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.     

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。     

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。     

导体的静态电接触研究

从微观上阐述了电接触导体的温升原因，独创性地提出了a斑点的金属膜模型，并根据该模型进行了接触压降的计算和定性分析。     

石墨型气体开关电接触面的温升分析

脉冲电流作用下石墨型气体开关的静态电接触面需要考虑如何降低温升以防止静熔焊的问题。根据电接触理论的霍尔姆(Holm)模型,由赫芝公式和热传导方程确定了石墨型气体开关电接触面温升与材料物理属性以及开关机械参数之间的关系,建立了电接触面温升模型,并运用该温升模型对各参数变化对温升的影响进行了分析计算。从理论上证明,选用高热导率、高密度、高比热容、低电阻率的金属材料有助于降低石墨型气体开关的电接触面温升,而且,选择适当的接触面积、接触面压力和金属电极座的表面粗糙度也能防止接触面温升造成的静熔焊现象。分析和结论对石墨型气体开关的研制和使用具有指导意义。     

电接触与电接触材料(一)

随着各类弱电、强电相关电子、电气技术的不断发展,与之相应的电接触技术及电接触材料近年来取得了长足的进步。电接触涉及电气工程及材料科学与工程两大学科,电、热、力及环境气氛与电接触材料的交互作用极为复杂。为了对电接触理论及电接触材料有进一步的了解,对电接触理论和电接触材料进行了系统的总结。本文是电接触与电接触材料系列论文的第一篇,重点介绍了电接触和电接触材料的分类、电接触材料的基本要求、电接触与电接触材料的研究内容。     

高速滑动电接触导轨温度场与热应力的仿真分析

在高速滑动电接触系统中,导轨温升和热应力对导轨性能及系统的效率和安全具有重要影响。为分析高速滑动电接触导轨温度场和热应力特性,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立了滑块运动条件下的电磁-传热-结构耦合模型,并考虑了非理想接触条件对导轨温升的影响。仿真结果表明,热量集中于导轨内表面,在滑块起始位置处温度最高,单次滑动电接触过程中导轨温度未达到材料熔点,导轨内表面很小区域内的最大热应力接近材料的屈服强度。对圆弧型和直角型截面的导轨进行比较,圆弧型截面导轨的温升和热应力均较小,性能较好。仿真结果为导轨优化设计提供了理论依据。     

550kV母线温度场仿真分析及实验验证

温升实验是组合电器设备型式实验的重要组成部分,是设备在带电运行情况下重要的监测指标,温升值过高就会导致设备内部出现过热甚至接触烧结现象,引发安全事故,所以组合电器在设计之初要准确计算主回路的发热 和散热.建立母线设备的温升计算模型,通过电磁-传热-湍流多物理场耦合的方法,在频域Ｇ瞬态计算模块中进行计 算.计算时需要综合考虑环境影响、不同材料的散热系数和材料的电阻率,并且要考虑材料电阻率随温度的变化.通 过对比计算结果和温升实验结果发现两者间准确度达９０％以上.     

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。     

直流牵引供电系统弓网电接触特性研究

为避免电气化铁路弓网烧蚀,毁坏受电弓断接触网,结合列车运行工况数据,建立弓网电接触模型,研究接触网拉出值、列车运行速度、运行工况及受电弓碳滑板设计与弓网电接触温升之间的关系,计算了电力机车动力负荷条件下弓网温升过程.研究表明,弓网温升随着列车运行速度增大而减小,牵引工况双受电弓六碳滑板情况,弓网接触温升超出标准限制.研...     

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.     

