刀闸触头材料在电流下的腐蚀行为及银-石墨烯耐蚀涂层的研究

发布时间：2021-09-25 08:21

　　隔离开关（刀闸）是变电站中使用量最大的高压开关设备,长期服役于户外并暴露于大气中。触头触指作为其核心部件经受着大气及各种严苛服役条件的侵蚀,导致热缺陷频发。与一般的腐蚀不同,触头触指承受的是在电流作用下的腐蚀。为提高其导电能力和耐蚀性能,通常会进行镀银处理。但由于刀闸需要经常合开,镀银层的磨损剥落会导致铜作为阳极迅速腐蚀,失去其优良的导电性能,威胁电网运行安全。本论文基于应用需求,研究了刀闸触头基底材料紫铜在电流下的腐蚀行为,并制备了银-石墨烯复合镀层,用以改善触头材料的耐腐蚀和耐磨损性能。主要研究内容和研究结果如下:首先,利用自制的带电腐蚀装置研究了刀闸触头基底材料紫铜在电流下的腐蚀行为。结果表明,紫铜在电流作用下的腐蚀失重随腐蚀时间的延长而增加,腐蚀速率先增大后减小,且加载电流越大,腐蚀速率越快。无电流影响下生成的腐蚀产物对基底有一定保护作用,而外加电流影响下的腐蚀锈层对基底的保护作用较弱。电流的作用不会增加腐蚀产物的种类,但会加速碱式氯化铜的生成。其次,利用复合电沉积技术在铜基底上制备了银-石墨烯复合镀层。通过研究石墨烯在不同分散剂中的分散性,解决了石墨烯在水性介质中的分散性差的... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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近5年隔离开关缺陷率变化趋势

华南理工大学工程硕士学位论文2图1-2 隔离开关紧急（重大）缺陷类型分布[4]Figure 1-2 Distribution of emergency (major) defect types of isolate switch[4]户外高压隔离开关的典型故障主要包括两大类。第一类是机械故障，它包括绝缘子断裂，机构传动部分卡滞，转动轴锈死，熔断丝熔断，接触不良等；第二类是触头材料本身失效导致的热缺陷[2, 3]。触头材料主要是由紫铜以及表面的镀银层组成，镀层的作用是为了防止基体铜过氧化，且可以提高触头接触部位电流导通能力，而镀银层硬度较低，容易在触头服役的过程中磨损甚至剥落导致露铜，使得基体铜作为阳极迅速腐蚀，导致热缺陷的发生。其实，机械故障本身也有很多缺陷是由于结构材料腐蚀而导致的，比如接触不良，轴距断裂，合闸不到位等问题。因此，对隔离开关由于腐蚀导致的故障进行分析并研究其因果关系

要测试包括镀层的厚度、显微硬度、结合力和耐蚀性等。1.5 总体技术路线本文的总体技术路线如图1-3所示。图1-3 总技术路线图Figure 1-3 General technical route


本文编号：3409422