密封继电器内部气氛对寿命的影响分析.pdf
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1、124 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期(总第 357 期)2023 年 6 月Applications创新应用形成。另外,水蒸气附着在触点表面会形成一层水膜,还会在触点表面的微孔中形成微小溶池,加强触点表面的电化学反应,从而加剧触点的侵蚀,对触点的接触可靠性产生极大的影响。同时,水蒸气的存在对触点间的燃弧过程也可能产生影响,目前关于这方面的研究甚少,为此我们拟针对密封继电器所使用的保护气体氮气与微量水蒸气混合气体燃弧的情况进行研究。电弧作为一种热等离子体的特征为:粒子温度较高,约(103104)k的量级,并接近局域热力学平衡状态。电弧微观模型一般主要是以Eindhoven模型为基础,并
2、考虑所研究的航天继电器具体密闭的工作气氛情况进行修正。因此电弧微观模型是建立在热力学平衡的假设条件下,即认为电弧中各种粒子成分内部经过充分的碰撞,所有温度已经达到一个热力学平衡温度,及电子温度和重粒子温度相等,都等于气体的温度。由于电弧等离子体处于单温度热力学平衡状态,就可以应用Maxwell速度分布、Boltzmann粒子能态概率分布和Saha方程等确定其状态和参数。在燃弧状态下,N2、微量水蒸气与其他物质在密封继电器内部可能的化学反应(M为任意粒子)如下所示。N2M2NM NMNeM N2MN2eMH2OM2HOM OMOeM 0 引言随着军事装备和武器系统电子化、信息化、自动化程度的提高
3、,继电器的作用愈加重要,随着宇宙外太空空间探索活动的日益频繁,武器装备系统对满足外太空空间环境要求的继电器提出了更加严苛的要求1。1 研究背景为提高继电器的可靠性,继电器在充入保护性气体前必须进行高温焙烘、抽真空,然而在排气时器件内部的气体不可能彻底除尽。因此,继电器工作过程中,零件中未能除尽的气体将缓慢释放出来,与保护气体混合,形成杂质气体而污染触点;同时,水蒸气的存在也被证明对继电器触点的寿命有较大的危害。因此,有必要对继电器内部气氛对触点寿命的影响进行研究。2 微量水汽对密封继电器内部电弧的影响为提高继电器的可靠性,继电器通常在密封前充入惰性保护气体,其中氮气是较常见的一种保护性气体,以
4、其化学稳定好,性价比高而得到广泛应用。但工业上使用的高纯氮,仍不可避免在生产过程中混入少量的杂质气体,而微量水汽的存在也被证明对继电器触点的寿命有较大的危害;水汽含量较高时,在低温条件下触点表面将会结霜,触点会出现粘接失效。水蒸气的不良影响主要还在于它在电弧高温下分解释放出H和O,O的存在将促进触点金属表面膜的作者简介:张朝权,贵州航天电器股份有限公司;研究方向:电气工程。收稿日期:2022-10-21;修回日期:2023-05-27。摘要:阐述微量水汽对密封继电器内部电弧的影响,密封继电器内部CO2气氛与有机分子对触点接触可靠性的影响,对不同内部气氛对寿命影响进行试验,试验表明CO2气体分解
5、产生积碳是主要原因。关键词:继电器,内部气氛,密封,寿命。中图分类号:TM58 文章编号:1674-2583(2023)06-0124-02DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.051文献引用格式:张朝权.密封继电器内部气氛对寿命的影响分析J.集成电路应用,2023,40(06):124-125.密封继电器内部气氛对寿命的影响分析张朝权(贵州航天电器股份有限公司,贵州 550009)Abstract This paper describes the influence of trace water vapor on the internal arc of
6、sealed relays,the influence of CO2 atmosphere and organic molecules inside sealed relays on the contact reliability of contacts,and tests the influence of different internal atmospheres on the service life.The test shows that the carbon deposition generated by CO2 gas decomposition is the main reaso
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