应用扫描电镜分析研究铜导线短路熔珠形态特征

通过模拟实验制备铜导线短路熔珠样品,应用S-3400N扫描电镜观察其外观形态、微观形貌及显微组织.科学地分析了不同条件下形成的铜导线短路熔珠所具有的痕迹特征,并以此研究铜熔珠熔化性质、形成特点及机理.

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第 3卷第 4期2 7 1 00年 0月

沈阳工程学院学报 (自然科学版 ) J u a o h n a gIs tt f n ier g Naua S i c) o r l f e yn t ueo gn ei ( trl c ne n S ni E n e

Vo . 1 3 No. 4 Oc . 2 0 t 07

应用扫描电镜分析研究铜导线短路熔珠形态特征杨晓红孟广伊赵，,辉马子宁，( .沈阳工程学院基础部，阳 1 0 3; .中国刑警学院， 1沈 116 2沈阳 10 3 ) 10 5摘要：通过模拟实验制备铜导线短路熔珠样品，用 S 40应一3 0 N扫描电镜观察其外观形态、微观形貌及显微组织.学科

地分析了不同条件下形成的铜导线短路熔珠所具有的痕迹特征，并以此研究铜熔珠熔化性质、形成特点及机理 .关键词：扫描电镜；短路；熔珠中图分类号：042 2 8 .文献标识码：A文章编号：1 7—10 (0 70—00—0 6 3 6 32 0 )4 4 2 3

铜导线为电气线路中最常用的导线 .各种电气在

线路中，因线路老化、规安装、违布线混乱等均会造成导线短路故障 .由于短路瞬间强烈的电弧产生的高温会超过铜熔点，使铜导线局部迅速熔融、化，至造气甚

2实验结果与分析2 1短路熔珠宏观形貌特征分析 . 2 1 1较低电压短路熔珠宏观形态特征分析 ..

成铜熔滴的飞溅，因环境温度较低，间在导线熔断处瞬凝固成具有一定形状和特征的痕迹称短路熔痕 .短受

在低于 1电压下观察铜导线的短路现象 . 0V当红色电弧通过导线后，导线约在中间部位熔断，在熔断处端部形成熔珠，这一过程大约在 0 5 .内完成 . .~15秒通

路时线路负荷、电流、电压、环境及导线线径等不同条件影响，短路处会形成不同特征的熔痕 .常将短路处通形成的近似圆珠状熔痕称熔珠 .对模拟实验制备铜针导线短路熔珠样品，用扫描电镜观察其外观形态、应微观形貌及显微组织 .科学地分析了不同条件下形成的铜短路熔珠所具有的痕迹特征，根据其呈现痕迹特并征研究铜熔珠熔化性质、成特点及机理 .形

过扫描电镜观察电压分别为 45V、. 82V短路 . 68V、.熔珠

的低倍相，限于篇幅在此只呈现了短路电压为 6 8 . V短路熔珠的低倍相，放大倍数为 5, 5倍如图 1所示 .

1样品制备 铜熔点为 1 8℃,线短路瞬间会产生 20 0 3导 0 0℃

以上的高温 .导线受高温灼烧时，铜绝缘皮一般全部烧焦并炭化，形成大量碳黑附着在芯线上，芯线部分的而铜导体将熔化成具有一定形状和特征短路熔痕，去拂碳黑即可呈现铜短路熔痕 .铜导线短路熔痕形态特故征主要集中于导线芯线部分而不在绝缘皮 .以实验所图 1短路电压为 6 8V时短路熔珠低倍相 .

其共同特点是：熔珠均垂向导线的一侧，且形状为不规则椭球状，导线与熔珠表面均附着大量黑色物质，

中选择铜裸导线直接制作样品，有利于观察样品形更态特征 .设计短路回路采用线径分别为 0001T和 .4 II T 10 0 8rT 2种铜裸导线，室温及不同电压条件下， .0 J￣ nl在 使导线短路，不同电压下短路熔珠用双面胶固定于取电镜样品台上，射金 2 l进行电镜观察，溅 0n l T电镜加速电压分别为 2 V、5k 2 V. 0k 2 V、8k

有麻点和麻坑 .根据焦耳定律，电路中的短路电压较当小时，电流通过导线产生的焦耳热较少，铜导线在空气中被熔化的时间相对较长，以铜在空气中可充分与氧所发生反应，生成较多氧化铜黑色粉末附着在导线和熔珠表面.由于铜导线在空气中被熔化时间较长，且处于熔

融状态的铜在凝固过程中受到较长时间的重力作用，使收稿日期： 0 7 3—1 20—0 l

作者简介：晓红 (9 4一)女，东苍山人，级讲师杨 16,山高

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