高速滑动电接触电枢表面动态磨损过程研究

电枢是电磁发射装置的关键部件,其表面磨损是引起发射过程中转捩的原因之一,同时磨损也会严重削弱电枢本体的力学性能,影响发射安全性,因此有必要对高速滑动电接触电枢表面的动态磨损过程进行深入分析。首先,分析电枢表面产生磨损的机理,厘清相关耦合因素;其次,考虑表面磨损量变化、温度升高及电枢尾翼向外扩张过程中反向受力的影响,建立电枢尾翼磨损量的理论计算模型,研究其磨损规律;最后,考虑电磁场-温度场-应力场-磨损等耦合因素建立三维有限元计算模型,对电枢尾翼磨损量进行更为准确的分析。结果表明：(1)电枢表面磨损量是在电因素及力因素的共同作用下产生的;(2)考虑了表面磨损量变化、温度及电枢尾翼向外扩张过程中反向受力等因素影响后,分析得到电枢表面磨损量较不考虑时小19.5%,但考虑后与实测值更为接近,证明了分析过程中上述影响因素不可忽略;(3)相比理论分析模型中对电枢尾翼法向力分量及反向受力的近似计算方法,有限元模型更为精确,其计算得到电枢尾翼磨损量与实测值也更为接近,验证了所建立模型的准确性。该文所建立模型及分析结果对于后续优化电枢结构、提高枢轨接触性能及保证发射安全性具有重要意义。     

电接触与电接触材料(六)

介绍了接通、闭合、分断等电接触状态及其电接触特征现象,详细分析了电接触理论中5种重要的电接触现象。它们是:电触头间电弧放电及其特性;触头材料的温升;电触头材料转移;电触头材料的电弧侵蚀;电触头的粘着与熔焊。讨论了这些电接触现象与触点材料组元、组织结构及性能之间的基本关系。     

不同载流条件下滑动电接触特性

不同载流情况下,引起滑动接触面温升的主要因素有摩擦热、焦耳热、电弧热.接触面的温升使接触材料表面发生物理化学变化,从而改变了接触面成分,同时反过来影响接触面的滑动电接触性能.论文通过对铜基粉末冶金滑板、浸铜碳滑板两种滑板材料与铜锡导线的对磨实验,分析了两种滑板材料在受流摩擦时的磨损行为.研究表明:随着电流的增大,两种滑板材料的接触电阻、温度以及磨耗率都在增大,浸铜碳滑板材料的接触电阻变化率较小,但接触表面的温度偏高,该滑板磨耗率变化较小,受流磨损性能较好.     

新型铜基电接触材料的电接触性能研究

研究了直流阻性负载条件下新型铜基电接触材料的电弧侵蚀特性、材料转移及接触电阻。材料在电流〈14A时,由阴极向阳极转移;在电流≥14A时,由阳极向阴极转移。触点电弧侵蚀后的表面形貌产生明显的孔洞和裂纹,接触电阻随电流值和接触次数增加有小同程度的波动。结果表明,接触过程中各种因素的不对称是产生材料转移的主要原因。     

铜基新型电接触材料电性能分析

用熔铸法和粉末冶金法制备了CuNiZrY铜基电接触材料。通过电接触实验,得到了两种不同方法制备的铜基触头的材料转移和接触电阻数据,并进行了电接触性能分析;同时利用扫描电镜和EDAX能谱分析对铜基触头材料进行了电侵蚀形貌观察及区域元素分析。     

电连接器微动磨损研究综述

持续的机械振动应力将引起电连接器中插针与插孔发生微动磨损,相应出现的电接触故障是导致电连接器功能失效的根本原因之一。本文概括了近年来国内外学者对此问题的研究进展,列举了对微动磨损研究可采用的试验方法;分析了镀层材料、微动幅值、接触压力、循环次数及接触表面形貌等因素对微动性能的影响;描述了微动引起接触电阻间歇变化的现象及最新的仿真分析技术。     

弓网滑动电接触电磁热力耦合效应研究进展

为电力机车提供牵引动力的受电弓滑板与接触网导线是典型的滑动电接触摩擦副,二者在工作中存在电、磁、热、力多场耦合效应,复杂的多场耦合作用将影响弓网的受流质量和摩擦磨损性能,开展电气化铁路弓网接触多物理场耦合效应研究,对降低弓网运行维护成本,提高受电弓滑板和接触网导线使用寿命等具有重要意义。该文重点归纳总结了近些年来弓网系统在电、磁、热、力多场效应下的相关研究进展。结合列车实际运行工况,综述了弓网接触电阻、电弧、接触温度、电磁力和压力载荷等因素对弓网载流摩擦磨损性能的影响规律,针对多物理场作用下研究中存在的问题与不足,提出进一步研究和完善的意见。在此基础上,从提高弓网滑动电接触性能、保障列车安全稳定运行角度,采用弓网接触电阻、燃弧率及接触温度对电接触性能的评价进行阐述和探讨,以期对弓网电接触行为进行合理预测与评估,为进一步研究弓网滑动电接触多场耦合效应提供参考。     

波动载荷下弓网滑动电接触载流特性研究

为获取波动载荷下弓网滑动电接触载流特性,利用FCH-03型销盘式滑动电接触摩擦磨损试验机模拟弓网接触状态,进行强电流密度、不同速度与波动接触压力条件下的浸金属碳/铜对磨实验。根据实验数据获得载流效率、载流稳定性在不同条件下的特性规律,并针对影响受流的运行速度、接触电流、波动接触压力等因素作出深入的机理分析及电弧能量干扰相关性分析。研究表明:载流效率随接触压力振幅的增大而减小,随接触压力频率的增大呈较小的增大趋势。载流稳定性随接触压力振幅的增大而减小。低速时基本不随接触压力频率变化;高速时随接触压力频率增大呈先增大后减小。弓网离线及离线电弧是导致高速弓网系统载流质量下降的主要原因。     

