含量的AgNi触头材料作了分断试验,试图解释在电弧侵蚀过程之后.由分断电弧引起的各种表面形貌形成的机理.首次探讨了由单次分断电弧烧蚀成的阳极和阴极表面的侵蚀形貌特征,归纳了由单次和多次电弧烧蚀引起的8种表面形貌类型,解释了这些表面形貌类型的形成机理和在电弧侵蚀过程中的作用.     

纳米掺杂Ag/SnO2触头材料的制备及电弧侵蚀性能研究

以CuO和La2O3为掺杂剂,采用高能球磨法制备掺杂纳米SnO2粉体,再采用热挤压工艺制成银含量88%的纳米掺杂Ag/SnO2触头材料,利用扫描电子显微镜、电导率测试仪、显微硬度计对该触头材料进行了微观组织表征及性能测试,随后,利用该触头材料在10A交流电流条件下进行电弧侵蚀性能测试.结果表明,触头材料中氧化物在银基体上分布均匀;Ag/SnO2触头材料的密度、硬度和电导率分别为9.704 1g/cm^3,104.2和75;电弧烧蚀速率为103.65μg/C,并研究了熔层表面的微观组织结构.