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高压电器 2021年第8期57卷 61-68页

作者：董哲秦靖舒彭辉关向雨武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国家电网成都供电公司成都610041 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

插接式的气体绝缘母线(gas insulated bus,GIB)触头是大电流、非空气介质下的电接触理论在工程上的典型应用,触头通过导电杆与触指间的滑动接触来克服因导体热胀冷缩产生的热应力。设备长期运行过程中因导电杆滑动而产生的摩擦磨损直接... 详细信息

插接式的气体绝缘母线(gas insulated bus,GIB)触头是大电流、非空气介质下的电接触理论在工程上的典型应用,触头通过导电杆与触指间的滑动接触来克服因导体热胀冷缩产生的热应力。设备长期运行过程中因导电杆滑动而产生的摩擦磨损直接影响触头的电接触性能。为揭示大电流、非空气介质下GIB触头的接触退化机理,文中首先对GIB触头接触模型进行简化,接着搭建了简化接触模型试样的载流摩擦试验平台,基于该平台开展了不同气体介质、接触压力和电流载荷下GIB触头试样的摩擦试验,通过高精度万用表获取了摩擦过程中试样接触电阻,并利用光学轮廓仪和SEM/EDS测量了试验后样品的摩擦磨损程度及表面能谱。试验和测量结果表明,非空气介质下,在一定限度内,随着接触压力和电流载荷的增大触头的接触电阻呈现下降趋势;同一运行条件,相比于空气介质下的电接触,非空气接触下试样表面的摩擦磨损程度较低。文中的研究结果可为其他大电流、非空气介质下的电接触设备退化预测提供参考。

关键词：插接式气体绝缘母线触头大电流非空气接触退化载流摩擦试验

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GIS断路器接触退化及负载能力评估的研究

GIS断路器接触退化及负载能力评估的研究

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作者：刘亚男武汉大学

学位级别：硕士

GIS断路器作为电力系统中重要的一次设备,其负载能力和开断能力是保障电力系统正常安全运行的关键。电网结构的调整和系统运行方式的变化要求一次设备具有良好的负载能力,GIS断路器本体所能承担负载电流的大小,决定了串联线路动态增容... 详细信息

GIS断路器作为电力系统中重要的一次设备,其负载能力和开断能力是保障电力系统正常安全运行的关键。电网结构的调整和系统运行方式的变化要求一次设备具有良好的负载能力,GIS断路器本体所能承担负载电流的大小,决定了串联线路动态增容的限值。断路器作为操作最为频繁的开关类设备,其触头材料长期工作在高温高压的SF6气体中发生接触退化现象,是限制其负载能力的重要因素。因此,开展GIS断路器主触头接触退化及负载能力评估的研究,有助于提高GIS断路器设备的运行水平,为电力系统的运行和发展提供保障。本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)子课题,立足于GIS断路器主触头基本电接触性能(电气性能、机械性能和热性能)和负荷电流引起温升作用下的应力松弛现象,对GIS断路器主触头的接触退化以及负载能力开展了相关研究和分析。本文首先探讨了 GIS断路器主触头合金的应力松弛现象和松弛规律,介绍了接触电阻基本理论,根据应力松弛对接触压力的影响规律及接触压力、接触电阻等效计算方法,分析并揭示了在应力松弛作用下GIS断路器自力型触头接触压力减小和接触电阻增大的接触退化机理。断路器触指的温升是影响其负载能力的关键因素,本文针对GIS断路器灭弧室内承担主要负荷电流的主触头建立了结构-热-电耦合有限元的数值温升计算模型,运用电接触理论和材料力学相关理论对结构场计算结果等效处理,将结构场计算结果通过导电桥模型代入热-电耦合计算模型中,对主触头正常接触状态、触头合闸不到位、触头对中度不足情况下的结构场和温度场进行了计算和分析,为GIS断路器主触头接触劣化与负载能力分析奠定了基础。应力松弛现象是导致自力型触指间接触压力减小和接触电阻增大的重要原因,触头合金材料的应力松弛会直接影响GIS断路器触指的接触退化和温升,进而降低断路器整体的负载能力。本文在开展GIS断路器主触头多场耦合有限元计算的基础上,分析了负荷电流、接触电阻、环境温度对触头温升的影响;根据规程规定的温升限值,计算了设备最大负荷电流与接触电阻变化的对应关系;结合触头合金材料在负荷电流温升作用下的应力松弛特性,提出了基于应力松弛的GIS断路器接触退化及负载能力评估方法,为电力系统动态增容提供了理论依据与技术支撑。

关键词： GIS断路器接触退化负载能力评估应力松弛温升

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GIS隔离开关接触退化及负载能力评估的研究

GIS隔离开关接触退化及负载能力评估的研究

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作者：李彦彰武汉大学

学位级别：硕士

GIS隔离开关作为电力系统中的串联设备,负载能力是其重要的安全指标和性能参数。GIS隔离开关负载能力的大小直接影响着整个电网的安全稳定运行与升级改造,其负载能力过载将导致设备过热,降低金属机械强度,加速绝缘老化以及金属的应力松... 详细信息

