真空断路器的分断能力与触头几何形状的关系

触头系统的特性与结构对真空开关的分断能力影响甚大。除选择适宜的触头材料外,设计有利的触头形状将会影响触头的载流能力、腐蚀速度、分断能力与介质特性。本文研究内容是触头形状对真空分断能力的影响。极限分断电流是随触头外径尺寸加大而增加,分断能力受触头表面的热负荷所限制。一方面为了取得整个触头表面的最均等的利用,可促使收缩电弧运动的方式加以改善,另一方面则采用带轴向磁场的触头方案。有利的分断能力并不意味着结构的相应复杂。     

接触器可靠性设计的软件实现方法

触头侵蚀是指触头在分断或闭合电路的过程中，由于机械的撞击和摩擦、化学的腐蚀、电弧与火花的烧蚀造成触头金属损失或材料定向转移的现象。近年来，由于对触头电弧侵蚀机理的研究，利用开关分断整个进程中，金属相和气相电弧两个不同过程，触头材料在阳极和阴极转移方向相反的现象，通过控制分断相角和燃弧延续时间，可实现触头材料的零磨损。     

W-Cu触头材料的电寿命研究

研究了W-Cu系列触头材料的电弧烧损规律。触头材料的电弧烧损随开断次数的变化分为老炼、稳定和失效三个阶段，其中稳定阶段的长短是影响电寿命的决定性因素。还发现蚀头材料的电弧烧损主要是触点在断开和闭合的过程中，产生电弧或其它放电现象的热效应所造成的。材料的比热容、密度、熔点和电导率决定触头的电寿命。     

磁场作用下直流电弧分断特性及触头侵蚀的研究

直流电弧作用下，触头侵蚀现象会对电器接触系统性能产生影响，降低电器使用寿命。为探究触头分断时电弧特性以及对触头的侵蚀过程，本文基于磁流体动力学理论并结合动网格技术，以AgSnO₂为触头材料，建立了电弧-触头多物理场数值耦合仿真模型。分析了恒定磁场下电弧特性随时间的变化过程，并进一步探究了不同磁场强度电弧对触头侵蚀变化规律；考虑触头材料的相变并求解了触头内部温度分布和熔池的形成过程。仿真结果表明，电弧受洛伦兹力作用转移至触头边缘，触头材料温度上升发生相变形成熔池。在一定范围内，随外加磁场强度变大，电弧熄灭速度加快，触头表面熔池域变小。最后，采用粉末冶金法制备AgSnO₂触头材料并进行电弧分断实验，实验所得影响规律与仿真结果较为一致。     

纳米CuCr50触头材料电弧侵蚀特性

近年来,纳米CuCr触头材料在截流水平、耐压能力等方面的表现优于微晶CuCr触头材料。笔者利用真空触点模拟装置和基于虚拟仪器的电器电寿命测试系统,研究了直流低电压、小电流下的纳米CuCr50触头材料的电弧侵蚀量与分断燃弧时间和触头表面形貌之间的关系,同时采用两种微晶CuCr50触头材料作为对比。利用电光分析天平纳米CuCr50触头材料的侵蚀量,利用电子扫描显微镜测量触头表面形貌。结果表明:纳米CuCr50触头材料的平均分断燃弧时间和侵蚀量均高于两种微晶CuCr50触头材料。纳米CuCr50触头表面Cr颗粒细化及均匀分布,有利于分散电弧。纳米CuCr50阴极触头表面电弧烧蚀比较均匀,而两种微晶CuCr50触头阴极表面电弧局部烧蚀严重,出现明显的凹坑侵蚀。     

