JF04C电接触触点材料测试系统

配用软件最新版本 3.20, Build in 09.2015

系统简介

  JF04C电接触触点测试系统采用计算机控制模拟触点分断动作,通过在设定的闭合压力、触点间距、动作频率、分断比等条件下,检测燃弧电流、燃弧电压、 燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、闭合冲击、接触电阻、触点弹跳等的变化情况,以确定触点材料成分、电弧、环境气体、形状、硬度、电路条件等多种因素对电接触 特性的影响,以便为材料研制、触点配对、触点的应用、机械设计等提供依据。与传统的ASTM实验机仅提供有限的失效动作次数、接触电阻、温升信息相比,JF04C所提供的信息要丰富得多,以便从多个角度考察变化。

  整套测试系统由计算机、测试机柜、电源机柜、实验架台等部分组成。测试机柜又由力学测试、接触电阻测试、电弧参数测试、驱动控制等部分组成。




主要特点

基于计算机测控,可获取多种有用信息:燃弧电压、燃弧电流、燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力等;
专用检测电路设计,测试精度高;
仪器功能强大,使用简单灵活;
即可用于材料性能评价,也可用于成品(继电器、接触器等)的检验;

主要技术指标

  JF04C可以配用不同的检测气室/模块,表中标注*参数为可根据实际情况调整。

技术指标 技术参数
动作次数范围: ≤10,000,00次(一百万次)
测试电压范围*: ≤400V
测试电流范围*: ≤100A
支持电源类型: DC / AC(直流/交流)
电接触测试方式: 分断(滑动或滑动分断需改变实验架台)
接触电阻测试范围: 0.01mΩ~20Ω
接触压力调节范围: 20~200cN

发展历程

  由于贵金属(金、银、铂、钯、锇、钌、铑、铱)具有良好的电学综合性能并在国防、电子、电气等各个行业使用,其在实际应用中的电性能检测是科研和生产人员关注的重点,贵研所早在70年代末就组织人员探索相关技术,并取得一定的成绩,随着90年代后一些高性能电接触材料的研制和电工行业对触点性能测试要求被提出来,在这种背景下, 94年第一台基于计算机的测试系统投入运行,后被陆续改进。最近一次改进为2006年,整个系统进行了重新设计,由台式机变为柜式机,各方面性能得到了较大提高。


应用实例及参考文献


实时测试结果曲线

  测试系统可逐次检测并记录开闭过程中的燃弧电流、燃弧电压、燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、闭合冲击力、闭合电阻、触点弹跳等的情况,为事后分析提供丰富的内容。


  通过对测试过程中得到的数据进行分析可以得到接触电阻、熔焊、接触压力、燃弧能量等的变化趋势,如图所示,随着分断次数的增加,熔焊的频度和幅值均在增加,动作次数超过1万次后多次发生60cN的熔焊,如果在实际器件中设计分断力小于60cN则器件会发生焊死的故障,已经失效。
  第二幅图则为接触电阻变化图,到接近失效阶段,接触电阻开始明显抬升。

随着实验过程熔焊力变化情况(单位:cN)

随着实验过程接触电阻变化情况(单位:Ω)


  右图为三种基于相同工艺和基本配方的银/氧化锡(Ag/SnO2)触点材料,使用不同的微量添加组分,采用弧面/平面触点自配对进行实验,实验条件如下:

  • 电压:交流 220V AC(有效值)
  • 电流:10A(有效值)
  • 负载:纯阻性负载
  • 接触压力:10cN

  通过实验可以明显观察到燃弧能量不一致,兰色的燃弧能量最大,红色,绿色则小得多,说明红色、绿色配方中添加组分有效得抑制了电弧的发生。最终兰色因强熔焊导致失效;而红色虽然燃弧能量小,但烧蚀严重,最终因接触不良失效,而各方面性能均衡的绿色实验寿命最长。

三种材料燃弧能量对比(单位:mj)


  部分参考文献如下,更多文献请检索专业科技信息系统:

GB/T 15078-2008 贵金属电触点材料接触电阻的测量方法
GB/T 14598.1-2011 电气继电器的触点性能
继电器、微动开关触头燃弧时间与电弧能量关系的研究(西安交通大学)
Ag-LaNiO3-δ电接触材料的直流电弧特性研究(贵研所)
AgSnO2电触头材料检测技术现状分析(桂林电器科学研究所)
Study of the Material Transfer Characteristics and Surface Morphology Due to Arc Erosion of PtIr Contact Materials(贵研所)

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