第六章电接触理论
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第六章 电接触理论
§6-2 接触电阻的理论和计算 实际的金属表面加压接触的过程如下：两金属表面开始接
触时，有三个起始的实际接触点，由于刚接触时还未发生形变，
实际接触面积非常小，接近于零。由于此时接触面压强很大 （近似无限大）而发生形变。起始接触点在强大压强下将由弹 性形变过渡到塑性形变。在起始接触面受压变形的同时，总实 际接触面积扩大，两金属表面未接触部分逐渐互相接近。这样 金属表面凸出高度较小的点也会陆续不断接触而出现许多新的 实际接触点。由于总的实际接触面不断增大，实际接触面上所
触头烧损，有时是将主、副和弧触头并联在一起使用。
② 触头根据控制电流的大小分为：弱电流触头(几个培以下， 如继电器的触头)、中电流触头(几个安培~几百个安培，如 低压断路器的触头)和强电流触头(几百个安培以上，如高 压断路器和部分低压断路器)。
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
四、为保证电接触长期稳定而可靠工作，必须做到：
1、电接触在长期通过额定电流时，温升不超过国家标准规定的数值，
而且温升长期保持稳定；
2、电接触在短时通过短路电流或脉冲电流时，接触处不发生熔焊或松 弛；
3、可分合接触在开断过程中，接触材料损失尽量小；
4、可分、合接触在闭合过程中。接触处不应发生不能断开的熔焊，且 触头表面不应有严重损伤或变形。
§6-2 接触电阻的理论和计算
导体电阻比接触电阻小得多，工程中可近似认为：Rj=Rab’
接触电阻的物理实质是什么呢？
电接触 学科的奠 基人霍尔 姆 (R. Holm)做了正确的解释。
电接触学科的奠基人霍尔姆(R. Holm)指出：任何用肉眼看 来磨得非常光滑的金属表面，实际上都是粗糙不平的，当两 金属表面互相接触时，只有少数凸出的点(小面)发生了真正 的接触，其中仅仅是一小部分金属接触或准金属接触的斑点 才能导电.当电流通过这些很小的导电斑点时，电流线必然 会发生收缩现象，见下图6-4的示意图。
电接触理论
第六章电接触理论§6-1 概述任何一个电系统，都必须将电流（作为电的信号或电的能量）从一个导体通过导体与导体的接触处传向另一个导体。
此导体与导体的接触处称为电接触，它常常是电信号或电能传送的主要障碍。
由电机、电器、自动元件、仪表、计算机等组成的现代化大型复杂电系统，例如通信系统、控制系统、拖动系统、电力系统等，它们所包含的电接触数目往往成千上万。
如果其中一个或几个工作不正常或失效，则将导致整个系统工作紊乱甚至停顿，其后果极其严重。
电系统和电器元件中电接触的具体结构类型是多种多样的，一般分为三类：1．固定接触两接触元件在工作时间内固定接触在一起，不做相对运动，也不相互分离。
例如母线的螺栓连接或铆接（称永久接触），仪表中的塞子、插头（又称半永久接触器）等。
2．滚动和滑动接触器两接触元件能作相对滚动和滑动，但不相互分离。
例如断路器的滚轮触头，电机的滑环与电刷及电气机车的馈电弓与电源线等。
3．可分、合接触两接触元件可随时分离或闭合。
这种可分、合接触元件常称为触头或触电。
一切利用触头实现电路的接通和断开的电器中都可见到这种接触类型。
上述三种接触型式中，它们共有的工作状态是接触元件闭合接通电流。
运行经验表明，当两导体相互接触流过电流时，接触处会出现局部高温，严重时可达接触导体材料的熔点。
在可分、合接触中它的通电状态除闭合通电以外，还有由闭合过渡到分离，最后切断电路，或由分离过渡到闭合，最后接通电路，以及处于开断状态等。
触头在切断或闭合电路的过程中，触头间往往会出现电弧。
电弧的温度很高，大大超过一般金属材料的熔点或沸点。
即使电弧存在的时间很短，也会使触头表面融化或气化，造成触头材料的损失，或者产生触头的熔焊。
因此，在以上三种电接触类型中，工作任务最重的是分、合接触器。
为了保证电接触长时间稳定而可靠的工作，必须做到：（1）电接触在长期通过额定电流时，温升不超过国家规定的数值，而且温升长期保持稳定。
（2）电接触在短时通过短路电流或脉冲电流时，接触处不发生熔焊成松弛。
电接触
12
触头的接触电阻
接触电阻的产生 两个导体接触时 的附加电阻。 视在接触面积 实际接触面 导电斑点
13
触头的接触电阻
14
触头的接触电阻
接触电阻的实质 收缩电阻：由电流线收缩所产生的附加电阻，其本 质就是金属电阻，其大小与触头材料电阻率成正 比，与导电斑点直径成反比 膜电阻：电流通过接触面上薄膜产生的附加电阻， 此薄膜包括尘埃膜、吸附膜、无机膜和有机膜
40
银镍合金
银镍合金(AgNi)电接触材料的制成采用先进的烧结、 挤压技术，镍颗粒呈纤维状均匀分布。 银镍合金(AgNi)的接触电阻低而稳定，导电、导热性 好，且烧损小、 电磨损小而均匀，材料转移比纯银 接点少，特别适用于狭小外壳中通断使用。 银镍合金在通断时由于氧化物而使电接点接触电阻 增高 ，对硫敏感，大电流下抗熔焊性能差。银镍 (AgNi)通常与银石墨（AgNiC）配对使用。银镍合金 材料(AgNi)中含有微量特殊添加物，明显提高了材料 的抗熔焊性能和耐电磨损性能。 主要应用于狭小外壳中的高负载触头，直流下用的 触头件；低压中、小电流等级接触器、继电器等。
电接触是研究固态导体与固态导体、固态导体与液态 导体、固态导体或液态导体与等离子体接触过渡区 中的机械现象、电现象、热现象、化学现象的专门 学科。 工程中的电接触按接触工作的原理可分为： 固定电接触 滚动和滑动电接触 可分合电接触
7
电接触与触头
电接触 保证电流流通的导体间的接触 电接触类型 固定接触 滚动和滑动接触
=
µ I
0
2 m
4π n
ln
nσ
A
j
1
FHale Waihona Puke Im—通过触头的电流的幅值 A1—触点的横截面积
触头的接触电阻
接触电阻的产生 两个导体接触时 的附加电阻。 视在接触面积 实际接触面 导电斑点
13
触头的接触电阻
14
触头的接触电阻
接触电阻的实质 收缩电阻：由电流线收缩所产生的附加电阻，其本 质就是金属电阻，其大小与触头材料电阻率成正 比，与导电斑点直径成反比 膜电阻：电流通过接触面上薄膜产生的附加电阻， 此薄膜包括尘埃膜、吸附膜、无机膜和有机膜
40
银镍合金
银镍合金(AgNi)电接触材料的制成采用先进的烧结、 挤压技术，镍颗粒呈纤维状均匀分布。 银镍合金(AgNi)的接触电阻低而稳定，导电、导热性 好，且烧损小、 电磨损小而均匀，材料转移比纯银 接点少，特别适用于狭小外壳中通断使用。 银镍合金在通断时由于氧化物而使电接点接触电阻 增高 ，对硫敏感，大电流下抗熔焊性能差。银镍 (AgNi)通常与银石墨（AgNiC）配对使用。银镍合金 材料(AgNi)中含有微量特殊添加物，明显提高了材料 的抗熔焊性能和耐电磨损性能。 主要应用于狭小外壳中的高负载触头，直流下用的 触头件；低压中、小电流等级接触器、继电器等。
电接触是研究固态导体与固态导体、固态导体与液态 导体、固态导体或液态导体与等离子体接触过渡区 中的机械现象、电现象、热现象、化学现象的专门 学科。 工程中的电接触按接触工作的原理可分为： 固定电接触 滚动和滑动电接触 可分合电接触
7
电接触与触头
电接触 保证电流流通的导体间的接触 电接触类型 固定接触 滚动和滑动接触
=
µ I
0
2 m
4π n
ln
nσ
A
j
1
FHale Waihona Puke Im—通过触头的电流的幅值 A1—触点的横截面积
电器学原理06电接触理论02
0
1 2
Uj 2
2
1 8
U
2 j
或
m m 0
U
2 j
____
8
m
U
2 j
____
0
8
