1.一种判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型构建方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:基于Holm电接触理论中a斑点接触电阻模型,考虑其圆形接触斑点的假设,结合电流密度的定义推导出接触电阻与接触点电流密度的关系式;
步骤2:根据a斑点接触电阻模型中圆形接触斑点的假设得出接触电阻与接触力的关系式;
步骤3:联立接触电阻与接触点电流密度的关系式以及电阻与接触压力的关系式,获得判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型。
2.根据权利要求1所述的判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型构建方法,其特征在于,所述电阻与接触点电流密度的关系式的具体推导过程如下:所述Holm电接触理论中a斑点接触电阻模型为在假设a斑点为圆形的情况下,其构成接触元件的等电位面为一系列椭圆,定义为:式中,r和z为圆柱坐标,μ为椭球体等位面高的表征参数,a为a斑点的半径;
等位面与导电斑点间的收缩电阻Rμ为:
式中,ρ为接触元件的电阻率;
当椭球体等位面高的表征参数μ极大值时,得到扩散电阻Rs,即一个接触元件的收缩电阻:弓网间电接触由两个接触元件构成,且两者电阻率不同,则弓网间总收缩电阻Rc为:式中,ρ1和ρ2分别表示两种接触材料的电阻率;
根据电流密度的定义,设弓网间接触电流值为I,接触面点总积为S,则接触点电流密度J为:设弓网接触面内有n个圆形a斑点,接触点的总面积为nπa2,则接触点电流密度表达为:联立式(4)以及式(6)得到弓网间接触电阻与电流密度的关系式:
3.根据权利要求2所述的判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型构建方法,其特征在于,所述电阻与接触力的关系式推导过程如下:
所述a斑点接触电阻模型中,在直径为D的圆形接触面内,电流发生收缩形成的接触电阻为:式中,ρ为接触元件的电阻率;
根据a斑点的特性,将接触面假设为圆球形,a斑点数量为n时,利用球体对平面受压变形,将式(8)变为:式中,ρ1和ρ2分别表示两种接触材料的电阻率,H为两接触材料中较软材料的硬度,F为接触材料间的接触压力。
4.根据权利要求3所述的判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型构建方法,其特征在于,所述步骤3具体为:根据式(7)与式(9)得到判定弓网接触电弧发生的接触力阈值模型: