气氛对继电器触头性能影响研究综述

研究了N2、SF6、H2等气体对接触电阻、触头侵蚀量及燃弧时间的影响,分析了气压变化对触头燃弧时间的影响规律,介绍了部分有机物对触头电寿命的影响。     

CuW与CuCr等触头材料在DC270V/100A下非对称配对时的电接触实验研究

本文利用触头材料模拟实验装置,在直流电压电流为DC270V/100A,环境气氛为空气与氮气的情况下,开展了Cu Mo85、Cu W70和Cu Cr50三种触头材料对称和非对称配对时的触头抗熔焊能力、分断燃弧时间及侵蚀量实验研究。实验表明,Cu W材料具有很好的抗熔焊能力,但其燃弧时间和抗侵蚀能力不一定有优势,各种材料配对在空气中的燃弧时间、侵蚀量及抗熔焊能力大小顺序与氮气中存在较大不同。     

基于50和400 Hz的开关电器触头材料耐弧侵蚀试验分析

基于相同的50 Hz、400 Hz频率及试验电流条件,介绍了常用开关电器触头材料在通断过程中特性参数的统计数据和变化规律,给出了试验总方案,分析了各种触头材料的燃弧能量及时间、熔焊力、接触电阻、电弧长度等性能。试验结果表明,频率为400 Hz时触头材料耐弧侵蚀能力较50 Hz更好。     

非对称配对触头材料的电性能试验研究

为进一步了解不同材料配对时触头电性能的优劣,本文开展了AgNi、AgCdO、AgSnO_2及其不同配对的抗熔焊能力、侵蚀量、燃弧时间等试验,利用SEM分析了材料表面成分变化规律。研究表明非对称配对触头在抗熔焊、抗侵蚀、燃弧时间等方面呈现"优化效应"、"劣化效应"、"中间效应"等多种模式。     

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。     

低压交流阻性负载条件下AgSn02触头材料抗电弧侵蚀性能研究

利用小容量触头材料试验与测试系统,在低压交流50Hz、220V、15A、纯阻性负载条件下,对分别采用混粉、化学和雾化工艺制备的添加WO3.、Bi203.、CuO或In203微量添加剂的8种AgSnO2触头材料进行了45000次连续通断试验,并对试验过程中的燃弧能量、熔焊力、燃弧时间、静触头温度和接触电阻等参数进行了测量;采用电子分析天平称取了试验前后动、静触头的质量,采用SEM和EDS观察和分析了8种AgSnO：铆钉触头试验后的表面形貌与特殊区域的微区成分;探讨了制备工艺和微量添加剂对AgSnO：触头材料抗电弧侵蚀性能的影响。     

交流接触器触头材料电性能模拟试验研究

触头材料的电性能是决定交流接触器电寿命的关键。应用开发的电性能模拟试验装置,以电寿命试验方式比较了AgSnO_2和AgCdO触头材料的燃弧时间、燃弧能量和接触电阻,进而应用SEM/EDX和光学显微镜观察分析了材料表面和断面的微观烧蚀状态,以及产生的物理机理。     

低压电器用稀土合金触头材料的电性能测试

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag/SnO2-La2O3-Bi2O3,并用电接触触点材料综合参数测试仪对其电性能进行测试。通过试验得到了燃弧能量、时间曲线。将结果与Ag/CdO的燃弧能量、时间曲线进行了对比。     

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。     

基于触头分断/闭合电流波形的电寿命预测

针对触头材料的寿命预测主要基于磨损量和电流的关系,提出一种新的触头材料电寿命诊断预测方法,即通过分合电路操作过程中的电弧电流的时序特征变化来预测剩余寿命.对AgSnO2,AgNi10,AgNi0.15三种触头材料进行了寿命试验,采样了电流、电压信号并分析了分断燃弧时间、接触电阻等参数.     