HOME
6
§6.4 φ-θ理论
根据理论物理学中Wiede—Mann—Franz定律： 理论上，任何纯金属材料的热导率λ和电阻率ρ的乘积与温度T（ T为
d
展开各项，忽略高阶无限小项并积分，积分区间(0, φ) 、 ( θm ,θ)，得：
m
d
12
2
HOME
5
§6.4 φ-θ理论
____
令
则
1 2
m
d
2
m
____
d
将发热考虑至收缩区外时：
____
m
____
m
Q2
A d
d
dn
d
Aθ — 半椭球壳外表面的面积； d —半椭球壳外表面沿法线方向的温度梯度。 dn
在稳定状态下，达得热平衡 Q Q1 Q2
d 2
dR
A
d
dn
A
d
d
dn
1
U
R 2 j
S
I
1 2
U
j
IRS
斑点a到电位为φ处之间的收缩电阻:
Rs
U I
0
I
IRS
HOME
9
电接触理论
可分、合接触在开断过程中，触头材料损失应尽量小
可分、合接触在闭合过程中，接触处不应发生不能断 开的熔焊，且触头表面不应有严重的损伤或变形
主要研究内容
接触电阻 温升 熔焊 触头材料损失
2019/5/24
第六章 电接触理论
6
第六章 电接触理论
§6-1 §6-2 §6-3 §6-4 §6-5 §6-6 §6-7 §6-8
第六章 电接触理论
本章教学目的与要求：
• 掌握接触电阻的理论和计算，熟悉各种电接触，了解电接 触内表面的物理图景；
• 掌握接触点最高温升的计算，了解触头闭合过程的振动； • 掌握触头间的电动斥力、熔焊与焊接力，熟悉触头材料，
了解触头质量的转移与磨损； • 通过本章的学习，学生应掌握电器开关中接触电阻所涉及
触头闭合过程的振动分析 触头间的电动斥力 触头熔焊与焊接力 触头的质量转移和磨损
2019/5/24
第六章 电接触理论
2
第六章 电接触理论
§6-1 §6-2 §6-3 §6-4 §6-5 §6-6 §6-7 §6-8
概述 电接触内表面的物理图景 接触电阻的理论和计算 ψ-θ理论和接触电压 触头闭合过程的振动分析 触头间的电动斥力 触头熔焊与焊接力 触头的质量转移和磨损
铜
在空气中会由吸附膜发展为氧化暗膜
2019/5/24
第六章 电接触理论
15
§6-3 接触电阻的理论和计算
接触电阻（Rj）
对于电接触，最关于的是膜的导电性和是否易于破坏 设电子透过势垒形成的电流密度为J，接触面之间的
电压为U
膜的隧道电阻率（面电阻率）
膜电阻
n个并联导电斑点的膜电阻
绝缘膜的破坏
电接触理论基础全套教学课件
第六章 电接触理论
6.4 jq理论和接触电压
一、研究的目的 •确定导电斑点的最高温升及收缩区的温升分布
•斑点尺寸小，分布内表面，使得测量困难
6.4 jq理论和接触电压
二、 对称收缩区的jq 理论
几点假定： ✓接触内表面斑点间相距很远，之间的电位场和温度场不影响； ✓接触元件材料相同，且为均质； ✓忽略热电效应（帕尔帖效应）； ✓两收缩区对称，元件间没有传热。
建立热平衡方程 Q Q1 Q2
(dj)2 dn
Aq
Aq
dq
dn
q
Aq dq
d(q dq )
dn
(dj)2 d2q
恒等式 dj dj jd2j d(jdj)
jdj jd2j dq
高阶无穷小
1 j 2
qm
dq
U
2 j
2
q
8
qm
q0
qm
U
2 j
8
6.4 jq理论和接触电压
三、jq 关系的应用
6.4 jq理论和接触电压
六、清洁对称接触的R-U 特性
清洁交叉铜棒的R-U特性
试验条件：改变电流I，测量接触 电压Uj和电流I，可以得到接触电 阻Rj与接触电压Uj之间的关系。 解释说明：
ab段：电流增加，温度升高，收 缩电阻增大；
bc段：达到材料的软化点，接触面 积增大，接触电阻显著减小；
cd段：曲线上升规律同ab段； de段：达到材料的熔化点，斑点处
6.4 jq理论和接触电压
二、 对称收缩区的jq 理论
