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减小直流继电器触头燃弧时间的关键技术研究

刘云  
【摘要】:随着设备自动化、智能化程度的提高,继电器逐渐朝着高电压、大电流的方向发展。电压、电流的升高势必会增大触头通断瞬间的电弧能量,加大熄弧难度;直流电流不存在过零点,导致电压电流升高后电弧更难熄灭、燃弧时间更长。因此减小触头燃弧时间,对于加速熄弧、减轻触头侵蚀、提高触头电寿命,具有重要的现实意义。 本文介绍了影响触头燃弧时间的主要因素,如磁场、环境气氛、触头材料、机械参数、电路参数等;以磁场驱弧、RC灭弧和触头材料为研究对象,对其工作原理、特点以及研究现状与不足进行了介绍和总结。 为了研究磁场驱弧、RC灭弧和触头材料对燃弧时间的影响规律,本文利用虚拟仪器技术设计并搭建了一套触头燃弧时间分析测试系统。该系统可实现触头电压、电流波形的实时采集、存储,并具有自动监测和报警功能;试验结束后可对电压、电流波形进行再现读取,并利用Labview软件编程计算触头燃弧时间。 本文利用搭建的测试系统,分别从磁场驱弧、RC灭弧和触头材料这三个方面开展了一系列触头燃弧时间测试试验。 驱弧磁场方面,利用12对AgSnO_2触头在13-94mT的磁场强度下进行触头电性能试验,试验结果表明:横向磁场对闭合燃弧时间基本无影响;分断燃弧时间随磁场强度增大而单调减小,磁场强度和分断燃弧时间均存在临界值。 RC灭弧电路方面,利用2只G50WF进行并联与未并联RC灭弧电路的电寿命对比试验,试验结果表明:RC灭弧电路能有效提高高压直流继电器的电寿命;RC灭弧电路能明显减小分断燃弧时间,但是对闭合燃弧时间基本无影响。 触头材料方面,利用6只直流继电器进行不同触头材料下的电性能试验,试验结果表明:动静触头材料按燃弧时间大小排序为:AgWC40/AgWC40CuCr30/CuCr30CuTeSeFe/CuCr25XCuCr25X/CuTeSeFe;触头材料配对方式不同,燃弧时间明显不同。


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