考虑多点随机接触的触头接触温升建模方法

触头发热直接影响电气开关的运行性能,确定接触面的温升是很必要的。为了克服单点接触模型准确性较差的缺陷,结合传热理论,考虑触头接触热阻和多点接触的随机性,给出了一种通用的触头接触面温升建模方法。研究考虑接触热阻后的温升建模方法,和多点随机接触的结构建模方法,给出了具体计算模型和实现过程。实例测试结果表明:接触热阻能有效反应接触面和目标面之间的温差;多点随机接触的结构建模方法,能够正确反应斑点大小及斑点数量对温升的影响。该方法具有通用性,利用它可以自动生成斑点数量和大小可变的随机接触模型,并计算触头接触面上的温升分布。     

电接触材料的热导率

本文综述了触头材料热导率对触头抗静、动熔焊、温升、耐电弧烧损等使用性能的影响。热导率的提高有利于低压电器触头性能的改善。本文列出了常用银基触头材料的热导率并对合金和复合材料热导率的影响因素进行了初步探讨。     

电接触材料的热导率

本文综述了触头材料热导率对触头抗静、动熔焊、温升、耐电弧烧报等使用性能的影响。热导率的提高有利于低压电器触头性能的改善。本文列出了常用银基触头材料的热导率并对合金和复合材料热导率的影响因素进行了初步探讨。     

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。     

电接触材料的研究与应用

论述了电接触材料的定义、分类与制备方法,从银基电接触材料、铜基电接触材料、金基电接触材料、铂基电接触材料、钯基电接触材料、层状复合电接触材料、纳米复合电接触材料等方面介绍了电接触材料的研究现状,并给出了电接触材料的应用进展。     

分段温差电元件性能的仿真研究

利用商用有限元软件ANSYS建立了带接触层的分段温差电单偶模型,不仅能考虑接触电阻,还能考虑接触热阻。该模型由n-Bi2Te3/n-PbTe,p-BiSbTe/p-Zn4Sb3组成。在电偶臂总长l=5mm时,优化温差电元件得到最大热电转换效率,并分析接触电阻和接触热阻对热电转换效率的影响,以及电臂的分界面温度。结果表明,在热端温度673K,冷端温度分别为298、323、353K时,最大转换效率为11.64%,10.70%,9.50%。当接触层厚0.1mm,接触电阻率为5×10-5Ω·m(即每电臂接触电阻为150μΩ·cm2),接触热导率为kc=6W/mK时,最大转换效率降到10.15%,9.33%,8.31%。分界面温度在材料Z-T曲线交点温度附近,大约为3%～-1%范围内。     

松动故障对矿用栓接电连接器电接触特性的影响

为研究松动故障对栓接电连接器电接触性能的影响,利用自行研发的实验平台,开展了不同松动程度、接触电流以及材料配对时的栓接电连接器松动故障实验,利用建立的栓接电连接器温度场仿真模型,分析了短时大电流条件下的温度特性。接触压力一定时,铜-铜连接器接触电阻随接触电流增大而增大;接触压力大于某阈值时,铜-镀锌和铜-304钢连接器的接触电阻均随接触电流增大而增大,接触压力小于该阈值时接触电阻变化趋势相反。8倍额定电流短时过载条件下,铜-不锈钢连接器的温升较显著,且随着接触压力的减小,末态温度与最高温度间温差增大。     

电接触领域的ASTM标准

介绍了ASTM标准化组织的历史及所制订的ASTM标准的种类和影响力。详细列举了ASTMB02委员会下属的B02.05和B02.11分技术委员会制定的电接触领域相关标准,根据这些标准的具体内容和相关性,按照术语和分类、电接触材料、电接触材料性能要求与测试方法、电接触过程性能与测试方法、贵金属覆盖层质量评价方法、气体环境腐蚀试验对这些标准进行了分类,并简要介绍了这些标准的主要内容和相互关系。文章还就这些标准对电接触材料生产和电接触性能检测的指导意义进行了讨论。     

电接触材料腐蚀机制研究进展

从电接触材料与环境作用所产生不同类型的腐蚀出发,概述了电接触材料发生腐蚀的主要类型,分析了其腐蚀机制和特征,主要介绍了环境因素对电接触材料大气腐蚀的影响,并展望了电接触材料腐蚀机制的研究趋势。