发热量 传入量
(dj )2
Q dR
Q1
Aq
dq
dn
q
•导电斑点电位j=0，qqm等位
金属半导体(MS)接触
φM，半导体的功函数为φS，亲和势为χ
热平衡情形下，M和S之间电子的运动达到动态平衡。 热平衡时，电子从1到2（F1→2）和从2到1（F2 → 1 ）的 流量应该相等,即 F1 → 2＝F2 → 1 fD1g1(1－fD2)g2＝fD2g2(1－fD1)g1 fD1= fD2 则 Ef1＝Ef2
其中fD1和fD2为电子的费米分布函数，g1和g2为电子的态密度
qφ B = q (φ M − χ )
qφi = qφ B − (EC − E f ) = q(φM − φS )
§6.1 金属/半导体接触
6.1.4 理想肖特基（Schottky）势垒 半导体表面电子的再分布和半导体表面势的形成，与金属的 功函数相关。M/S之间形成的肖特基势垒通常会形成如下图 所示的特征。
§6.1 金属/半导体接触
6.1.2 M/S接触的形成 M/S结构通常是通过在干净的半导体表面淀积金属而 形成。利用金属硅化物（Silicide）技术可以优化和 减小接触电阻，有助于形成低电阻欧姆接触。
§6.1 金属/半导体接触
6.1.3 理想M/S接触的平衡能带图 1. 热平衡条件：形成统一的费米能级，即Ef = Const 在前面的讨论中，我们已经说明，任意半导体系统 在达到热平衡时，费米能级在空间范围内保持平直， 即Ef＝常数。相关的能带图特征，在非均匀掺杂的半 导体系统（PN结）中已有演示。这一法则在两种不同 类型的材料接触形成的系统中仍然适用。 考虑两种材料：金属（M）与半导体（S）形成接触 ，设其各自费米能级分别为Ef1和Ef2。金属的功函数为
6.3.2偏置的肖特基二极管的电容特性 外加偏置为VA时，耗尽区上有：
Q = A 2 qε Si N d (φ i − V A )
电接触
减轻触头熔焊的方法 采用电阻率小抗拉强度低和熔化温度高的触头 材料 增大接触压力降低闭合速度等来减小触头振动 改善触头表面状况
27
触头分断过程及其电侵蚀
触头在合分过程中，由于金属在触头间的转移和液 态金属的溅射以及金属蒸气的扩散等原因造成触头 材料消耗及转移，这种现象称为触头的磨损 触头的磨损分为机械、化学、和电磨损三种 机械磨损: 动、静触头在通断过程中发生碰撞和摩擦， 化学磨损: 触头表面的氧化膜破碎 电磨损: 由电火花和电弧引起，是触头磨损的主要 形式，决定触头的电寿命
µ I =
0
2 m
4πn
ln
nσ
A F
j
1
Im—通过触头的电流的幅值 A1—触点的横截面积
20
触头接通过程及其熔焊
触头的机械振动 触头在闭合过程中产生的弹跳现象，机械振动 会使接触电阻周期性增大，甚至分离产生电弧， 使触头熔焊烧损
21
触头接通过程及其熔焊
触头间距离随时间变化
22
触头接通过程及其熔焊
13
触头的接触电阻
接触电阻的分散度是很大的
在 F 较小时，接触电阻下限 的差别高达10倍之多 而当 F 增大时，接触电阻的 分散度逐渐减小 F 过大对减小接触电阻无明 显效果
接触电阻的试验曲线 材料：黄铜－黄铜 接触形式：球－平面
14
闭合状态下的触头
触头的发热分为本体发热和触点发热两部 分。触点处有接触电阻，产生热量很大， 同时其表面积很小，热量只能通过热传导 传给触头本体。因此，触点的温度要比触 头本体高。 触点相对周围介质的温升为：
17
闭合状态下的触头
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通过本章的学习，学生应掌握电器开关中接触电阻所 涉及的因素，电器设计中接触点最高温升的计算，如何降低 触头闭合过程中的振动。
讲授内容
