Cp／CuCd电接触材料组织和性能分析

本文对Ｃｐ／ＣｕＣｄ材料的显微组织进行了观察,同时分析了成分和组织对材料电性能的影响,结果表明,晶粒尺寸对Ｃｐ／ＣｕＣｄ材料耐电弧以烧蚀性的影响较大;材料中第二相粒子尺寸越小,弥散强化作用越明显,材料的耐电弧烧蚀能力越强,金刚石粒子和镉对材料灭弧能力的提高有明显的作用。     

C_p/CuCd电接触材料在电弧作用下的失效行为

本文对电弧作用下 Cp/Cu Cd电接触材料表面烧蚀行为进行了研究。研究表明 ,Cp/Cu Cd电接触材料表面烧蚀区主要由气孔、微突起、裂纹和急冷组织构成。在烧蚀区附近有熔覆层和喷溅物存在 ;远离电弧区的组织发生氧化。电弧能量和触头闭合冲击力是造成 Cp/Cu Cd电接触材料裂纹萌生与扩展的主要原因。孔洞和相界面是裂纹萌生的主要部位。裂纹以孔洞连接和沿晶界开裂形式扩展     

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。     

C_p/CuCd电接触材料大气氧化动力学研究

1.0 wt.%镉对铜基材料氧化膜的生长具有明显的抑制作用。 0 .1wt.%镧对铜基材料的抗氧化性能的提高也起到积极的促进作用。金刚石的加入急剧加速了 Cp/ Cu Cd材料氧化膜的生长速度。 Cp/ Cu Cd系材料的氧化膜生长规律不遵循抛物线定律 ,而呈立方规律生长。实际条件下氧化膜的生长规律是复杂的。     

W骨架连接度对W-Cu复合材料耐电弧烧蚀性能的影响

采用不同的W粉原料制备出W骨架连接度不同的W-Cu复合材料。利用电击穿设备测试了其耐电弧烧蚀性能,并观察了多次击穿后的烧蚀形貌。试验结果表明:高的W骨架连接度可以增加对液相Cu的虹吸作用,减少Cu相的喷溅,并通过大量Cu相的气化降低W骨架的温度,进而减少W骨架的熔化和材料的整体烧蚀量。     

C_p/CuCd电接触材料制备工艺的研究

本文系统研究了在 Cp/ Cu Cd电接触材料制备过程中 ,原始粉末状态、压制压力、烧结温度等工艺参数对材料相对密度的影响。结果表明 ,原始粉末的差异对制备工艺的全过程均产生规律性的影响。压制压力对压坯密度的影响符合粉末冶金材料的一般压制规律。在烧结过程中 ,镉和孔隙扩散对烧结密实化过程起着重要作用。通过组织和性能对比 ,分析了后续加工工艺方法的优缺点。     

一种新型并联间隙防雷装置的研制

针对现有的以普通碳素钢为材料的并联间隙易被工频电弧烧蚀的不足,研制了一种适用于10 kV架空配电线路柱式绝缘子的新型并联间隙防雷装置.新型并联间隙防雷装置采用局部耐烧蚀结构设计,通过在电极端部采用耐高温材料,提高电极的耐电弧烧蚀能力,延长装置的使用寿命.试验结果表明,研制的并联间隙防雷装置具有接闪雷电、疏导工额电弧的能力,耐烧蚀能力强,能有效防止架空配电线路因雷击造成的绝缘子损坏及导线断线等事故发生.     

