真空中直流电气银接点电弧特性和损耗形成机制之研究-高苑科技大学.PDF

真空中直流電氣銀接點電弧特性和損耗形成機制之研究 * ** ** ** 鐘鶴崋 邱源成 李榮宗 胡恩德 *高苑技術學院自動化工程系 **國立中山大學機械與機電工程學系 國科會計劃編號： NSC89-2212-E110-011 摘要 電弧能量、接點損耗和顆粒形態間的相關性。同時， 更深入探討氣壓對各損耗形成機制之模式，並期此實 本研究擬使用加裝真空設備之單發放電靜態接 驗的成果能作為我國電氣接點廠商研發新接點材 點試驗機，針對常用之銀電氣接點，藉改變真空度、 料，以及無塵室設計廠商改善接點損耗顆粒污染之參 脈衝電壓、及間隙距離等參數，進行各種實驗。結果 考。 顯示真空度明顯影響電弧放電所產生的電蝕孔四周 之表面形態，會由條狀金屬噴濺放射轉為薄片狀金屬 二、實驗設備與程序 噴濺顆粒，繼而呈現較大範圍的細狀粉末顆粒散佈。 2.1實驗設備 然而，電蝕孔面積皆隨著電極間隙距離的增加而減 本實驗使用一部單發放電之靜態間隙與量測系 少，真空度的高低影響較不顯著。 統及加裝真空設備的接點試驗機進行研究，如圖所1 示。本試驗機採用兩支非轉動軸型分離卡頭，在每支 關鍵字 ：銀接點，真空電弧，損耗機制。 分離卡頭上卡環旋轉一圈則主軸前進0.5mm距離。銀 接點試片被固定於1st分離卡上，撰寫程式並藉由電腦 一、前言 (PC)驅動步進馬達 (1.8 0/step) 來傳動一組速比1:50之 各種精密儀器大多數是以電力為動力源，在這些 蝸桿蝸輪機構作為水平左右微小移動，其移動距離之 儀器中須配置電氣開關、繼電氣或斷路器以作為連 精度可達0.025 µm 。為了消除分離卡頭的背隙對陽 接、切斷或改變電路電流之用。在電氣開關或斷路器 極試片次微米精度移動之影響，使用第二支分離卡頭 中，電氣接點（ Electric Contacts ）的損耗直接影響到 且透過固定在1st分離卡主軸上的參考平板來校正陽 開關的壽命及儀器的準確度。因此，探討真空及低氣 極試片的次微米移動,如圖 所示。把固定在第二支分1 壓作用下，電弧特性的變化及其對損耗顆粒形態影 離卡頭上圓型探頭連接到電動比測儀上，此儀器有精 響。 Holm 【1】和 Liewellyn 【2 】文獻中對電氣接點 度 為 0.1 µm 且 類 比 輸 出 的 次 微 米 檢 測 器 的放電現象各有說明。從事相關接點電弧特性和損耗 (mu-check) 。因此,透過這個檢測器裝置，可校正陽極 轉移的研究學者甚多【- 3~12 】。Germer 【3 】指出由 試片的次微米移動間距。進一步設計與操作於文獻 於不同的比率電弧瞬間強烈熱輸入，使一個原子接著 【15】更詳細的說明。 一個原子移除或汽化，結果造成材料從接點表面損 圖 2 表示在一部