§6.1 电接触的分类和要求 §6.2 接触电阻的理论和计算 §6-3 导电斑点处的温度计算 §6-4 触头闭合过程的振动分析 §6-5 接触导体的稳定稳升分布与接触点最高温升的计算 §6-6 触头间的电动斥力 §6-7 触头熔焊与焊接力 §6－8 触头的质量转移 §6－9 电接触材料 §6.10 小结
不同的接触形式所涉及的问题不相同！
§6-1 电接触的分类和要求
对于固定接触，滑动或滚动接触，它们的工作性质决定了 只有前两项要求。
滑动或滚动接触还存在润滑和磨损问题。 可分和接触最关心接触电阻、电弧以及由电弧引起的材料
转移、接触恶化、动熔焊等。
§6-1 电接触的分类和要求 五、各类接触器实物图
§6-1 电接触的分类和要求
一、电接触及其可能出现的问题： 任一导电系统都有电流流过导体，或是由一个导体通过导体 与导体间的接触处传到另一个导体。 由电机、电器、自动元件、仪表、计算机等组成的现代化大 型复杂电系统，例如通信系统、控制系统，拖动系统、电力 系统等，它们所包含的电接触数目往往成千上万。
e、特性指标： 包括容许温升、电动稳定性和动稳定电流和 电寿命（在规定的电路参数下，能正常通断 规定的负载电流的操作次数）等。 上述三种接触型式中，它们共有的工作状态 是接触元件闭合接通电流。
3、电接触的分类2：
按接触面积大小不同，分点、线、面接触三 种。
§6-1 电接触的分类和要求
三、 对电接触的主要要求
四、为保证电接触长期稳定而可靠工作，必须做到：
1、电接触在长期通过额定电流时，温升不超过国家标准规定的数值， 而且温升长期保持稳定； 2、电接触在短时通过短路电流或脉冲电流时，接触处不发生熔焊或松 弛； 3、可分合接触在开断过程中，接触材料损失尽量小； 4、可分、合接触在闭合过程中。接触处不应发生不能断开的熔焊，且 触头表面不应有严重损伤或变形。
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-2 接触电阻的理论和计算
一、电接触内表面物理图景
任何用肉眼看来磨得非常光滑的金属 表面，实际上都是粗糙不平的。
如图6-1所示，为几种机械加工后的钢 表面轮廓图并与玻璃表面比较。
§6-1 电接触的分类和要求
1、可能出现的问题： （1）两导体接触后，接触处会出现局部高温，严重时可达 接触导体材料的熔点； （2）触头在通断过程中，触头间会产生电弧，其高温使触 头表面熔化和气化，使触头材料损失，或导致触头的熔焊。
2、主要分析对象：接触电阻、温升、熔焊和磨损等。
§6-1 电接触的分类和要求
电接触的工作面临: （1）长期工作电流作用； （2）开断与关合过程中的电弧作用。
电接触的可靠性 : 对电器的电接触，特别是可分触头的工作可靠性是很重要的。 如果触头的材料、结构或制造质量不好，触头在工作过程中就会发 生严重损坏或因电弧而熔焊，电器工作的可靠性就无法保证。
§6-1 电接触的分类和要求
(2）滑动和滚动电接触：触头能作相对滑动和滚动，但不相互分离，
它们的相对运动方向与接触表面平行。
§6-1 电接触的分类和要求
(3) 可分、合电接触： ① 定义：可分合电接触又叫触头或触点，是指可随时分开 和闭合的电接触，常由动、静触头组成。为防止电弧将主 触头烧损，有时是将主、副和弧触头并联在一起使用。 ② 触头根据控制电流的大小分为：弱电流触头(几个培以下， 如继电器的触头)、中电流触头(几个安培~几百个安培，如 低压断路器的触头)和强电流触头(几百个安培以上，如高 压断路器和部分低压断路器)。
§6-1 电接触的分类和要求
二、电接触的定义和分类： 1、定义：电接触是导体与导体的接触处；也称电接触是2个或n个导体
通过机械方式连接，使电流得以通过的状态。
2、电接触的分类1：按结构形式不同，分三种。 (1) 固定电接触：用螺钉、铆钉等将母线与母线固定连接在一起，是
既无相对移动也无相对分合的电接触方式。
