弱电短路线材涂层对熔痕形成的影响分析

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1、弱电短路线材涂层对熔痕形成的影响分析摘要：为了定量研宄弱电流条件下电气故障的能量变化规律，本文所涉及的实验选择不同线材，分别经过加热、通电处理、不处理等实验过程，制备短路所形成的熔痕，并统计不同熔痕线径比。结合金属氧化层理论、晶体生长热力学和动力学理论，分析不同的线材表面镀层对短路熔痕线径比的影响，探究弱电流引起短路造成线材变化的本质，进而揭示弱电流短路过程中的能量积聚规律。关键词：弱电流；电气短路；镀层；线径比DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.1591刖目随着智能电气的普及，弱电流在生产生活有了广泛的应用，强电流是用

2、作一种动力能源，弱电流用于信息传递，其传输分为有线和无线两种。相比于强电流，弱电流更加隐蔽，人们往往忽视身边弱小电流的危害。随着现代技术的发展，弱电也渗透到了强电领域，如电力电子器件、无线遥控等。随之而来的弱电流故障隐患也不可避免，每年因此造成巨大损失。通常弱电流存在于传统家用电气的待机状态和现代智能电器工作状态。2实验方案为了探究弱电流短路的形成机理和短路熔痕特性，实验模拟在控制变量条件下弱电流短路的事故现场，制备弱电流条件下的短路熔痕。搭建制备一次短路熔痕的实验装置，选择笔记本电脑，汽车电池等常见弱电流工况做实验依据，输出20v>15v恒压直流电，电流上限

3、为1A。选择表面无镀层、表面镀锡、镀铝、镀镁、含铁的USB线材，经千分尺测量不同线材的平均直径在0.200mm至0.220mm之间，每组线材分别包括不处理，通电1A电流5小时，和自然老化无镀层USB线。依次取单股线材，制备短路熔痕，重复三次实验，并对应编号。3实验结果3.1形状分析通过视频显微镜对熔痕进行宏观分析，结果表明熔痕有ABCD4类：其中A类为偏置的球缺式，在表面无镀层、镀锡的线材通电或加热处理后的线材中，以A类熔痕为主，且A类熔痕出现明显的氧化膜破裂痕迹。B类为球式，在含铁的线材中，正负极都主要呈现这种形状，表明氧化膜覆盖完整，部分熔痕不圆润，呈现多

4、面体形状C类为柱状无明显变形式，在无镀层自然老化线材与表面镀铝的线材中，多呈现C模型，该模型熔痕端与导线分界过度区长，熔痕沿导线，呈现与导线形状相同的圆柱形。前三类出现在20v恒压源短路熔痕中。D类为球串式，出现在15v恒压源短路实验中，熔痕是多个小球串在一起形成的，线材熔痕区最长。3.2实验线径比分析经过试验，实验线材表面金属氧化物熔点比纯金属高，表一每组线材，氧化处理后短路熔痕线径比会比未处理大。纯金属中，镀层为铁的线材线径比最大，且其余线材线径比与镀层金属熔点成正比关系。表面氧化处理后，线径比的变化与金属氧化物熔点之间不符合上述关系。动力学分析：Pill

5、ing和Bedworth最先关注氧化膜的完整性和致密性，以PBR作为氧化膜的致密性判据，PBR表示金属与其氧化物的体积比值。金属氧化时，PBR