CuFeW触头材料的性能

为了提高CuW的物理机械性能,使其具有更好的耐电弧烧蚀性能和更长的使用寿命,笔者采用熔渗法制备了添加不同体积分数Fe元素的CuFeW合金,研究了Fe元素的添加对CuW合金的组织、硬度、电导率、电击穿性能的影响。结果表明,CuFe合金中Fe的加入量小于1.5%时,熔渗后的CuFeW合金的硬度随Fe体积分数的增加略有增加,而电导率则随之减小,固溶时效处理后合金的电导率有所提高。Fe元素的添加提高了CuW合金的耐电压强度,降低了材料的截流值。对真空电击穿后的材料表面电烧蚀形貌观察发现,电弧在CuFeW合金表面分布较为分散,Fe的加入使首次击穿由原来集中连续地发生Cu/W相界面上转移到非连续地选择性在Cu基体上击穿,产生的击穿坑较小且分散,铜液的飞溅现象减少。     

断路器喷口材料PTFE耐烧蚀性能的研究

喷口材料的性能直接影响着断路器的开断特性,为研究喷口材料的耐烧蚀性能,文中设计了一套直流电弧发生装置,可以产生电压、电流、时间、弧长可控的直流电弧,在电弧轴向中充入气流模拟断路器吹弧对聚四氟乙烯(PTFE)的烧蚀,以PTFE材料经受一次电弧烧蚀所损失的质量作为其烧蚀性能的指标。结果表明:稳定燃烧的直流电弧呈现负电阻特性,PTFE的烧蚀量随着电弧电流的增大而增大,随着电弧功率的增加而增大,在电弧中充入气流,电弧燃烧不稳定,并且气流可以明显减少电弧对PTFE的烧蚀量。     

脉冲电弧侵蚀电极材料时的热分析

气体火花开关在大电流工作形下，会因为开关电极受到高能量，大电流电弧的烧蚀作用而影响其工作性能和寿命。本文根据电极电弧的烧蚀模型，通过热传导的计算，推导出了几个实用的公式，指出了选择耐烧蚀电极材料的原则和减少气体火花开关电极烧蚀的方法。     

复合聚四氟乙烯耐电弧烧蚀及其介电性能的试验研究

为了提高高压断路器喷口材料的耐电弧烧蚀性能,采用在聚四氟乙烯(PTFE)中添加三氧化二铝或二氧化钛,降低电弧能量对PTFE的烧蚀,同时试验研究复合聚四氟乙烯介电性能的变化规律。研究结果表明:在PTFE中添加无机填料可以明显改善耐电弧烧蚀性能,填料的添加量和粒径是影响复合PTFE电弧烧蚀量的重要因素;复合聚四氟乙烯的相对介电常数和介质损耗角正切随着填料添加量的增加而增大;随着温度的升高,聚四氟乙烯的相对介电常数减小,介质损耗角正切增大。试验结果对于实际应用具有重要的理论指导意义。     

高压断路器喷口材料的试验研究

在分析高压SF6 断路器开断大电流时 ,电弧对喷口烧蚀机理的基础上 ,进行了喷口材料改性试验研究。得出聚四氟乙烯中加入MoS2 ,BN ,光致蓄光材料 (PL) ,复合聚四氟乙烯的介电性能、光学性能、耐电弧烧蚀性能和线膨胀系数的变化规律。研究结果为提高喷口的耐电弧烧蚀性能、改善喷口材料的介电性能和工艺性提供了理论依据。     

SF6断路器喷口用复合PTFE电气性能的研究

高压SF6断路器喷口用聚四氟乙烯(PTFE)的粒径、填料的种类、粒径和添加量,对复合PTFE介电性能和耐电弧烧蚀性能都有着明显影响。应用正交设计软件设计了多种因素、每种因素不同水平组合的试验方案,研究了添加Al2O3, BN,MoS2的复合PTFE的电气性能受多种因素影响的变化规律。结果表明,添加无机填料能有效提高喷口材料耐电弧烧蚀性能,当填料种类不同时,复合FTFE的电弧烧蚀量依次为:复合MoS2的PTFE烧蚀量>复合Al2O,的PTFE烧蚀量> 复合BN的PTFE烧蚀量:复合PTFE相对介电常数随填料添加量的增加而增大,随温度的升高而减小;介质损耗角正切随填料的增加及温度的升高而增大。应用正交设计软件的分析功能,对电弧烧蚀试验结果进行了分析,得出填料添加量对烧蚀量的影响最为显著,其次为填料粒径,再次为填料粒径和PTFE粒径的交互作用。     