GIS隔离开关作为电力系统中的串联设备,负载能力是其重要的安全指标和性能参数。GIS隔离开关负载能力的大小直接影响着整个电网的安全稳定运行与升级改造,其负载能力过载将导致设备过热,降低金属机械强度,加速绝缘老化以及金属的应力松弛,严重时甚至烧毁设备造成短路从而引起电网大面积停电事故,造成重大经济损失,并带来不良社会影响。因此,开展GIS隔离开关接触退化及负载能力评估的研究,有助于提高其电气连接可靠性以及负载能力,为电网的安全稳定运行提供保障。本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)子课题3“基于大数据挖掘分析的输变电设备状态评估关键技术”中的“负载能力动态评估技术”,立足于GIS隔离开关的应力松弛现象和基本电接触性能(电气性能、机械性能和热性能),对GIS隔离开关的接触退化以及负载能力开展了以下几个方面的研究;-应力松弛现象是导致弹性元件(抱紧弹簧)失效的主要形式,弹簧的失效将造成GIS隔离开关接触压力的减小,从而导致GIS隔离开关的接触退化与温度上升。因此,本文对GIS隔离开关触头进行了受力分析,建立了 GIS隔离开关梅花触头抱紧弹簧应力松弛有限元数值计算仿真模型,研究了 GIS隔离开关抱紧弹簧在不同温度下的非线性应力松弛行为,为GIS隔离开关接触特性及温升特性的研究奠定了基础;温升是检验GIS隔离开关运行状况是否良好以及负载能力的重要指标。因此,本文在分析电接触理论与GIS隔离开关触头多场耦合现象的基础上,建立了 GIS隔离开关触头的导电桥电接触等效模型以及三维电-热-结构多场耦合温升数值计算模型,利用该模型分析研究了正常运行条件下GIS隔离开关触头的电场、温度场和应力场分布特性,并将不同电流下GIS隔离开关触头温升计算结果与测试结果进行了对比分析,验证了所建立数值计算模型的有效性,为GIS隔离开关接触退化以及负载能力评估的研究奠定了基础;基于GIS隔离开关触头电-热-结构耦合三维有限元数值计算模型,分析了环境温度变化、负荷电流、接触电阻以及合闸不到位等相关因素对GIS隔离开关触头温升的影响;分析了应力松弛、接触电阻、温度及负载能力之间的相互影响关系,根据环境温度为40℃条件下触头导体的最高允许运行温度不得超过105℃的运行标准,结合GIS隔离开关的应力松弛现象和温升特性,通过温升仿真计算模型,得到了触头接触电阻与GIS隔离开关负载能力之间的对应关系,并分析研究了不同初始接触电阻的GIS隔离开关在不同负荷电流下的接触退化过程以及负载能力,为电力系统动态增容技术提供了理论指导与技术支撑。

关键词： GIS隔离开关接触退化负载能力评估应力松弛温升

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微波MESFET_s中金属-GaAs相互作用及接触退化(续)

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电子产品可靠性与环境试验 1995年第6期13卷 19-25页

作者： ENRICO ZANONI ALESSANDRO CALLEGARI 李志国北京工业大学 Italy 100022 U.S.A

4 欧姆接触的退化源和漏欧姆接触电阻直接影响着寄生串联电阻Rs和Rd,并由此而影响器件的特征参数如Idss,gm,Po,NF等。 GaAs上的欧姆接触最常采用的是Au-Ge-Ni合金系统,因为它能提供高频、大功率应用所需的低接触电阻（0.1-0.5Ωmm）。 ... 详细信息

4 欧姆接触的退化源和漏欧姆接触电阻直接影响着寄生串联电阻Rs和Rd,并由此而影响器件的特征参数如Idss,gm,Po,NF等。 GaAs上的欧姆接触最常采用的是Au-Ge-Ni合金系统,因为它能提供高频、大功率应用所需的低接触电阻（0.1-0.5Ωmm）。表4总结了对试验样品的Au-Ge-Ni欧姆接触进行研究得出的最新结论。接触电阻的增加归因于四种效应:（1）Au对Ga的过量吸杂作用造成Ga外扩散,在接触下产生一个电阻率较高、成份失配的多缺陷区域。在最上面的Au层和Au-Ge-Ni之间加入合适的扩散阻挡层可以减少这种影响。（2）覆盖层结构会对接触产生不利影响,这可能是由于有互扩散的原因。（3）Au和Ni的内扩散会降低接触区下面半导体的掺杂浓度。（4）热退火会使NiAs（Ge）或Ni2GeAs晶相和GaAs之间的接触面积减小。

关键词：砷化镓 MESFETs 接触退化

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n－GaAsTi／Mo／Ti／Au中肖特基势垒接触稳定性的研究

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北京工业大学学报 1996年第2期22卷 40-47页

作者：李志国赵瑞东程尧海吉元郭伟玲孙英华李学信张斌吕振中北京工业大学电子工程学系南京电子工业部55所

对Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ａｕ作为栅金属的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ进行了高温反偏（ＨＴＲＢ）、高压反偏（ＨＲＢ）、高温正向大电流（ＨＦＧＣ）、高温存贮（ＨＴＳ）４种不同的应力试验。通过ＨＲＢ，φｂ从０．６４ｅＶ减少到０．６２ｅ... 详细信息

对Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ａｕ作为栅金属的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ进行了高温反偏（ＨＴＲＢ）、高压反偏（ＨＲＢ）、高温正向大电流（ＨＦＧＣ）、高温存贮（ＨＴＳ）４种不同的应力试验。通过ＨＲＢ，φｂ从０．６４ｅＶ减少到０．６２ｅＶ，理想因子ｎ略有增大，ＨＴＳ试验中φｂ从０．６７ｅＶ增加到０．６９ｅＶ。分析表明，这归因于界面氧化层的消失，以及Ｔｉ与ＧａＡｓ的反应；ＨＦＧＣ试验结果表明，其主要的失效模式为烧毁，同时，ＳＥＭ观察中也有电徙动及断栅现象发生。ＡＥＳ分析表明，应力试验后的样品，其肖特基势垒接触界面出现模糊，有明显的互扩散和反应发生。

关键词：砷化镓肖特基势垒接触退化

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