电弧作用下铜钨触头材料表面特征及失效机理

阐述了型式试验后铜钨触头材料表面特征,得出铜钨触头材料在电弧作用下产生龟裂纹、裂纹、铜液态孔的主要失效机理及原因,并提出增加触头寿命的措施。     

钨粉粒度及组成对铜钨触头抗电弧烧蚀性能的影响

铜钨合金是高压开关电器中的重要触头材料,铜钨触头的抗电弧烧蚀性能是衡量触头优劣的重要指标。本文采用熔渗法制备了三组铜钨合金,研究了钨粉粒度及组成对合金金相组织、力学物理性能及抗电弧烧蚀性能的影响,分析了影响铜钨触头抗电弧烧损性能的原因。     

铜钨触头电烧蚀机理探讨

通过扫描电镜、三维显微镜等设备分析CuW触头开断后的烧蚀形貌,讨论了CuW触头通电时烧蚀机理。分析结果表明,CuW触头在开断烧蚀时,烧蚀位置优先出现在Cu聚集区域。而裂纹的形成由触头表面的电弧高温侵蚀引起,而微裂纹在反复电弧烧蚀作用下将成为触头失效的根源。     

铜钨触头材料电弧侵蚀表面形貌分析

用扫描电镜和x射线能谱仪观察了大电流电弧侵蚀后的铜钨触头表面,分析了触头的电弧侵蚀形貌特征及其形成原因。并探讨了钨粉粒度对铜钨触头电弧侵蚀的影响。     

CuW触头着色探伤缺陷的研究

重点研究了CuW触头产品着色探伤缺陷的种类、缺陷材料机械性能、缺陷材料断口形貌宏观分析,提出了CuW触头着色探伤缺陷的判定原则和方法。材料性能试验结果表明,着色探伤缺陷产品中具有CuW疏松、CuW-Cu界面裂纹、Cu端裂纹和Cu端疏松缺陷的材料其抗拉强度、硬度低于无缺陷材料,不符合CuW触头的技术要求;具有CuW-Cu界面气孔缺陷的材料其抗拉强度与无缺陷材料相当,符合CuW触头的技术要求。通过对CuW触头着色探伤缺陷断口组织形貌宏观分析,发现着色探伤缺陷部位是CuW触头的内部缺陷组织,材料缺陷具有一定的深度,在材料受力时预先开裂,产生了应力集中,减少了材料的受力面积,使CuW触头的机械性能降低,这是导致CuW触头着色探伤缺陷机械性能低的原因。     

知识窗

触头　 contact机械开关电器中的接触元件。当其接触时接通电路 ,操作时因其相对运动而断开或闭合电路 ;或靠其转动或滑动保持电路接通。同义词　电触头 ;触点主触头　 main contact机械开关电器主电路中的触头。在闭合位置时承载主电路的电流。弧触头　 arcing contact旨在其上形成电弧的触头。弧触头可兼作主触头 ,也可设计成单独的触头 ,以保护承载工作电流的触头免受电弧侵蚀。辅助触头　 auxiliary contact机械开关电器辅助电路中的触头。它与主触头同时动作。滑动触头　sliding contact触头间相对运动是沿着与触头表面平行方向滑动的…     

CuW和CuMo触头在DC 200～500V时不同气氛中表面劣化研究

触头的劣化程度与触头材料、环境气氛种类、触头的闭合速度及关合压力等许多因素有关。本文利用触点模拟装置,在直流电压200～500V,阻性负载电流40～150A,环境气氛为Air、N_2、CO_2、O_2、Ar、0.5CO_2+0.5Ar条件下对CuW70与CuMo85触头开展实验研究,用扫描电镜和x射线能谱仪观察了上述实验后的部分CuW70、CuMo85触头表面,分析了各气氛中触头的电弧侵蚀形貌特征及其形成原因,不同气氛中表面劣化规律的研究对于新型触头材料的开发与电器可靠性的提高具有重要意义。结果表明CO_2条件下触头表面变形面积最小,N_2、Ar中触头表面较平整,不同气氛中阳极触头表面产生裂纹的数量从多到少排序为:CO_2AirO_2ArN_20.5CO_2+0.5Ar,N_2、Ar中阴极触头表面出现大面积Cu富集现象。     

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的试验研究

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的研究对于探究触头性能退化及失效机理具有重要意义。针对稳态电弧作用下的触头烧蚀特性展开了试验研究。采用触头开距可调的电弧试验系统进行了不同稳态电弧电流下的烧蚀试验,得到了触头烧蚀量和表面形貌的变化。结合试验结果分析了稳态电弧大小对于触头侵蚀和材料转移的影响。     

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.     

