低压开关中AgCdO、AgSnO_2触头电弧熄灭和电弧运动特性以及触头磨损机理的研究(Ⅱ)

四、分断、接通过程中的电弧特性和触头磨损机理近年来奥地利Vienna工业大学的H.Manhart、W.Rieder等人系统地研究了AgCdO、AgSnO_2粉末触头在分断和接通过程中的电弧运动特性,在AC-3、AC-4负荷条件下触头的分断磨损和接通磨损,阐明了在分断和接通过程中的电弧运动特性与触头磨损性的之间关系。     

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。     

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。     

银金属氧化物(AgMeO)触头材料研究的新发展

从触头材料的温升特性,极间电弧特性及其对电极热力效应等方面,详细评述了国内外对AgMeO触头材料的基础研究现状:在分析比较AgSnO_2、AgCdO、AgZnO触头材料的抗电弧侵蚀性和抗熔焊性的基础上,提出了AgMeO触头材料的选用原则;最后,探讨了AgMeO触头材料的发展动向。     

用于低压开关设备的银氧化锡材料

用粉末冶金法制造的七种AgSnO_2触头材料在加速试验机和接触器上做了试验研究,并将这些材料的工作性能和AgCdO作了对比。这些试验结果表明,在大电流应用情况下(额定电流超过100A),AgSnO_2一般地并不能增长设备的预期寿命,然而,在动态操作条件下,它们极好的抗熔焊性能已经证明能够增大操作的可靠性。     

AgSnO_2触头材料中添加物的研究与发展

结合当前添加物的研究现状,总结了AgSnO2触头材料中添加物的选择依据,并分别介绍了三类添加物对AgSnO_2触头材料组织和电接触性能的影响,最后展望了AgSnO_2电触头材料中添加物的研究发展趋势。     

SnO_2粒度对化学共沉积法AgSnO_2(12)触头材料性能的影响

选取平均粒度分别为0.5μm、2μm、5μm、8μm的SnO_2,采用化学共沉积法制备相应的AgSnO_2(12)触头材料,使用模拟试验装置在交流阻性负载下进行电寿命、耐电弧侵蚀和熔焊力等试验,考察了SnO_2粒度对AgSnO_2触头材料性能的影响。结果表明,平均粒度为0.5μm的SnO_2对AgSnO_2(12)触头材料的力学物理性能影响最大,但其模拟电性能最好。     

稀土合金触头材料的制备及性能

利用粉末冶金方法研制了一种新型触头材料AgSnO2-La2O3-Bi2O3。选择优化过程参数如下：48MPa成形,920℃×8h烧结;64MPa复压,150℃×0.5h去应力退火。所得的AgSnO2-La2O3-Bi2O3触头材料与AgSnO2（12）和AgCdO（12）的物理、机械性能相近,电性能优于AgSnO2（12）和AgCdO（12）。     

化学共沉积法Ag基触头材料性能研究

采用化学共沉积法制备了AgSnO_2(12)、AgSnO_2(11.5)Bi_2O_3(0.5)及AgSnO_2(0.5)Bi_2Sn_2O_7(11.5)3种触头材料,并对其力学物理性能和模拟电性能进行了对比研究。结果表明:AgSnO_2(0.5)Bi_2Sn_2O_7(11.5)较AgSnO_2(12)和AgSnO_2(11.5)Bi_2O_3(0.5)熔焊力值小,电弧能量值低。     

银氧化锡触头材料

三十年来世界各国在低压开关设备,如电机保护器、大容量限流开关、保护开关中都是采用银氧化镉(AgCdO)作触头材料。这是因为这种触头材料具有耐弧、闭合大电流时抗熔焊性好、接触电阻低且稳定等良好的综合性能。根据开关设备的结构设计及其功率大小主要采用内氧化或粉末冶金制造的含CdO量为10～15%的AgCdO材料。由于研究和开发工作的不断开展,今天已出现了工艺成熟并且实际应用可靠的变种材料,选用它们可使开关的特性稍有提高。     

直流负载下几种异种金属触头对的接触电阻特性的试验研究

文章对常用的AgCdO分别与AgLaO、AgCe、AgBiLA、AgCdO、AgNi、Cu等几种异种金属材料触头组合,在直流负载下进行接触电阻特性试验。通过试验分析,表明在适当的条件下,选用合适的异种金属组合成触头对,能获得良好的电接触性能.有利于降低产品价格.增强触头抗熔焊功能。     

大电流空气开关操作后材料微观结构的变化

由于电弧效应,触头材料表层遭受极其严重的热作用,使表层材料的微观结构改变。触头的电气性能取决于材料的表面结构,因而有必要知道表层结构重新改组的机理。触头断面和表面龟裂区域用扫描电镜检查。模拟低压断路器的工作状况,在一套试验设备上对AgZnO、AgC、AgNi、AgSnO_2和AgCdO作了大电流(2000 A)分断试验。本文主要是讨论AgZnO材料。在单分2000 A或AC4型电寿命试验以后,我们即可探知材料的结构。同时,我们还能通过激光熔化或炉中熔化模拟电弧对表层的热作用,以便再现这个过程。利用这些试验结果,联系到材料的成分、粒度和物理、化学性能,我们便能解释材料结构的改变。这样,AgZnO的电气特性便可得到更好地了解。     

