高压断路器弧触头动态接触电阻研究

SF_6高压断路器触头间的动态接触电阻是反映SF6高压断路器弧触头烧蚀程度的一个重要参数。研究弧触头动态接触电阻与弧触头的烧蚀程度之间的关系具有重要意义。基于电接触理论,建立了一个弧触头动态接触电阻仿真的理论模型。通过开断过程中的弧触头受力情况分析,得出在八触指自力型弧触头模型中,电流小于2 k A时,可忽略各种电动力的影响,只考虑触指接触压力的影响。在这个假设下,文中首次建立了简化的弧触头动态接触电阻的仿真模型。与大量弧触头模拟烧蚀试验结果对比,文中所提出的弧触头动态接触电阻仿真模型,在弧触头接触行程为15 mm以后,仿真结果与试验结果吻合度较高。     

电连接器接触件插拔特性与接触电阻的仿真分析

本文提出了一种基于ABAQUS的电连接器接触件插拔力与接触电阻的有限元仿真分析方法。完成了摩擦系数、过盈量和线簧数对插拔特性的影响分析,进而应用热电耦合仿真技术实现了接触电阻的仿真。所得的结论可为电连接器接触件的设计提供依据,并为接触件的磨损分析奠定基础。     

电接触的接触电阻研究

电接触是研究电连接可靠性的应用学科,接触电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。本文从影响接触电阻的因素以及接触电阻的微观模型出发介绍了最新的研究成果,给出了工程上计算及测量接触电阻的方法,指出了电接触未来的发展方向。     

基于思维进化和L-M法优化BP神经网络的SF6断路器触头电寿命评估

文中分析35 kV SF₆断路器一相触头的动态电阻曲线的特点，提取出主触头接触行程、主触头电阻平均值、弧触头接触行程、弧触头电阻平均值和主触头分离时刻动态电阻极大值5个特征参数，分析得到随着烧蚀程度加深，主触头接触行程和弧触头接触行程减小，主触头电阻平均值、弧触头电阻平均值和主触头分离时刻动态电阻极大值增大。提出电寿命指示参数描述触头状态，采用数值表示法，1表示电寿命完好，0表示电寿命完结。以5个特征参数为输入，电寿命指示参数为输出，基于BP神经网络建立电寿命评估模型。使用思维进化算法优化BP神经网络的初始权值和阈值，使用L-M算法优化BP网络学习过程中的权值调整量，优化后测试集电寿命指示参数的预测误差为0.018 3，相比原始BP网络下降61.31%。最后基于电寿命指示参数提出了触头电寿命的评估分级方法，并给出了对应的检修策略。     

低熔点合金界面填充材料减小电连接接触电阻的研究

针对输配电系统中电连接普遍存在的发热问题,依据接触电阻理论,采用COMSOL Multiphysics多物理场直接耦合仿真分析软件,建立螺栓连接形式的电连接三维模型。对其进行电流-固体传热-层流3个物理场的耦合仿真分析,研究连接材质、接触压力、接触面粗糙度对电连接接触电阻的影响。提出一种新型的基于低熔点合金界面填充材料减小电连接接触电阻的方法,在对多种不同成分的低熔点合金界面填充材料进行润湿性分析的基础上,选择Sn-3.5Ag作为填充材料,并对填充低熔点合金界面材料的电连接分别进行接触电阻测试和温升试验。结果表明,填充低熔点合金界面材料后,其接触电阻可比直接连接和填充电力复合脂连接方法分别减少18.5%和12.6%。     