交流接触器触头材料电性能的分析

电触头的性能直接影响着接触器的可靠运行。利用电接触触头材料综合参数测试仪对交流接触器触头材料的性能进行测试。通过试验架台模拟触头在闭合、开启过程中触头的动态变化,得到了打开、闭合时的燃弧能量、时间曲线,接触电阻、弹跳次数和熔焊力曲线。通过试验确定各种因素对交流接触器触头材料性能的影响。     

50Hz和400Hz下银镍合金触头材料电弧侵蚀研究

为研究低压、小电流、纯阻性负载下银基合金触头材料在交流400Hz的电弧侵蚀特性,通过研制的小容量可变频ASTM触头通断微机测试系统、SEM和EDAX,测量与分析了50Hz和400Hz下触头开断过程中AgNi、AgC和AgW触头材料燃弧特征值,分析了AgNi触头材料的表面形貌与微区组份,探讨了50Hz和400Hz两种交流频率下AgNi合金触头材料电弧侵蚀的成因。     

CuW触点在不同环境气氛下燃弧时间和侵蚀实验研究

密封开关装置中的环境气氛对降低燃弧时间和触点侵蚀有重要影响。为了更好地了解气氛对燃弧时间和触点侵蚀的影响,文中利用触点模拟装置,在直流电压200~500 V,阻性负载电流40~150A,环境气氛为Air、N_2、CO_2、O_2条件下对CuW70触点开展实验研究。结果表明当电压增大时,不同气氛的分断燃弧时间顺序发生变化,O2总是具有最长的分断燃弧时间,在200~300V的情况下,N_2的分断燃弧时间比CO_2的更短,而在400~500V的情况下,CO_2的分断燃弧时间比N_2的更短。实验结果还表明阳极在所有气氛中都为质量损失,阴极在Air和N_2中为质量损失,但在CO_2和O_2中质量增加。     

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。     

不同添加剂对AgSnO2In2O3触头材料电性能的影响

采用内氧化法工艺制备了不含添加剂及分别含添加剂CuO或TeO2的3种AgSnO2In2O3触头材料。应用模拟继电器试验设备检测了这3种材料在AC230 V、25 A阻性负载条件下的电寿命、熔焊力、电弧能量、燃弧时间、质量侵蚀率等相关电性能参数,并对检测结果及试验后铆钉触头样品进行了分析。研究发现:与不含添加剂的AgSnO2In2O3材料相比,添加剂CuO对材料的电寿命影响不大,而添加剂TeO2明显提高了材料的电寿命;含添加剂的两种材料的熔焊力和电弧能量均有了不同程度的降低,但它们的质量侵蚀率却明显增加。     

石墨添加剂对AgNi触头特性的影响

本文评价了石墨含量为０．５和１．０（ｗｔ％）的ＡｇＮｉ１０触头的电气特性。对粉末冶金法制备的触头样品进行了静态燃弧、２００Ａ电流熔焊的试验，还在一个商用继电器中进行了交流、１００Ａ寿命试验。当电弧能量给定时，ＡｇＮｉ１０触头的最大熔焊强度会随着其中石墨添加量的增加而递减。电弧侵蚀将引起材料损失，含０．５％石墨材料的损失要少于含１％石墨的材料。这似乎是石墨含量增加后使燃弧强度提高而产生的结果。燃弧使     

触头材料及环境气氛对高压直流触头接触电阻影响的试验研究

触头接触电阻是高压直流继电器的关键技术参数之一,环境气氛与触头材料均会对接触电阻造成较大影响。在DC 200～500 V/40～150 A条件下,研究了CuW50、CuW60、AgW60和Cu等4种触头材料在N_2、CO_2等6种环境气氛中的接触电阻。结果表明:6种气氛中O_2接触电阻最大,Air次之,0.5CO_2+0.5Ar基本最小。混合气体Air中的接触电阻多呈"中间效应";材料对接触电阻的影响比气氛弱,4种材料在6种气氛中的接触电阻没有表现出共性的大小顺序规律。     

继电器寿命终了时分断过程中的熔焊现象

触点熔焊是继电器最为严重的故障形式之一。笔者对两种实验样品商用继电器和触点模拟试验装置进行了大量电接触实验,分析了触点熔焊前分断燃弧时间的变化规律,指出熔焊的发生具有随机性和突发性,熔焊发生前分断燃弧时间比较稳定,单纯从分断燃弧时间上很难预测熔焊的发生时刻。最后得出熔焊既可以发生在触头闭合过程,也可能发生触头分断过程。     

空心铆钉触头的操作性能

本文研究了空心铆钉触头用于继电器以节约触头材料的可能性。在现行生产的继电器中，用薄片材料制成的空心状触头取代了标准的实心触头，在相同型式的继电器中对空心和实心触头作了试验比较。按IEC标准规定，对触头的弹跳、温升、分断燃弧时间、分会操作能力、电寿命等运行性能作了评估。结果表明，空心触头具有良好的运行特性，甚至比实心触头更好。试验后的触头表面用显微镜进行观察，展示了在较大的电负载下触头的侵蚀特性。