触头分断金属液桥侵蚀现象分析.pdf

《触头分断金属液桥侵蚀现象分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·研究与分析·电器与能效管理技术(2015No．7)触头分断金属液桥侵蚀现象分析水张鑫赘，薄凯，周学，陈默，翟国富(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：详细阐述了触头金属液桥形成的物理过程，说明了金属液桥的几何形貌，并对影响触头金属液桥电压一电流特性的因素进行了论述，理论分析了触头间材料转移方向的物理机理，指出了评价材料桥式转移的方法。并从试验研究和理论分析两方面总结了金属液桥的研究现状、结论及展望。张鑫赞(1982一)，关键词：金属液桥；电侵蚀；材料转移；表面形貌；评价方法男，博士研究生，研中图分类号：TM993文献标志码：A文章编号：2095—

2、8188(2015)07-0001-06究方向为电接触与电弧理论与仿真研TheMoltenBridgeErosionBetweenContactsAnalysis究。ZHANGXinyun，BOKai，ZHOUXue，CHENMo，ZHAIGMQ(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Thephysicalprocessesandgeometricalmorphologyofmoltenbridgebetweenconta

3、ctswereelaboratedinthispaper．Thefactorsaffectingthevoltageandcurrentofmoltenbridgewerediscussed．Thephysicalmechanismandtheevaluationmethodofmaterialtransferbetweencontactswerealsoanalyzed．Researchstatus，conclusionsandprospectsofmoltenbridgewerediscussedbasedonexperimentalstudiesandtheoretical

4、analysis．Keywords：moltenbridge；dectricerosion；materialtransfer；morphologyofsurface；evaluationmethod触头表面，主要以电弧侵蚀为主。这两种侵蚀方0引言式均会造成触头表面形貌特征的变化和接触区域在现代电路系统中，各种类型的电器开关起材料组织结构的改变，同时也会导致接触电阻升到电路保护、控制电路、系统配电、信号传输等重高、触头(点)寿命下降、分断能力下降等电性能要作用而得到广泛的应用。触头在反复接通、分的退化，对电器开关触头的接触可靠性和电寿命断的工作过程中不可避免地发生电侵蚀现象。当都有

5、重要的影响¨。负载电压低于燃弧电压时，主要以金属液桥侵蚀1金属液桥形成方式为主，即触头在分断时形成金属液桥，并且在随后液桥破裂的过程中，电极温度较高一侧的金1．1闭合接触属会向电极温度低的一侧转移。这种现象称为桥由于实际接触表面在微观上总是凹凸不平，式转移，每次在触头间引起的材料转移量都很微因此当两个触头在闭合时接触区域总是发生多小。在小电流情况下，经过成千上万次分断、闭合斑点接触。当有电流通过触头接触面时，通过可在触头一个电极表面形成堆积，另外一个电极导电斑点进行传输，并且电流线在导电斑点附近表面则对应地产生凹坑。当触头两端压降大于燃发生严重的收缩现象。一般来说，导电斑点的总弧

6、电压并且电流满足最小生弧电流时，在金属液面积占视在接触面积很少的一部分J。接触斑桥破裂的位置将会形成电弧，电弧会进一步烧蚀点及电流收缩示意图如图1所示。薄凯(1988一)，男，工程师，研究方向为真空电弧仿真技术。周学(1982一)，男，讲师，研究方向为电器电弧理论与仿真模式。基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(51307030)；中国博士后科学基金资助项目(2013M541378)一1一电器与能效管理技术(2015No．7)·研究与分析·视在接触面积(a)大电流快速分断实际(a)接触斑点示意图(b)电流收缩示意图图1接触斑点及电流收缩示意图GreenwoodH提出了一个计

7、算多斑点接触情况下接触电阻R的计算式：Rc+∑1(1)／s式中：p——金属导体电阻率；(b)小电流极慢速分断n——导电斑点数目；图2触头分断过程电特性曲线df——导电斑点i和．之间的距离。1．2分断金属液桥当带有负载的两个触头分断时，导电斑点的电L液桥数量和总面积均逐渐减小，同时接触电阻和接触电压相应增大，电流密度在剩余的导电斑点中急=‘液桥断裂剧增加，电流产生的焦耳热致使最后分离的导电液桥形成稳定阶段电弧形成斑点及其附近部分固态金属熔化，形成连接两个图3触头分断金属液桥形成、断