压接型IGBT器件接触电阻计算及影响因素分析

压接型IGBT器件封装材料间的接触电阻大小及分布规律直接影响其电热分布特性与运行可靠性,然而现有接触电阻计算的方法大都依赖于半经验模型,未能考虑表面形貌参数影响,难以准确表征,该文提出考虑材料表面形貌参数及接触压力影响的压接型IGBT器件接触电阻模型及影响规律研究。首先,基于电接触理论,建立考虑材料电阻率、接触面接触压力、粗糙度及微硬度参数的接触电阻数学模型。其次,通过分析材料表面特性选定接触电阻模型参数,建立单芯片压接型IGBT器件有限元仿真模型计算接触压力,获取器件内部接触电阻分布规律,并通过器件导通电阻测量,间接验证所建接触电阻模型的有效性。最后,分析接触压力、芯片电阻率及表面粗糙度对压接型IGBT器件接触电阻的影响规律。结果表明,相对COMSOL软件内置模型,所建接触电阻模型可更加准确地表征器件内部接触电阻变化规律。相比其他接触面,芯片与钼片间的接触电阻最大,且当接触压力较小时,接触电阻受电阻率、粗糙度及压力的影响更明显。     

电连接器插拔应力下接触电阻分析

电连接器是通过压力接触的连接方式,达到顺利的电气接通。为研究电连接器在插拔应力下接触电阻特性,基于接触电阻理论,采用ANSYS软件对电连接器进行模拟插拔研究,并采用COMSOL软件对接触电阻进行仿真分析。通过实验对比得到电连接器接插件插拔时接触压力与接触电阻呈反比关系,插拔次数与接触电阻基本呈正比关系,但不会在短时间内对接触电阻有较大影响。     

基于电接触元件暂态热路建模的接触电阻测量研究

目前,接触电阻的检测主要是电压电流法或电桥法,其不足是仅适于离线应用。提出了一种在线式的接触电阻间接测量新方法。首先在建立电接触元件的理论物理模型和径向暂态热路分析模型的基础上,推导出热路响应方程;然后再在建立元件轴向热传导数值分析模型的基础上,最终推导出计及温度和电流的接触电阻曲线关系,提出通过曲线的时间常数计算电接触元件的接触电阻。大量的理论分析、计算与有限元分析ANSYS仿真表明,所研究的测量方法可以准确求取接触电阻的值,为电气设备的在线监测和热缺陷分析提供了理论依据。     

接触电阻数学模型研究

本文针对电气设备中两粗糙表面固定接触模式，考虑多斑点及其相互干扰的问题．建立新的接触电阻数学模型，初步实现了电接触现象的计算仿真。     

铆钉电触头接触温升与接触电阻特性研究

铆钉触头材料的接触温升与接触电阻直接关系到电气连接的可靠性.通过设计触头材料电接触试验系统,实现了球-平面电接触对接触温升与接触电阻的测量方法,从而研究了接触压力和电流对于稳定温升和热时间常数的影响.为获得接触斑点的发热状态,应用COMSOL Muhiphysics有限元软件建立了包含触头对、触头夹具及热电偶的多物理场耦合仿真分析模型,根据试验环境确定了仿真边界条件,进而分析了膜电阻、接触压力和电流对于斑点稳定温升的影响.     

接地系统中接触电阻的仿真模型及其影响因素分析

接地装置与土壤间的接触电阻的正确估算,对于提高接地网设计施工水平、合理选择接地导体规格都有重要意义。但其准确值尚无科学的计算方法,所以在实际工程设计中一般无法准确考虑。为此,通过建立一种接触电阻的仿真分析模型,利用有限元工具ANSYS,就不同工况对接触电阻的影响进行了分析;仿真计算结果表明,接地导体规格、土壤特性是影响接触电阻大小的主要因素;为了便于计算复杂接地网的接触电阻,在原模型的基础上建立了一种简化模型;依据简化模型、利用接地分析软件CDEGS对不同接地网的接触电阻进行了计算;最后提出了实际工程中减小接触电阻的方法,为接地设计及施工提供了参考。     

同轴插接器高频接触阻抗有限元分析

采用有限元法模拟发生电接触故障的射频同轴插接器内高频电流的传播过程。计算得到接触电阻、接触电感和接触电容,分析它们随频率的变化关系。提出射频同轴插接器的高频接触阻抗模型,研究它对高速信号传输的影响。通过实验测量腐蚀同轴插接器的接触电阻,提出可以防止射频同轴插接器发生电接触故障的一些建议。     

