真空开关触头材料低截流、高抗焊的理论研究

分析了触头截流产生机理，研究了截流与熔焊模型，讨论了触头材料特性与触头截流、熔焊的定量关系。研究结果表明，低截流与高抗焊在对触头材料性质的要求上不尽相同。增大材料的值对提高触头的抗熔焊能力和降低截流均有益处；但减小ｍａ仅仅对降低截流有利，却易于造成熔焊发生。     

AgNi等触头材料的表面劣化研究

介绍了触头材料静熔焊实验结果，分析了材料表面的成分变化规律和形貌状态，指出在静熔焊条件下，接触熔化区中的低熔点金属含量与其原始含量相比明显增多，而高熔金属含量减少，对于含Ｗ很高的ＡｇＷ材料，其熔区表面呈颗粒状，而ＡｇＣｕ熔区呈水纹状，探明了熔化变形面积与接触加热能量及材料性质参数有关且其变形大小与静熔焊概率大小一致。     

粉末冶金银-钨触头材料接触电阻的改进

DZ10-100安培空气开关类所用触头材料如粉未冶金银-钨合金。它具育耐电弧、迁移小、熔焊趋势小,导电性好等特性。但由于材料中的钨易氧化,在电弧高温中触头表面易形成复杂的氧化物,使接触电阻增加,接触电阻的稳定性降低,触头温升值增高,从而降低了开关电寿命和极限分断能力。     

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.     

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.     

CuCr真空触头材料的抗熔焊性能研究

测定了不同ＣｕＣｒ触头合金的基体强度和熔焊焊缝强度，通过扫描电子显微镜观察了其断口形貌，从而分析ＣｕＣｒ合金中脆性碳化物相对其抗熔焊性能的影响，讨论了碳化物相引入后ＣｕＣｒ合金的抗熔焊机理，同时还讨论了碳化物相对ＣｕＣｒ合金耐电压强度的影响。     

新型真空断路器触头材料Cu—Cr—C的研究

根据合金的微观结构设计思路，采用真空热碳还原法，用国产高氧Ｃｒ粉制备出低氧，优质ＣｕＣｒ真空断路器触头合金，解决了Ｃｒ粉国产化的问题，研究结果表明，加入１％－２％（质量）的Ｃ，大大改善了ＣｕＣｒ合金的抗熔焊性能而又不影响其耐电压强度和分断能力，解决了国内我期未能解决的ＣｕＣｒ合金的抗熔焊问题。     

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％。     

新型真空断路器触头材料Cu－Cr－C的研究

根据合金的微观结构设计思路，采用真空热碳还原法，用国产高氧Ｃｒ粉制备出低氧、优质ＣｕＣｒ真空断路器触头合金，解决了Ｃｒ粉国产化的问题，研究结果表明，加入１％～２％（质量）的Ｃ，大大改善了ＣｕＣｒ合金的抗熔焊性能而又不影响其耐电压强度和分断能力，解决了国内外长期未能解决的ＣｕＣｒ合金的抗熔焊问题．     

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．     

Cu-W-Ni-C触头材料的研制

采用粉末冶金技术研制了Cu-W—Ni—C触头材料,并对Cu-W—Ni—C与Ag-ZnO10触头材料的性能进行了对比和研究·研究结果表明:Cu-W—Ni—C触头材料的密度r≥8.87 g/cm3,硬度HB≥952 MPa,电阻率ρ≤2.45×10-8Ω·m;在相对密度相同时,Cu-w—Ni—C触头材料的电阻率与Ag-ZnO10材料的电阻率接近,而硬度高于Ag—ZnO10材料的硬度;Cu—W—Ni—C触头材料在电力机车电器上可替代Ag-ZnO10材料.     