浸铜碳材料与电弧相互作用机理

电弧烧蚀已成为制约浸金属碳材料使用寿命的关键因素。为此采用浸铜碳材料与纯铜电极进行电弧烧蚀实验,研究了浸铜碳材料和电弧相互作用过程及机理,分析了分断电弧燃弧过程及浸铜碳材料在其中的作用,并探讨了电弧烧蚀对浸铜碳材料宏观、微观形貌和成分的影响。研究结果表明,浸铜碳材料中的铜相为电弧的引燃及稳定燃弧过程提供高温金属蒸气,且铜相的大小和分布影响电弧弧根的运动特性。电弧对浸铜碳材料作用区按主要反应的不同可分为烧蚀区和热影响区,这主要与电弧烧蚀下材料表面的温度梯度密切相关。随着电弧弧根的移动,浸铜碳材料表面会发生铜液滴溅射现象,引起材料表面铜相的流失、转化与再分布过程。该研究对探索浸铜碳材料的电弧防护措施,延长其使用寿命,具有一定指导意义。     

填充纳米粒子提高硅橡胶耐电弧性的作用机理

在硅橡胶基体中填充一定质量分数的纳米粒子是提高硅橡胶材料耐电弧性的重要方法。为此,针对填充纳米粒子提高硅橡胶耐电弧性的作用机理展开了研究,通过填充不同质量分数的氢氧化铝(ATH)和氮化硼(BN)纳米粒子,制备了不同耐电弧性的硅橡胶试样,结合扫描电子显微镜、击穿电场强度、热失重分析和导热系数等实验结果,分析讨论了填充纳米粒子提高硅橡胶耐电弧性的作用机理。结果表明:填充ATH可提高试样的耐电弧性,当ATH填充质量分数约为75%时试样的耐电弧性最优;只填充BN无法提高试样的耐电弧性;同时填充少量的BN和ATH可显著提高试样的耐电弧性,但其中BN填充质量分数最大应在25%~50%之间。分析认为,所填充的纳米粒子是从提高硅橡胶的导热性和热稳定性、自身分解吸热以及避免碳元素残留这4个方面同时作用,提高了硅橡胶材料的耐电弧性。     

基于AlN填料的SF_6断路器用耐烧蚀灭弧喷口材料性能研究

选用新型的氮化铝(AlN)无机填料进行灭弧喷口材料的基础配方试验和耐电弧烧蚀试验,研究AlN填料对聚四氟乙烯灭弧喷口材料性能的影响。结果表明:AlN填料的加入使灭弧喷口材料的热导率提高了18%,耐烧蚀性提高了15%,灭弧喷口材料的综合性能得到提升,具有良好的推广应用前景。     

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。     

基于BN填料的高压开关用灭弧喷口材料性能研究

选用BN作为无机填料对喷口材料进行填充改性,对比分析氮化硼和氧化铝两种填料的改性效果,研究不同填料添加量对喷口材料性能的影响。结果表明:与氧化铝喷口材料相比,氮化硼(BN)喷口材料具有更高的电气强度、热导率及耐电弧烧蚀能力。     

局部耐烧蚀型并联间隙防雷装置的研究

针对现有并联间隙易被工频电弧烧蚀的不足,研究一种局部耐烧蚀型并联间隙防雷装置,由于电极末端采用耐高温材料,增大了并联间隙的耐烧蚀能力,使得装置能有效防止架空配电线路因雷击造成的绝缘子损坏及导线断线等事故的同时,增大了装置的使用寿命。     

纳米改性喷口材料PTFE耐烧蚀性能的研究

为分析纳米改性PTFE的耐电弧烧蚀性能,在PTFE中添加不同质量分数的BN、Al N、MoS_2制得PTFE喷口材料,并对其进行烧蚀试验。结果表明:在电弧电流21 A、电弧电压45 V、燃弧间距6 mm、燃弧时间5 s的条件下,添加BN的PTFE耐烧蚀性能最好,添加BN+MoS_2的次之,添加Al N的最差,其中添加20%BN填料的PTFE耐烧蚀性能最佳。