容性负载和感性负载

文摘:电接触材料测试系统的发展,提取银氧化镉接触开关电容性负载过程中典型的电压和电流波形,比较分析过程中电弧的寿命试验时间,接触压力和接触电阻的变化特征,然后分析烧蚀的物质微观状态和可能的焊接表面的物理机制。

关键词:氧化银镉;电容性负载;冲击电流;性能;故障机理分类号:TM5035文档编号:A文章编号:()0306DOI: 10jeem03001

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触点(又称触点)是一种高低压电气开关内部传导和断开电流的直接实现元件。低压控制电器的触点多为银基复合材料，特别是银镉氧化物、银锡氧化物等银金属氧化物复合材料。自1930年代银氧化镉,人们仍然一直努力通过改变制造工艺和添加剂,使电接触材料的推广,主要是为了促进材料的耐电弧侵蚀,温度、接触电阻,电阻熔焊,如18日出现银镍材料,钨银和银锡氧化物材料。银基复合材料性能接近生活的可靠性低压电器、电工合金行业研究机构,科技公司通过自主创新的研究和开发,如跟踪与国外先进技术相比等策略,根据组件优化接触材料和制造过程改进等进行了广泛而坚实的科学研究工作,在一定程度上，使家用电器开关的电气寿命得到了提高。 

学术界和工业界对银基复合触头材料在电阻性负载下的电性能有了基本的了解，但对于电容性负载、LED灯负载、感应负载等条件下触头材料的劣化问题，却鲜有结论和试验结果可供参考。在开关这类非电阻率负载的过程中，往往会产生过流和过压(浪涌负载)，使触头更容易发生故障。这种苛刻的电气负载条件对接触材料911的电气性能提出了更高的要求。因此，研究电涌载荷作用下触头材料的电性能，分析触头材料在电涌载荷作用下的退化破坏过程及机理具有实际工程价值。

本研究以典型的氧化银镉触头材料为实验对象，对其开闭电容性负载的电性能参数的降解过程进行了实验研究。此外，利用扫描电镜获取材料熔焊失效的微观图像，并提出可能的失效机理。

所使用的测试系统已在上文第1213条中详细描述，机械系统结构图如图1所示。主要技术指标如下:触点开距、超距、空距等距调整参数调整精度10米;接触压力测量范围44N;接触电阻测量分辨率小于1米Ω;电弧时间分辨率4 s;电弧能和回弹能的分辨率为1mJ。该测试系统的软件主要包括电气性能综合参数计算程序和人机交互界面两部分。基于图形化编程环境，编写了仿真测试系统的人机界面。采用RS232硬件接口与下位机系统进行信息传输，实现了握手通信、测试参数设置、触点分离和闭合动作控制等功能。通过PCI通讯协议将采集到的测试原始数据读入上位机，计算、显示和存储在人机交互界面上的电气性能特征参数，实现键合报警和保护功能。

详细的测试条件如表1所示。测试中选择的接触材料如图2所示。测试电路图如图3所示。

电气寿命试验中典型的触点闭合电压和闭合电流如图4所示。在电路中电容性负载和电容放电作用下，接触点400 s的机械跳变导致了接触点间的短脉冲涌流。80A的峰值电流是18A稳定电流的4倍以上。

触点断开时的电压和电流波形如图5所示。在接触破坏初期，接触压力逐渐减小，接触电阻逐渐增大。由于触点支路电流Ia减小存在一定的电感阻碍，触点电流的减小过程较慢，直到触点压力降至零，触点完全断开，持续时间为32 s。在接触电流Ia缓慢减小的过程中，线路的等效电感会产生自感电位，如图5中凸包对接触电压Ua的影响所示。凸包的峰值约为8V。当接触电流降至零时，线路等效电感所储存的能量完全释放，接触支路完全断开。此时，触头两端的电压Ua等于电容电压，约为5V，如图5所示。这个电压小于此时的接触电压，所以没有产生电弧，仍然处于断开状态。

电阻的增大在一定程度上与接触材料成分和接触面积的退化状态有关。因此，对试验后200次的碰撞力和静压试验数据进行对比分析，如图7所示。从图7可以看出，剧烈电弧起弧后，冲击力增大，静压下降。在力学参数不变的前提下，表明接触开口距离可能发生变化，即电弧烧蚀导致接触表面发生材料损失，使开口距离增大，而表面凸起可以减小接触面积。