直流接触器触头电弧侵蚀特性

触头开断过程中会产生电弧,从而导致触头表面被侵蚀,影响其电接触性能。由于直流供电系统不存在自然过零点,致使直流接触器触头受电弧侵蚀影响比交流接触器更加严重。为了研究电弧对触头的侵蚀作用,基于磁流体动力学理论,考虑电弧与触头之间的能量耦合,建立电弧-触头动态耦合模型,研究了电流等级和分断速度对触头电弧侵蚀特性的影响。仿真结果表明：近阳极区电弧温度高于近阴极区电弧温度;电流等级由20 A提高到30 A时,电弧温度和燃弧时间显著提高,燃弧能量增加75.93%,使得触头侵蚀更加严重;触头分断速度由0.1 m/s增加到0.2 m/s时,电压电流的变化率提高,燃弧时间和熔池体积减小,燃弧能量减少47.83%,电弧对触头的侵蚀作用降低。实验结果与仿真相吻合,验证了仿真模型的正确性。     

问与答

问:接触器触头用到什么程度寿命就算终了?答:触头是保证线路可靠接通、载流和分断的一个非常重要的执行元件。完整的一台按触器经过一段时间的使用,由于通断时电弧的作用,触头要磨损和烧毛,同时使触头压力和超程逐渐减小。由于触头压力的减小和表面接触情况的变化,会使接触电阻增加,触头温升提高,在接通大电流时触头可能熔焊。在试验室中目前衡量触头寿命是否终了的办法是将经过一定次数试验的触头表面用     

带有轴向磁场的真空开关触头的电弧形态

一、概述近年来,电压在40kV以下的真空断路器已占有越来越重要的地位。它的高可靠性和无需维修是得益于真空开关原理。在分断电流时,断路器的触头之间就形成电弧,这个电弧与触头材料的金属蒸气及触头几何形状有关。开关管中金属蒸气和金属蒸气等离子体迅速扩散的结果,在电流零点后触头间隙绝缘强度迅速恢复。其短路分断电流的大小不仅与触头材料有关,也与触头几何形状     

电弧理论在万能式断路器灭弧装置中的应用

电路的通断和转换是通过电器中的执行部件（主要是其触头和灭弧装置）来实现的。触头接通和分断电流的过程每每伴随着气体放电现象和电弧的产生及熄灭过程。电弧的出现会延缓电路的分断过程、烧伤触头乃至影响整个电器的寿命,严重时甚至还会引起火灾和人身伤亡事故。本文讨论了电弧的产生原因、形成过程、熄灭方法,     

电弧停滞现象对低压开关电器分断的影响

电弧停滞现象是低压开关电器开断过程中的一个重要现象.电弧停滞时间的长短对低压开关电器的开断性能和限流性能有很大的影响,而电弧停滞时间本身受触头区域的磁场、触头开断速度、触头材料、灭弧室结构与器壁材料、触头形状和表面情况等因素的影响.     

真空电弧作用下触头热变形及破损分析

在大量的试验中发现,真空灭弧室在失去开断短路电流能力时触头表面会发生很大的变形和烧损.本文主要对分闸过程中触头表面受电弧作用下的热变形进行试验和理论推导,同进对影响触头热变形的因素进们分析.     

分断时触头烧损试验法

当低压开关中的触头分断时,在触头之间出现电弧。其结果是触头上局部强烈发热,使表面的触头材料熔融、喷溅和蒸发。多次开闭将引起触头材料损失,其使用寿命受到限制。由于所用贵金属的价格高而且日益稀缺,故材料制造厂力图提高其耐烧损性能和降低贵金属含量。这只有长期地致力于新材料的研究才能实现     

继电器分断电弧持续时间分布规律的研究

利用继电器触头间的电弧持续时间微机测试系统,测试了Ag/Cu(90/10)触头间和Ag镀Au触头问的分断电弧持续时间,得出了这两种触头材料的触头间分断电弧持续时间的分布规律,还分析了触头在同样的分断条件下,分断电弧持续时间出现分散性的几个主要原因。     

