記憶合金材料壓片應(yīng)用在12kV1250A梅花觸頭的溫度場仿真研究.pdf

1、隨著真空斷路器的廣泛使用及不斷發(fā)展，真空斷路器的發(fā)熱問題也越來越受到國內(nèi)外真空斷路器研究專家們的關(guān)注。當(dāng)設(shè)備長期運行時，開關(guān)柜中真空斷路器的梅花觸頭和柜體靜觸頭連接處因氧化或接觸電阻過大而發(fā)熱，導(dǎo)致觸頭發(fā)熱異常而引起溫升故障，這種現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見問題。而且，過熱是一個不斷發(fā)展的過程，如果不加以控制，過熱程度會不斷加劇，將對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。
　　形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)，可以感知外界溫度，

2、并在加熱升溫后產(chǎn)生形狀位移的新型功能材料，當(dāng)位移受到限制時產(chǎn)生回復(fù)力。在斷路器的梅花觸頭上應(yīng)用記憶合金材料制成的壓片，當(dāng)觸頭因操作不當(dāng)或長期運行老化松弛而引起溫升過高時，記憶合金壓片感應(yīng)溫度變化，恢復(fù)原狀，增大梅花觸頭處的緊固力，從而增大了觸頭處的接觸面積，降低接觸電阻，進(jìn)而降低觸頭處的溫升，提高了斷路器運行的安全可靠性，避免因觸頭發(fā)熱異常而引起溫升故障。
　　本文基于記憶合金材料的溫度敏感性，采用有限元仿真分析技術(shù)手段，對使用記

3、憶合金壓片的真空開關(guān)柜的溫度場進(jìn)行仿真分析，對仿真驗證記憶合金壓片降低開關(guān)柜溫升的效果提供了參考依據(jù)。主要的研究工作如下：
　　第一章，闡述論文的研究背景、現(xiàn)狀、內(nèi)容以及意義。對引起真空開關(guān)柜溫升故障的主要因素進(jìn)行分析，在開關(guān)柜溫度場仿真分析的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了本文的主要思路與研究內(nèi)容。
　　第二章，闡述接觸電阻理論、傳熱學(xué)理論以及彈性力學(xué)理論。
　　第三章，分析記憶合金材料的材料特性、研究現(xiàn)狀以及主要用途研究了

4、記憶合金壓片的回復(fù)力與溫度試驗流程且獲得了試驗數(shù)據(jù)。
　　第四章，通過搭建不同的試驗平臺，利用微電腦恒溫試驗機(jī)對梅花觸頭進(jìn)行加熱，采用回路電阻測試儀測量記憶合金壓片與普通金屬壓片的不同組合形式下的接觸電阻，獲得最優(yōu)組合，并通過仿真驗證了最優(yōu)組合。
　　第五章，進(jìn)行了靜觸頭兩種接觸異常情況的試驗和仿真，并分別分析了兩種情況下對梅花觸頭安全性能的影響。
　　第六章，進(jìn)行了梅花觸頭的溫升試驗，并就三種不同的邊界條件分別進(jìn)行了