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石墨烯对铜钨合金材料抗烧蚀性能多场数值模拟研究
1
作者
丁一
毛光辉
+5 位作者
王树坤
韩钰
高健峰
陈保安
庞震
刘倓
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期12162-12167,12174,共7页
随着人们的用电需求持续增大,高压电网及特高压电网的系统运行需要得到足够的保障,高压断路器的开断寿命成为影响高压及以上电压电网线路安全运行的重要因素。在电触头高压开断的过程中,由于击穿放电形成拉弧烧蚀等原因,触头表面会产生...
随着人们的用电需求持续增大,高压电网及特高压电网的系统运行需要得到足够的保障,高压断路器的开断寿命成为影响高压及以上电压电网线路安全运行的重要因素。在电触头高压开断的过程中,由于击穿放电形成拉弧烧蚀等原因,触头表面会产生材料转移,多次累积下会造成电触头失效的结果,从而产生安全隐患。提高电触头的耐烧蚀性能非常重要,而目前对烧蚀性能的评价仍然依赖昂贵的型式试验验证。调研了石墨烯/铜钨(CuW)合金的制备方法和各种性能,以及高压电触头的开断过程中的物理过程。接着采用了石墨烯的掺杂改性铜钨整体触头材料,建立了电触头高压烧蚀仿真模型,通过有限元方法分析在多场作用下电触头的电弧侵蚀过程。结果发现石墨烯在CuW材料中均匀分布时能够提高材料的密度和力学性能,从而使电触头具有更好的力学以及电学性能。通过对电触头高压烧蚀过程的理论模拟和仿真模型的计算,得到电弧侵蚀下的电触头温度分布,对比石墨烯改性CuW以及现役传统CuW的电弧侵蚀下的电触头温度分布,发现石墨烯改性CuW具有更强的抗电侵蚀能力。初步解释了石墨烯在铜钨合金中的增强机理,并为后续石墨烯掺杂铜钨电触头的研发提供理论和模拟水平上的指导。
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关键词
石墨烯改性材料
铜钨合金
电触头
有限元方法
仿真模拟
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职称材料
题名
石墨烯对铜钨合金材料抗烧蚀性能多场数值模拟研究
1
作者
丁一
毛光辉
王树坤
韩钰
高健峰
陈保安
庞震
刘倓
机构
国网
智能
电网
研究院
有限公司
(
先进
输电
技术
全国
重点
实验室
)
国家
电网
有限公司
山东泰开高压开关
有限公司
出处
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期12162-12167,12174,共7页
基金
国家电网有限公司总部科技项目(5500-202158363A-0-0-00)。
文摘
随着人们的用电需求持续增大,高压电网及特高压电网的系统运行需要得到足够的保障,高压断路器的开断寿命成为影响高压及以上电压电网线路安全运行的重要因素。在电触头高压开断的过程中,由于击穿放电形成拉弧烧蚀等原因,触头表面会产生材料转移,多次累积下会造成电触头失效的结果,从而产生安全隐患。提高电触头的耐烧蚀性能非常重要,而目前对烧蚀性能的评价仍然依赖昂贵的型式试验验证。调研了石墨烯/铜钨(CuW)合金的制备方法和各种性能,以及高压电触头的开断过程中的物理过程。接着采用了石墨烯的掺杂改性铜钨整体触头材料,建立了电触头高压烧蚀仿真模型,通过有限元方法分析在多场作用下电触头的电弧侵蚀过程。结果发现石墨烯在CuW材料中均匀分布时能够提高材料的密度和力学性能,从而使电触头具有更好的力学以及电学性能。通过对电触头高压烧蚀过程的理论模拟和仿真模型的计算,得到电弧侵蚀下的电触头温度分布,对比石墨烯改性CuW以及现役传统CuW的电弧侵蚀下的电触头温度分布,发现石墨烯改性CuW具有更强的抗电侵蚀能力。初步解释了石墨烯在铜钨合金中的增强机理,并为后续石墨烯掺杂铜钨电触头的研发提供理论和模拟水平上的指导。
关键词
石墨烯改性材料
铜钨合金
电触头
有限元方法
仿真模拟
Keywords
graphene modified material
CuW alloy
electric contact
finite element method
simulation
分类号
TB333.12 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
石墨烯对铜钨合金材料抗烧蚀性能多场数值模拟研究
丁一
毛光辉
王树坤
韩钰
高健峰
陈保安
庞震
刘倓
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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