可分离电触大的研究成就文献综述

3.2.触头的损坏:影响,直接和间接原因3.2.1.电磨损当切换的电流大时,电磨损是引起电触头损坏的一个重要原因。事实上,触头闭合、断开时所产生的电弧使邻近的金属触头温度升高,而使触头局部熔融和被拉断。这种电磨损所最常用的测量方法是在一定操作次数后测出触头重量。多数情况是将两个触头同时称量,并按一对触头计算磨损量,而不考虑材料从一个触头向另一个触头迁移的情况。已研制出许多装置来研究这种特性     

汽车继电器燃弧时间分析

燃弧时间是影响电弧能量的一个非常重要的参数.电弧的燃烧会造成触头熔焊、侵蚀等失效现象,进而影响继电器的工作可靠性和电寿命.分析了电流、电源电压、电路电感、触头材料和分断速度等是如何影响燃弧时间的,指出电流与燃弧时间之间呈指数或线性关系,分断速度与燃弧时间之间表现为负指数或倒数关系.     

直流继电器电弧电磁辐射模型初探

研究了直流电磁继电器触头分断时的电流变化规律,分析了直流电磁继电器分断电弧在电流呈线性衰减时所具有的特性,即电弧电导率保持相对稳定。根据该特性可将直流继电器分断电弧辐射等效为直导线天线辐射,并在该基础上建立了直流继电器电弧电磁辐射的数学模型。最后,对电弧电磁辐射模型进行了仿真。仿真结果表明,电路参数、触头材料、观测距离以及辐射波长等均会对电弧电磁辐射产生影响。其中,观测距离对电弧电磁辐射影响最大。     

真空触头材料的性能分析比较

1概述触头材料是开关电器中的最关键部件之一。它的好坏直接影响着电器的可靠接通、分断、抗熔焊、截流、耐压、温升、寿命等等。在真空电器中,由于电弧是在来自电极自身的金属蒸气中燃烧,因此触头材料的性能对真空电器运行可靠性的影响更为显著。迄今为止,在新触头材料的研制开发中,国内外仍主要依赖大量的实验筛选和技术人员的经验,对各种可能的金属成分及其所占比例进行实验、筛选,从中找出满足要求的材料。因此分析比较已有材料的应用特性,总结其中规律,对于今后新材料的研制具有一定的参考价值[1,2]。常用于真空开关的触头材…     

触头分断电弧性能测试系统的研制

介绍了研制的触头分断电弧性能测试系统。该系统基于触头材料试验机、工业控制计算机和高速数据采集卡,采用虚拟仪器技术,可在不同分断速度下,对不同触头材料的分断电弧参数进行测量和分析。实验结果表明,该系统具有较高的测量准确度。     

考虑Ag触头蒸发烧蚀条件下的航天继电器分断电弧特性的研究

建立了考虑Ag触头材料烧蚀作用的航天继电器分断电弧的磁流体动力学模型.研究了Ag触头蒸汽和氮气均匀混合且各向同性条件下,静态电弧温度场、电弧电压等特性和Ag蒸汽比例之间的关系.分析了Ag蒸汽通过改变电弧等离子体电导率和热导率从而影响电弧特性的机理.同时,研究了Ag蒸汽在电弧中扩散作用时分断过程中动态电弧温度场、Ag浓度分布及触头烧蚀过程等,给出了分断电流的大小对Ag蒸汽质量浓度及触头单次分断烧蚀量的影响规律.最终,通过拍摄Ag原子发射光强,定性证明了电弧中Ag蒸汽浓度仿真结果的正确性.     

分相式交流接触器的控制技术

为了提高接触器的电寿命、带载能力和分断能力,提出分相式交流接触器控制技术。采用三相接触器分相式控制,在不改变现有小容量接触器结构参数的条件下组成大容量接触器,研制了分相式交流接触器控制器。其具有电流过零点检测功能,可实现主回路三相电流微电弧分断控制,使触头在微弧或者少弧的情况下分断负载电流,且给出分相控制的微电弧分断试验波形。试验结果表明,技术可有效地减少触头的损耗,能提高接触器的电寿命和分断能力。