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
Hale Waihona Puke §6-1 电接触的分类和要求
③ 触头有关参数和指标： a 工作参数(使用条件参数)：UN、IN、工作制、操作频率、通电持续 率(即TD％)； b 触头极数：直流有单极与双极；交流有3、4、5极等； c 断口数：单断口和双断口；
第六章 电接触理论
教学基本内容：
1、电接触概述； 2、电接触内表面的物理图景； 3、接触电阻的
理论和计算； 4、接触导体稳定温升的分布与接触点最高温升的计算；
5、触头闭合过程的振动分析； 6、触头间的电动斥力;
7、触
头熔焊与焊接力； 8、触头质量的转移与磨损； 9、触头材料。
第六章 电接触理论
教学重点与难点： 1、接触电阻的理论和计算； 2、接触点最高温升的计算； 3、斑点的温度θm和接触电阻Rj的大小。
电 器 理 论 基 础-第六章
天津工业大学 电气工程与自动化学院
电气工程及其自动化专业
第六章 电接触理论
电接触： 导体与导体之间相互接触（传递电流或电信号）。
内容提要 电接触的类型与要求 接触电阻及其影响因素 开关电器的触头 电接触材料
第六章 电接触理论
教学目的与要求： 1、掌握接触电阻的理论和计算，熟悉各种电接触，了解 电接触内表面的物理图景； 2、掌握接触点最高温升的计算，了解触头闭合过程的 振动； 3、掌握触头间的电动斥力、熔焊与焊接力，熟悉触头 材料，了解触头质量的转移与磨损。
§6-1 电接触的分类和要求
d、结构参数： 开距：触头完全断开时，动静触头间的最短距离； 超程：当动静触头完全闭合后，移开动(或静)触头后，静(或动)触头
将要移动的距离。 初压力：动静触头刚刚接触时，每个触头上承受的压力。 终压力：动静触头完全闭合后，每个触头上承受的压力。
§6-1 电接触的分类和要求
讲授内容
§6.1 电接触的分类和要求 §6.2 接触电阻的理论和计算 §6-3 导电斑点处的温度计算 §6-4 触头闭合过程的振动分析 §6-5 接触导体的稳定稳升分布与接触点最高温升的计算 §6-6 触头间的电动斥力 §6-7 触头熔焊与焊接力 §6－8 触头的质量转移 §6－9 电接触材料 §6.10 小结
不同的接触形式所涉及的问题不相同！
§6-1 电接触的分类和要求
对于固定接触，滑动或滚动接触，它们的工作性质决定了 只有前两项要求。
滑动或滚动接触还存在润滑和磨损问题。 可分和接触最关心接触电阻、电弧以及由电弧引起的材料
转移、接触恶化、动熔焊等。
§6-1 电接触的分类和要求 五、各类接触器实物图
§6-1 电接触的分类和要求
一、电接触及其可能出现的问题： 任一导电系统都有电流流过导体，或是由一个导体通过导体 与导体间的接触处传到另一个导体。 由电机、电器、自动元件、仪表、计算机等组成的现代化大 型复杂电系统，例如通信系统、控制系统，拖动系统、电力 系统等，它们所包含的电接触数目往往成千上万。
e、特性指标： 包括容许温升、电动稳定性和动稳定电流和 电寿命（在规定的电路参数下，能正常通断 规定的负载电流的操作次数）等。 上述三种接触型式中，它们共有的工作状态 是接触元件闭合接通电流。
3、电接触的分类2：
按接触面积大小不同，分点、线、面接触三 种。
§6-1 电接触的分类和要求
三、 对电接触的主要要求
四、为保证电接触长期稳定而可靠工作，必须做到：
1、电接触在长期通过额定电流时，温升不超过国家标准规定的数值， 而且温升长期保持稳定； 2、电接触在短时通过短路电流或脉冲电流时，接触处不发生熔焊或松 弛； 3、可分合接触在开断过程中，接触材料损失尽量小； 4、可分、合接触在闭合过程中。接触处不应发生不能断开的熔焊，且 触头表面不应有严重损伤或变形。
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-2 接触电阻的理论和计算