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。     

新触头材料AgSnO2的发展和应用

介绍了AgSnO2材料的各种制造工艺、主要生产单位和产品性能比较，试验证明AgSnO2比AgCdO有更好的耐电弧侵蚀性和抗熔焊性、更好的材料迁移性和电弧运动特性，可用于多数低压电器中，提高各种低电器的性能，减小触头尺寸，节约贵金属银。     

关于银-铁触头电弧膜的探讨

一、引言在40A及其以下量大面广的交流接触器上,用银铁触点代替纯银触点,不仅可以节约大量贵重的白银,而且还可以成倍地提高其使用寿命。但是,在认识银铁触头材料的道路上,却走过一段曲折的路程,耗费了大量的人力、物力和财力。为了提高电气性能,我们曾先后对纯银触头,银一氧化锌8,银-氧化镉15,银-镍10,银-铁等触头材料用于10A交流接触器,做了通断能力,电寿命,盐雾试验,接触电阻,温升等项目的试验,对其电气性能初步进行了比较。通过试验认识银-氧化镉.银-镍是交流接触器使用的理想合金触头材料,它们也具有良好的电气性能。而银-铁触头耐电磨损,表面比银-镍,银-氧化镉光滑,触头温升也较银-氧化镉,银-镍低,它容易焊接,无毒,这些都是难能可贵的。但是,在未采取任何保护措施时做盐雾试验会产生大量的棕锈。这引起各方面的议论。我们在这方面曾作了些工作,现提出一些看法和大家商讨。     

直流空气电弧作用下触头烧蚀特性

触头烧蚀会影响低压断路器的使用寿命和可靠性,研究触头烧蚀特性对于低压断路器的研制具有重要意义。为此建立了直流空气电弧作用下的触头烧蚀模型,考虑蒸发和喷溅两种烧蚀机制。针对触头熔池的传热和流动现象,建立了熔池的二维磁流体动力学模型,并结合熔化凝固模型模拟触头熔化相变过程。在熔池模型的基础上,建立蒸发和喷溅烧蚀模型。基于Langmuir方程和气体动力学理论建立蒸发模型,综合考虑沸点以下蒸发过程和沸点以上蒸发过程,分析蒸发通量与熔池表面温度的关系。基于概率统计理论建立喷溅烧蚀模型,得到材料的喷溅烧蚀质量。此外,定量分析触头材料、电流、触头尺寸和触头形状4种因素对触头烧蚀特性的影响,以期得到降低触头烧蚀的方法。研究结果表明:电流低于20 A时以蒸发烧蚀为主,电流高于200 A时以喷溅烧蚀为主;在保证触头尺寸大于熔池尺寸的前提下,减小圆柱形触头的半径,可降低触头材料烧蚀,但触头尺寸对触头烧蚀的影响很微弱;同等条件下半球形触头烧蚀质量最大,其次是圆台形,圆柱形触头烧蚀质量最小。     

Ni-Se共掺杂下对AgSnO_(2)触头材料电性能的影响研究

AgSnO_(2)触头材料是一种环保型低压触头材料,具备良好的耐电弧以及抗熔焊能力,所以目前已经逐渐代替银氧化镉材料。采用金属元素与非金属元素共掺杂的方式对SnO_(2)的导电性能进行改良。运用CASTEP软件对元素掺杂前后的各项性能进行了仿真试验。结果表明:当以Se元素单掺杂时,晶胞体积有小幅度增加;以Ni元素单掺杂时,晶胞体积小幅度缩减;而以Ni-Se两种元素共掺杂时,晶胞体积虽然略微增加但是整体介于Se元素和Ni元素单掺杂时的晶胞体积之间。与未掺杂元素时的SnO_(2)不同,元素掺杂后晶胞禁带宽度明显变小,其中Ni-Se两种元素共掺杂时的禁带宽度最小,表明电子可以更加容易跃迁,AgSnO_(2)的导电性也最好;共掺杂时费米能级附近的峰值与局域性下降,原子间的成键结合力更强,AgSnO_(2)材料也更加稳定。     

银金属氧化物触头燃弧后表面组成的初步计算

本文基于银金属氧化物（AgMeO）触头电弧侵蚀形式，导出了触头燃弧后表面组成（MeO面积分数θ与初始组成（θ0），材料电气参数m，操作次数n的函数关系：θ=F（θ0，m，n），确定了电弧运动时融头表面平均温度；计算了AgCdO12，AgSnO212在相同电气条件下，操作一定次数后的表面θ值，结果表明，AgCdO触头表面出现CdO贫化，AgSnO2表面出现SnO2的富集。     

氧化参数对AgCdO触头材料产品氧化过程的影响

本文作者就AgCdO触头材料的内氧化参数对氧化结果的影响进行了分析和讨论。实验证明,不同的工艺条件可生产不同的AgCdO产品;试制的AgCdO12SM通过了TE公司的检测,成功地应用于CJX4接触器中。     

高能球磨热挤压制备AgSnO_2电触头材料及性能研究

利用高能球磨湿混法制备出SnO_2超细粉体,然后采用高能球磨技术及热挤压等方法制备出AgSnO_2触头材料。对粉体微观结构的观察结果表明高能球磨湿混法能快速制备出SnO_2超细粉体,在制备的AgSnO_2粉末中,其SnO_2相均匀弥散分布在Ag基体内,采用退火工艺消除了AgSnO_2复合粉末的孔隙并改善了粉末的成型性能。最终制备出的AgSnO_2触头材料平均密度达9.567 7 g/cm~3,硬度HV为106.1,电导率达71.7%IACS。