非对称配对触头材料电接触性能的实验研究

摘要

有触头电器的寿命长短与触头材料的电性能优劣息息相关。本文利用新研制的触头材料电性能模拟实验系统，选用多种银基触头材料，针对触头材料对称配对与非对称配对的抗熔焊能力、燃弧时间、侵蚀量等电性能参数开展实验研究，深入分析并阐述了触头材料不同配对方式的电性能的规律，以及不同电性能之间的关系。
　　设计并实现了一套功能全面、精度高、使用方便的触头材料电性能模拟实验系统。其采用了四维手动滑台，能够方便的实现触头装卸。使用了激光位移传感器、力传感器、工业CCD相机、数据采集卡等设备，能够实现实验中的动、静触头位移，接触力，触头表面凸尖高度的同步显示、精确测量和数据采集。
　　使用自主研发的实验系统，研究了AgMe--AgMeO（Me为金属元素）配对的电性能规律。发现了电极极性与抗熔焊能力、侵蚀量之间的关系，材料转移方向与分断燃弧时间的关系。使用场发射扫描电子显微镜和能谱仪发现了材料转移方向的双向性和五种典型形貌。实验研究了Ag--AgMeO配对、高Ag含量银合金与AgMe配对的电性能规律。发现了电极极性与电性能的关系。
　　归纳了非对称配对触头抗熔焊能力、分断燃弧时间、侵蚀量等电性能的“最优效应”、“中间效应”和“最劣效应”在不同的触头材料和开关电器参数条件下广泛存在。讨论并阐述了不同电性能之间的关系。
　　本文的实验研究发现可以为选择满足实际技术趋势要求的高性能开关器件的电接触材料提供方法指导。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究概述

1.3 本文的主要研究内容

2 非对称配对触头电性能的实验方案设计

2.1 触头材料电性能模拟实验系统设计

2.2 实验电路

2.3 实验材料和实验条件

2.4 本章小结

3 非对称配对触头抗熔焊能力研究

3.1 AgCdO等材料实验结果与分析

3.2 AgCuO等材料实验结果与分析

3.3 PAg等材料实验结果与分析

3.4 抗熔焊能力规律的分析与讨论

3.5 本章小结

4 非对称配对触头侵蚀量研究

4.1 AgCdO等材料实验结果与分析

4.2 AgCuO等材料实验结果与分析

4.3 PAg等材料实验结果与分析

4.4 侵蚀量规律的分析和讨论

4.5 本章小结

5 非对称配对触头分断燃弧时间研究

5.1 AgCdO等材料实验结果与分析

5.2 AgCuO等材料实验结果与分析

5.3 PAg等材料实验结果与分析

5.4 分断燃弧时间规律的分析与讨论

5.5 本章小结

6 非对称配对触头表面劣化研究

6.1 AgCdO等材料表面成分分析

6.2 AgCdO等材料触头表面形貌分析

6.3 本章小结

7 非对称配对触头电性能之间关系研究

7.1 燃弧时间趋势与熔焊发生时刻的关系

7.2 抗熔焊能力、分断燃弧时间与侵蚀量之间的关系

7.3 本章小结

8 全文总结

致谢

参考文献