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。     

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。     

电触头通断过程机电特性试验的研究

利用虚拟仪器技术测量了触头模拟试验装置通断操作过程中的机电特性,包括闭合与分断过程中的电弧电流与电压、接触压力、触头位移、触头速度等。分析了闭合弹跳发生时触头所处位置和分／合速度最大值、压力最大值与位移的关系等。分析电触头通断过程的机电特性,对探寻电触头最佳工作参数和条件有积极的意义。     

镀金表面微孔腐蚀的电接触特点

镀金接触材料表面容易出现微孔.由于湿度、腐蚀性气体及尘土颗粒的影响,镀层表面在微孔处形成腐蚀,降低了连接器的可靠性.通过对长期室内自然暴露的薄镀金样片表面的形貌、腐蚀状况以及成分分析,同时对腐蚀表面不同位置处的直流接触电阻、高频接触阻抗进行测试,从而全面分析表面微孔腐蚀对电接触性能的影响.     

SF_6断路器弧触头的关合侵蚀特性

SF6断路器关合操作时产生的关合涌流对弧触头会造成严重的侵蚀。为了研究弧触头在关合情况下的侵蚀特性,设计了模拟的SF6断路器灭弧室,对CuW80弧触头进行了关合侵蚀实验。实验记录了每次的燃弧时间和电流峰值,并计算了100次实验后的质量损失率。每20次关合实验后,拍摄触头表面照片,测量弧触头的接触电阻和工频耐压。最后分析了SF6断路器弧触头的关合侵蚀特性并探讨了侵蚀机理。认为在关合实验中弧触头的侵蚀来源有两个:一个是关合前预击穿电弧的烧蚀,一个是烧蚀后弧触头变软后的机械磨损,并且机械磨损的量占有相当的比例不可忽略。在电流峰值18 kA,燃弧时间2 ms,机构速度7 m/s的情况下,机械磨损过程中的质量损失率大于1.0 mg/C,这也是关合情况下触头质量损失更大的主要原因。     

500 kV输电线路耐张线夹电接触计算及其发热研究

针对500 kV架空线路线夹运行温度过高引起线夹脱断,造成停电的事故,以NY型耐张线夹为研究对象,分析了耐张线夹接触电阻的计算方法,建立了耐张线夹电接触温升的有限元模型,以此研究了电接触最高温度与接触压力的关系,同时探明了电接触内部到外部的温度变化规律。研究表明：随着压力增大,最高温度呈现先迅速下降后下降变缓的趋势,额定压力下电流600 A引起的最高温度为31.42 ℃;随着压力增大,最高温度先后出现在铝板与螺栓的电接触、铝板间电接触和铝板与螺栓的电接触;线夹电接触内外存在温差,但内外温度变化具有一致性,外表面温度可间接表达线夹的运行温度。最后利用试验验证了电接触计算方法和仿真结果的正确性。     

触点材料直流电弧静态伏安特性试验研究

直流电弧静态伏安特性是电器电弧理论的基础,是理解电弧发生、发展至熄灭的重要手段.本文借助电弧发生装置绘制出不同触点材料(W、Cu、AgNi合金)的直流电弧静态伏安特性曲线,确定触点材料的最小燃弧电压值和最小燃弧电流值,进而建立了等效电弧模型,并确定了其应用范围.所得结论对于电弧特性的研究具有积极意义,同时对于电器熄弧过程的电路分析具有一定参考价值.     

逆变式空气等离子切割机低频引弧技术的研究

研制了一种全数字化控制的新型逆变式空气等离子切割机.该等离子机采用非高频的引弧技术,有效地解决了传统技术中存在的高电磁干扰、引弧电路复杂、引弧成功率低等问题.设计以高性能数字信号处理器DSP2812作为主控制芯片,通过理论分析、计算与仿真、控制算法的改进等措施,解决了低频引弧技术中的问题.实验结果表明,该机具有可靠性高...     

触点开距对继电器交流电弧燃弧时间影响的研究

以某型交流负载超小型大功率继电器为研究对象,通过理论分析找到了触点开距与交流电弧提前过零相位角之间的关系,为降低继电器燃弧时间提供了理论依据。结合实际产品尺寸和加工工艺等限制因素,确定了增大继电器触点开距的方案,并通过试验对理论分析的结果进行了验证。     

换流变阀侧干式套管表带触指失效过程分析

在超、特高压电力系统中,换流变压器阀侧干式套管作为换流变压器连接换流阀的关键设备,其安全运行直接关系到电力系统的可靠性。近年来,国内外发生多起由于电接触失效而导致的套管过热和放电故障,因此有必要对套管载流连接结构的失效机理开展研究分析。该文以±500kV换流变阀侧套管的过热故障为例,计算分析套管在实际运行电流下表带触指的摩擦行程,采用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和能量色散光谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)对表带触指失效前后的表面和断面进行形貌分析和成分分析,提出表带触指在套管内的劣化机理。研究发现:铜导杆接触区域没有镀银是缩短触指寿命的主要原因,长期的机械磨损和SF6气体分解产物对触指的腐蚀是导致触指劣化的重要因素,相关结论可为套管电连接设计、选型和过热型故障分析提供理论依据。