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。     

开关电器触头接触电阻测量方法的比较

触头接触电阻的的测量方法甚多,本文所述的是工厂对产品的出厂试验和型式试验所用的测量方法的比较。文中介绍了触头接触电阻的特点、触头接触电阻与开关电器工作状况的关系及三种接触电阻测量方法的比较。     

铜钨(70)自力型触头的研制

本文对CuW（80）／CrCu与CuW（70）／CrCu两种自力型触头界面结合强度作了比较。研究了不同W粒粒度对CuW（70）硬度、电阻率、抗弯强度及抗电弧烧损性能的影响，用扫描电镜观察了触头烧损后的组织结构。阐述了电子束焊接方法的优点，探讨了焊后的检验手段。制造的CuW（70）／CrCu自力型触头装于ELF．SL2－1Ⅱ断路器上，通过了全部开关试验。     

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。     

高压开关触头的焊接

高压开关合金触头材料主要有铜～钨、银～钨、铜～石墨等,都是采用粉末冶金方法制成的,具有良好的导电性及耐电弧能力,但可焊性较差。多年来,开关行业较多的使用手工气焊方法焊接触头,效率较低,劳动条件比较差,质量也不够稳定。文化大革命的胜利,促进了生产的发展,我国高压开关生产也大幅度提高。合金触头焊接各厂一直在努力研究,都积累了很多     

特高压系统用电容器组开关弧触头失效分析

为了提高特高压系统用电容器组开关弧触头的使用寿命,在拟工况环境下对其进行电寿命实验,发现Cu W/Cu Cr弧触头在近千次开合实验后失效。通过对失效前后弧触头的形貌、成分、组织及性能变化进行分析研究,寻找影响弧触头使用寿命的主要因素。结果表明:特高压系统用电容器组开关弧触头除电弧烧蚀引起弧触头失效外,机械磨损及挤压变形也是影响其使用寿命的关键因素。因此,协同提高耐电弧烧蚀、抗机械磨损及挤压变形的能力是制备高电气寿命触头材料的关键。     

我国电触头行业面临新的挑战

AgCdO触头材料是一种多用途的触头材料，由于它具有耐电弧、抗熔焊、耐电气和机械磨损、耐腐蚀和既稳定又较低的接触电阻以及良好的加工性和可焊性等优点，能满足低压电器对触头材料多方面的要求，因而得到了广泛的应用。AgCdO触头主要是用在各种类型的交流接触器、继电器、照明开关、线路保护开关、故障电流开关、辅助开关中，也可用在部分塑壳断路器等电器中，其应用电流范围从几安到几千安，被称为“万能触头”。     

脉冲电弧对钨铜电极表面侵蚀形态的研究

基于热传导观点,选择了具有高熔点的金属钨和具有良好热传导性能的金属铜作为强脉冲电流放电开关,试验验证了在总转移电荷量一定的情况下,开关电极的侵蚀量和电极表面的侵蚀形态与单次电荷的转移量直接相关;从力学和热学观点出发,结合钨铜材料的制作工艺,分析了脉冲电弧和电极之间的作用机理,认为在脉冲电弧作用下,钨铜电极表面裂纹与材料中的孔隙有关。     

Bi对AgSnO_2触头材料接触电阻的影响

AgSnO2是最有可能替代AgCdO的触头材料,但AgSnO2在使用过程中存在接触电阻过高的缺陷。如何降低AgSnO2的接触电阻是本文重点讨论的问题。首先利用粉末冶金法制备AgSnO2Bi2O3和AgSnO2两种触头材料,并对两种触头材料进行了电弧实验,通过扫描电镜对触头材料电弧侵蚀后的形貌进行了观察和分析。然后,通过润湿性实验,测量了AgSnO2和AgSnO2Bi2O3两种触头材料的润湿角。结果发现,Bi元素的加入改善了Ag液对SnO2的浸润性,使润湿角减小,从而使AgSnO2Bi2O3经电弧侵蚀后表面形成河流状组织,避免了SnO2富集在触头表面形成绝缘层。最后,通过电性能实验验证了AgSnO2Bi2O3的接触电阻小于AgSnO2的接触电阻。通过以上实验证明,Bi元素的加入达到了降低AgSnO2触头材料接触电阻的目的。     

中频开关电器触头材料耐弧侵蚀试验测试系统设计

介绍了变频下开关电器触头材料耐弧侵蚀试验测试系统设计.阐述了试验方法、设备、内容和步骤.该测试系统将对触头材料电弧侵蚀机理研究提供帮助.     

CuW电触头材料研究综述

CuW电触头材料密度大、膨胀系数小,且具有良好的导电导热性,因此被广泛应用于开关电器领域。本文回顾了CuW电触头材料的发展历史,从制备工艺和优化改性两方面对国内外研究进展进行了总结,分析了国内外CuW电接触材料各种制备技术的优缺点及使用条件,最后提出了CuW电接触材料今后的发展方向,以期为CuW电触头材料的发展提供参考。