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| 1 | 电弧作用下电接触材料的热烧蚀过程显示文摘电弧作用下,电接触表面局部温度超过材料相变温度,材料发生熔化、蒸发,进而接触表面形成熔池、烧蚀坑。电弧烧蚀将严重影响电接触性能,缩短材料使用寿命。为此建立了电弧的磁流体动力学模型,基于热传导理论,求解了电接触副浸铜碳材料–铜锡材料的温升侵蚀规律,分析了不同电弧电流、不同弧隙下接触材料烧蚀过程的变化规律;考虑浸铜碳材料的蒸发、升华,求解了材料表面的温度分布、熔池的形成情况、熔池内部的速度分布。仿真研究结果表明:铜锡材料温度升高的速度较慢,而浸铜碳材料温度迅速上升并发生相变形成烧蚀熔池。电弧电流越大,浸铜碳材料表面的烧蚀熔池域越大;弧间隙增加,浸铜碳材料表面烧蚀熔池半径变大。浸铜碳材料熔化、蒸发、升华后,材料表面形成了烧蚀熔池凹坑,表面最高温度在碳的升华温度附近波动,熔池内部液体的流动导致材料表面不光滑。 | 伍玉鑫 杨泽锋 高国强 魏文赋 李春茂 吴广宁 | 2019 | 高电压技术2019，45，7： | 18 |
| 2 | 继电器铜触点材料金属液桥仿真研究显示文摘基于流体动力学模型,研究了继电器铜触点材料金属液桥的形成过程。采用包含质量连续方程、动量守恒方程、能量守恒方程和电场方程的数学模型,考虑金属液桥在焦耳热作用下的熔化,通过COMSOL Multiphysics有限元多物理场仿真软件平台的移动网格结合自动重新剖分网格技术,解决了金属液桥与电极结合区域的形变问题。建立了触点间距4μm、初始液桥直径4μm、电流为直流20~50 A的简化二维轴对称金属液桥仿真模型。分析了不同时刻触点金属液桥几何形貌、液桥截面温度分布、液桥电流密度流线分布等关键特征参数的变化规律,同时还对不同电流下的金属液桥熔化时间进行了计算。仿真结果表明:金属液桥的最高温度区域最先出现在液桥中部最细区域;热膨胀应力和表面张力是影响金属液桥形变的主要因素;随着负载电流的增大,金属液桥的熔化时间大幅缩短。 | 薄凯 周学 翟国富 焦通 | 2018 | 电器与能效管理技术2018，，4： | 9 |
| 3 | 真空开关电器中接触触点热过程的仿真研究显示文摘金属蒸气是真空开关电弧存在的根源,基于流体动力学理论,建立真空开关开断初期分离最终电接触触点由固体、金属液桥到金属蒸气相变过程的完整模型。考虑了金属触点的熔化变形边界,同时关注金属液桥断裂后金属蒸气的扩散过程,计算结果表明电触点最高温度点出现在接触触点的中心,也正是金属桥断裂形成的初始位置。金属液桥相变过程中伴随金属蒸气的蒸发,并在真空环境中迅速扩散,在阴极斑点形成之前,金属蒸气密度高达1.092×10^25m^-3,并沿着扩散半径迅速降低。计算结果表明,随着电极加载电流的增大,金属液桥完全断裂时间大大缩短。 | 付思 曹云东 李静 侯春光 | 2019 | 真空科学与技术学报2019，39，7： | 6 |
| 4 | 采用DMM计算方式的高压断路器气流场仿真分析显示文摘针对压气式SF 6灭弧室气流场的高精仿真,采用一种基于动触头侧运动(dynamic contact moving method,DMM)的计算方式,结合气流场控制方程组和湍流方程联合求解;运用域动分层法动网格更新技术,对比传统仿真求解中采用的静触头部分运动(stationary contact moving method,SMM)计算方式,研究灭弧室内部气流场特性的规律。通过静弧触头端部和压气室出口处的气流压力和密度动态分布对比分析,在触头分开全过程中,运用SMM和DMM这2种不同计算方式对冷态气流场仿真均具有可行性。仿真结果表明,在小开距情况下,采用DMM计算方式时,动、静弧触头区域有相对更强的气流压力差,喷口喉部出现明显阻塞,压气缸与喷口上游通道的气流密度更高,更贴近灭弧室开断初期内部气流场的真实状况,可准确描述断路器气流场参数的分布及变化规律。 | 朱玉华 付思 | 2019 | 中国科技论文2019，14，7： | 1 |
| 5 | 真空断路器分断金属液桥形成的数值模拟显示文摘为研究高压真空断路器触点分断电弧的产生机理,考虑触点表面微观形貌,建立真空环境下铜触点电接触的几何模型和数学模型。数值模拟真空断路器分断时金属液桥的形成过程,其中金属液桥的熔化电压与铜材料的熔化电压近似相等,证明建立仿真模型的正确性。得出金属液桥形成中的温度分布及熔化相变体积变化;探究触点初始分断电流、表面粗糙高度及初始接触压力对金属液桥形成的影响。数值计算结果表明:金属液桥的电势差由电接触位置向电极两边逐渐减小;模型最高温度出现在电接触位置;金属液桥的形变受热膨胀力与表面张力共同作用,随着熔化相变体积的增大,影响金属液桥形变的主导因素从热膨胀力逐渐过渡为表面张力,因此其形状由最初的圆柱形变为哑铃型;金属液桥熔化所需时间随触点初始分断电流和触点表面粗糙高度的增大而减小,随触点初始接触压力的增大而增大。为进一步研究真空金属蒸气电弧的形成机理及提高断路器的可靠性和寿命提供理论支持。 | 赵永秀 王瑶 王骑 田江晖 | 2021 | 西安科技大学学报2021，41，1： | 0 |
| 6 | 配用CuCr合金电极的真空介质开关电弧阳极热过程分析显示文摘真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力。文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介质开关在故障电流开断下阳极热过程的变化情况,得到阳极触头表面温度和熔池范围沿径向和轴向的分布。仿真结果表明,开断故障电流的增大及电极合金材料中Cu含量的增大均会导致输入阳极的能流密度增大。在200 A电弧电流作用下,阳极表面温度未达到CuCr合金的熔点,未发生熔化;而在6 kA电弧电流作用下,阳极温度先后达到Cu和Cr的熔点,电极熔化程度随合金中Cr含量的增大而减弱。 | 刘晓明 王宇凡 陈海 史红菲 陈军平 周嵚 | 2024 | 真空科学与技术学报2024，44，1： | 0 |
| 7 | 导轨材料抗电弧烧蚀性能显示文摘采用真空感应熔炼铸造的方法制备Cu-0.7Cr-0.12Zr基体材料,用真空自耗熔炼的方法制备Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb-1SiC-0.5Gr(石墨)-2W导轨用复合材料,在自制的电弧烧蚀装置上分别测试两种材料的烧蚀率,观察了它们的烧蚀特征,对比分析材料在不同烧蚀次数、不同面电流密度下烧蚀率和烧蚀形貌的变化。结果表明,随着烧蚀次数和电流密度的增加,两种材料的烧蚀面积逐渐增大,烧蚀率先升高后降低。基体材料和复合材料的烧蚀率差距逐渐减小,从4.2∶1减小到1.8∶1。 | 谭本立 范新会 刘杰 王鑫 李炳 杨珂 | 2022 | 铸造2022，71，9： | 0 |
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