[发明专利]电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置及其测试方法

说明书

本发明揭示了一种电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置及其测试方法，包括测试单元、数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元与数据处理单元相连接，测试单元与数据采集单元电性连接，测试单元包括可调速电机、测试电极、至少用于放置待测样品的样品台和电源，测试电极与可调速电机固定连接，测试电极设置于待测样品的上方，且其在处于第一工位时能够与待测样品接触并产生摩擦和烧损。本发明提供的电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置通过低电压摩擦起弧烧损，与电动汽车、充电装置等应用条件下电接触材料的工作环境更为相似，而且通过旋转摆臂实现周期摩擦起弧，可以避免磨屑造成的烧损干扰，同时对实时数据的记录采集提供了更好的可行性。

技术领域

本发明属于电工材料技术领域，具体涉及一种电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置及其测试方法。

背景技术

电接触过程中，两导体接触界面从分离到接触或从接触到分离时，一定条件下两者之间便会产生电弧。高能量、高温度的电弧会使接触材料表面熔化受损，恶化材料性能，降低材料使用寿命。因此，电接触材料的电弧烧蚀过程对评估电接触材料的使用寿命至关重要。

当前电接触材料的电弧烧蚀性能测试主要集中于受压接触的电弧烧蚀行为，主要针对高压电路的电触头材料，以提高接触力为目标来减少电弧烧损。随着电动汽车及其相应的充电桩产业的开发，因汽车振动产生的电弧、摩擦产生的电弧在所难免。采用原有评测方式，难以评估这类电弧损伤及其对安全性能的影响。国内也出现了带电摩擦测试电弧烧蚀性能的测试，简单地把摩擦磨损测试与电源连接进行往复式测试，进行最终质量烧损和体积烧损测量。但是这种方法不能有效体现电接触材料产生的电弧能量，另一方面不能有效去除磨屑对电弧烧蚀的负面影响，不能对电接触材料的抗电弧性能进行评估。

因此，从电动汽车产业需求出发，构建摩擦电弧测试方法，有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置及其测试方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现前述发明目的，本发明实施例采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置，包括测试单元、数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元与数据处理单元相连接，所述测试单元与所述数据采集单元电性连接；其中，所述测试单元包括可调速电机、测试电极、至少用于放置待测样品的样品台和电源，所述测试电极与可调速电机固定连接，所述测试电极设置于所述待测样品的上方，且所述测试电极在处于第一工位时能够与待测样品接触并产生摩擦和烧损。

本技术方案中，第一工位是指测试电极的下端部与待测样品的表面垂直接触时的位置。

进一步地，所述数据采集单元包括由电压测量装置、电流测量装置和电源组成的电路，以及补偿电路，所述补偿电路至少用于实现电压和电流的同时测试。

进一步地，所述数据处理单元至少用以实时记录数据和电压、电流和电弧曲线。

进一步地，所述测试电极采用钨电极。

更进一步地，所述测试电极与待测样品接触的一端部具有半球形结构。

进一步地，所述可调速电机上还设置有电机转盘，所述电机转盘上设置有限位块并连接压力传感器，用以对测试电极的位置和初始接触状态进行限定。

进一步地，所述测试单元还包括样品固定装置，至少用以对待测样品的位置进行限定。

本发明实施例还提供了一种电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试方法，包括：

提供前述的电接触材料摩擦电弧烧损的原位测试装置；

将待测样品固定于样品台上，将所述待测样品、测试电极和电源电性连接；