电弧对银金属氧化物（AgMeO）触头的熔炼和侵蚀特性

在快速试验机上对ＡｇＣｄＯ和ＡｇＳｎＯ２触头材料进行了大量分断电弧侵蚀试验．利用扫描电镜（ＳＥＭ）对熔层表面进行微观测试，并且利用能量扩散式Ｘ射线衍射仪（ＥＤＡＸ）对熔层表面进行成份分析、研究了熔层表面的微观组织结构，分析了触头气孔的形成机理和裂纹的产生原因与抑制途径，探讨了触头的耐电弧侵蚀能力与熔层组织结构的关系．研究发现，随着电弧作用次数的增加，银基触头材料熔层组织结构经历调整态和准稳定态两个阶段，准稳定态阶段中Ａｇ与第二相组元的含量比例稳定在一定范围．     

熔焊工艺对自熔合金涂层组织的影响

利用显微镜和X射线衍射仪对感应熔焊、火焰喷焊、等离子堆焊Ni基自熔合金涂层的金相组织、结合面形态、涂层微区成分及焊层合金化学成分进行了分析。研究结果表明，感应熔焊涂层与基体界面出现了白亮带，焊层底部形成了明显的针条状组织，并且涂层中部w（Fe）整体高于粉末本身；火焰喷焊层得到均匀一致的奥氏体和碳化物共晶析出物，涂层与基体也属于冶金结合，扩散熔合区w（Cr）和w（Ni）较感应熔焊涂层的有所降低；等离子堆焊层在快速冷凝过程中生成了树枝状结晶组织，焊层中的C、B、Si、Cr等元素烧损率以等离子堆焊最大，火焰喷焊重熔次之，感应熔焊最小；感应熔焊对基体与涂层界面处Fe原子的激活度最大。     

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。     

真空开关的现状与发展

总结了真空开关灭弧的结构设计，介绍了目前真空开关中常用触头材料的性能要求和ＣｕＣｏＴａ等新触头材料的研究情况，针对真空开关易产生的电压现象，探讨了限制过电压的装置及采用低过电压触头材料来限制过电压的方法；最后介绍了国外真空开关的新成就以及其小型化、大容量、高电压、代过电压和智能化的发展趋势，指出我国真空开关发展较为落后，与世界先进水平相比存在较大差距，倡导大力发展真空开关技术，广泛使用真空开关。     

基于MIKE11的合流制截流倍数优化

文章以安徽阜阳地区界首市界临河为例，以化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮为指标，按照排放的污水水质、污染物质量浓度差异，将研究区域划分为工业区、居民区、城中村3个区域，采用取最值法，将区域内溢流口概化为连续恒定的污染源，并设计分质截流倍数，建立MIKE11水动力水质模型；从降低河流中污染物质量浓度、提升动态水环境容量2个方面，对比分质截流与传统截流的截流效果。结果表明：采用传统截流倍数时，界临河中河长制断面处，ρ_COD、ρ(NH₃-N)分别降低28%、25%;采用分质截流倍数时，ρ_COD、ρ(NH₃-N)分别降低39%、32%;在COD和氨氮的动态水环境容量方面，分质截流比传统截流分别提升30%、16%,可见分质截流对河流水质改善效果优于传统截流。研究结果可为老城区截流式合流制排水系统改造提供参考。     

小电流真空电弧不稳定性及截流的试验研究

通过试验研究了小电流真空电弧不稳定时电弧电压、电弧电流的高频变化过程，观察到电弧不稳定过程中存在许多不成功截断，导致电弧电压和电弧电流波形上叠加高频分量。负载电容、触头并联电容和回路连线电感等对电弧电压、电弧电流的高频过程具有不同的影响；也影响真空开关的截流值。     

截流过电压引起的主变后备保护动作事故分析

真空断路器是一种触头在真空中断开的新型断路器,往往在断开小电感电流时会产生较高的截流过电压,大大超过被断开设备的绝缘水平。本文阐述了变压器后备保护在真空断路器设备中的应用、何为截流过电压,并针对其原因提出了防范措施。     

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.     

电触头表面裂纹形成及扩展的能量平衡方程

采用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。建立了电弧作用下电触头表面裂纹形成及扩展的能量平衡方程在此基础上,给出了电触头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临界条件。