接续金具接触电阻的现状研究和分析

接续金具在正常工作时,通常要求电接触处的接触电阻小而稳定。从导电斑点、接触电阻模型、表面膜、热效应和测量方法等方面总结了接触电阻的研究现状,并提出配网接续工作中减小接续金具与导线之间接触电阻的有效措施。指出在设计和安装电力金具时,有必要形成相关的性能测试和安装工艺规范。     

高压断路器接触电阻的耦合面积法分析

高压断路器触头部位因电接触现象而产生的热量是热分析中的关键问题。然而,作为一种传统并常用的接触电阻模型,导电桥结构在模拟电接触时参数的准确获取存在一定困难,且不易使用在高压断路器复杂的多触指结构中,因此笔者提出了一种新的接触电阻建模处理方法。新方法不再建立类似于导电桥的宏观几何结构,而是将两侧接触面上的部分面积耦合在一起,使得电流仅可以从耦合面内流过,通过控制耦合面积值即可实现电流收缩效果,模拟出适当的接触电阻值。在此基础上,笔者通过仿真结果与实际值的对比及进一步研究,证明了接触面积耦合法的有效性,对今后高压断路器触头模型的处理具有一定的参考意义。     

考虑接触电阻下的电缆接头热点温度

电缆接头内部热点温升是电力电缆的重要问题,有必要研究接触电阻对热点温度的影响。首先,建立了电缆接头及电缆本体的2维轴对称模型。通过不同接触电阻等效模型下的温度场仿真对比,其热点温度相对误差不超过1%,从而确定了接触电阻的等效模型。然后,分别对有无接触电阻的模型进行温度场仿真分析,其热点温度相对误差达10.2%,确定了考虑接触电阻的必要性。最后,在电缆接头温升试验平台进行了试验,比较了测量数据与有限元仿真数据,其热点温度相对误差不超过7%,可以满足工程应用的需要。     

基于三维分形接触电阻模型的粗糙表面多物理场耦合分析

基于分形理论,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数建立了三维粗糙表面的接触电阻模型。该模型充分考虑了接触斑点的随机分布特性以及斑点之间的相互作用关系。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了模型的有效性。利用该模型分析了电气设备粗糙表面接触区域复杂的多物理场耦合问题,以及分形特征参数对粗糙表面形貌、接触荷载以及接触面积的影响。研究表明,该模型能够全面反映粗糙表面的三维形貌特征。在该模型的基础上,更直观的分析了粗糙表面接触区域的热、电以及力学特性,为电气设备电接触状态的科学评估提供了理论基础。     

基于ANSYS电气设备接头的电热耦合场分析

因电气设备电接触不良而导致设备局部放热,是导致电网事故的主要原因之一。基于霍姆电接触理论,利用ANSYS软件建立更为直观的球面导体接触模型。该模型充分考虑了电气设备连接处实际接触散热情况,利用有限元法对接头进行电热耦合场分析。仿真结果表明了在同种材料和不同材料接触时,最高温度均发生在接触斑点处;但当不同材料接触时,上下接头的温度场分布不一样,接头最终温度受材料的电阻系数、导热系数等因素影响,电阻系数越大,导热系数越小,最终接头的温度越高,如果电流过大,一般这种材料先发生软化或熔化。     

电接触的接触电阻研究进展

接触电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。本从接触电阻的影响因素、数学模型等方面阐述了近几年来接触遥研究动向,并提出了接触电阻今后的研究方向。     

电接触与电接触材料(二)

介绍了接触电阻的基本概念,重点介绍了收缩电阻。分别介绍了圆形、椭圆、环形、方形及长方形接触时收缩电阻的计算公式,证明接触形状是影响收缩电阻的重要因素。从工程应用角度分析了电接触表面多接触斑点收缩电阻的影响因素。讨论了电接触材料的硬度、加工硬化及电接触压力等因素对电接触微观尖峰变形及接触电阻的影响。     

电连接器在动态应力环境中接触电阻的变化及电接触瞬断的检测与研究

对电连接器在机械动态应力环境中接触电阻的变化形式及产生电接触故障的原因作了一些分析和研究，并提出了相应的检测和消除接触故障的有效措施。