一、电接触内表面物理图景
任何用肉眼看来磨得非常光滑的金属 表面，实际上都是粗糙不平的。
如图6-1所示，为几种机械加工后的钢 表面轮廓图并与玻璃表面比较。
§6-1 电接触的分类和要求
1、可能出现的问题： （1）两导体接触后，接触处会出现局部高温，严重时可达 接触导体材料的熔点； （2）触头在通断过程中，触头间会产生电弧，其高温使触 头表面熔化和气化，使触头材料损失，或导致触头的熔焊。
2、主要分析对象：接触电阻、温升、熔焊和磨损等。
§6-1 电接触的分类和要求
电接触的工作面临: （1）长期工作电流作用； （2）开断与关合过程中的电弧作用。
电接触的可靠性 : 对电器的电接触，特别是可分触头的工作可靠性是很重要的。 如果触头的材料、结构或制造质量不好，触头在工作过程中就会发 生严重损坏或因电弧而熔焊，电器工作的可靠性就无法保证。
§6-1 电接触的分类和要求
(2）滑动和滚动电接触：触头能作相对滑动和滚动，但不相互分离，
它们的相对运动方向与接触表面平行。
§6-1 电接触的分类和要求
(3) 可分、合电接触： ① 定义：可分合电接触又叫触头或触点，是指可随时分开 和闭合的电接触，常由动、静触头组成。为防止电弧将主 触头烧损，有时是将主、副和弧触头并联在一起使用。 ② 触头根据控制电流的大小分为：弱电流触头(几个培以下， 如继电器的触头)、中电流触头(几个安培~几百个安培，如 低压断路器的触头)和强电流触头(几百个安培以上，如高 压断路器和部分低压断路器)。
§6-1 电接触的分类和要求
二、电接触的定义和分类： 1、定义：电接触是导体与导体的接触处；也称电接触是2个或n个导体
通过机械方式连接，使电流得以通过的状态。
2、电接触的分类1：按结构形式不同，分三种。 (1) 固定电接触：用螺钉、铆钉等将母线与母线固定连接在一起，是
既无相对移动也无相对分合的电接触方式。
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
§6-1 电接触的分类和要求
Hale Waihona Puke §6-1 电接触的分类和要求
③ 触头有关参数和指标： a 工作参数(使用条件参数)：UN、IN、工作制、操作频率、通电持续 率(即TD％)； b 触头极数：直流有单极与双极；交流有3、4、5极等； c 断口数：单断口和双断口；
第六章 电接触理论
教学基本内容：
1、电接触概述； 2、电接触内表面的物理图景； 3、接触电阻的
理论和计算； 4、接触导体稳定温升的分布与接触点最高温升的计算；
5、触头闭合过程的振动分析； 6、触头间的电动斥力;
7、触
头熔焊与焊接力； 8、触头质量的转移与磨损； 9、触头材料。
第六章 电接触理论
教学重点与难点： 1、接触电阻的理论和计算； 2、接触点最高温升的计算； 3、斑点的温度θm和接触电阻Rj的大小。
电 器 理 论 基 础-第六章
天津工业大学 电气工程与自动化学院
电气工程及其自动化专业
第六章 电接触理论
电接触： 导体与导体之间相互接触（传递电流或电信号）。
内容提要 电接触的类型与要求 接触电阻及其影响因素 开关电器的触头 电接触材料
第六章 电接触理论
教学目的与要求： 1、掌握接触电阻的理论和计算，熟悉各种电接触，了解 电接触内表面的物理图景； 2、掌握接触点最高温升的计算，了解触头闭合过程的 振动； 3、掌握触头间的电动斥力、熔焊与焊接力，熟悉触头 材料，了解触头质量的转移与磨损。
§6-1 电接触的分类和要求
d、结构参数： 开距：触头完全断开时，动静触头间的最短距离； 超程：当动静触头完全闭合后，移开动(或静)触头后，静(或动)触头
将要移动的距离。 初压力：动静触头刚刚接触时，每个触头上承受的压力。 终压力：动静触头完全闭合后，每个触头上承受的压力。
§6-1 电接触的分类和要求