电接触与触头材料
触头【电接触材料】【精品】

触头电路的通断和转换是通过电器中的执行部件,主要是其触头来实现的。
触头是有触点电器的执行元件,又是电器中最薄弱的环节,其工作的优劣直接影响到电器的性能。
本章就触头在不同工作状态下出现的主要问题,如接触电阻、振动等,进行一定的分析,找出减少其危害的一些实用方法并对触头的一些基本参数作一介绍。
第一节概述一、触头的分类触头作为电器的执行机构,是非常重要的部件,它对电器的工作性能、总体结构、尺寸有着决定性的影响。
触头的工作性能和质量直接影响到电器可靠性。
触头在正常工作情况下经常要受到机械撞击、电弧等的有害作用,很容易损坏,故它又是有触头电器的一个薄弱环节。
触头可按以下方法分类:1.按触头工作情况可分为有载开闭和无载开闭两种。
前者在触头开断或闭合过程中,允许触头中有电流通过,后者在触头开断或闭合过程中,不允许触头中有电流通过,而在闭合后才允许触头中通过电流,如转换开关等。
无载开闭触头,由于触头开断时无载,故无电弧产生,对触头的工作十分有利。
2.按开断点数目可分为单断点式和双断点式触头。
3.接触头正常工作位置可分为常开触头和常闭触头。
4.按结构形状可分为指形触头和桥式触头等。
5.按触头的接触方式可分为面接触、线接触和点接触3种。
二、触头接触面形式触头接触面形式分为点接触、线接触和面接触3种,如图14—1所示。
图14—1 触头的接触式(a)点接触;(b)线接触;(c)面接触。
1.点接触点接触触头是指两个导体只在一点或者很小的面积上发生接触的触头(如球面对球面,球面对平面)。
它用于20 A以下的小电流电器,如继电器的触头,接触器和自动开关的联锁触头等。
由于接触面积小,保证其工作可靠性所需的接触互压力也较小。
2.线接触线接触是指两个导体沿着线或较窄的面积发生接触的触头(如圆柱对圆柱、圆柱对平面)。
其接触面积和接触压力均适中,常用于几十安至几百安电流的中等容量的电器,如接触器、自动开关及高压开关电器的触头。
触头实现电联接,一般采用触头弹簧压紧,压力较小,并考虑到装配检修的方便和工作可靠,多采用点接触或线接触的形式。
电接触材料工艺突破

电接触材料工艺突破日前浙江省经济和信息化厅公布了《2024年度浙江省首批次新材料认定结果》浙江泰镒新材料科技有限公司研发的“高导电石墨烯铜复合材料”和温州宏丰研发的“高性能Ag/WC复合触点材料”被认定为“国内首批次新材料”。
温州泰钰新材料科技有限公司研发的“石墨烯银新材料”被认定为“省内首批次新材料”据了解,首批次新材料是指企业通过自主研制、引进吸收等方式拥有专利或者其他自主知识产权,具有技术领先优势或者打破市场垄断,新材料产品在技术参数和性能等方面有重大突破,产品技术指标达到国际领先、国际先进或国内领先水平,且进入市场初期尚未形成规模化应用和竞争优势的新材料产品。
正泰抢先布局石墨烯产业,研发的"超导铜"材料以108%IACS的导电率(对标银的导电率)超越传统导体材料,根据国家电网测算标准:导电率提高1%IACS(国际退火铜标准),每公里输电线路,每年可节能1000~2500度电。
若采用108%IACS“超导铜”,按全国10KV、220KV及以上线路总长630万公里计算,每年可节约500亿~1260亿度电,相当于一个三峡大坝的年发电量。
为推动电力系统的节能减排和可持续发展提供了实质性的解决方案。
目前,正泰的石墨烯铜复合材料获得工信部高质量发展专项支持,项目总投资1.06亿元,将持续为新型电力系统建设提供更高效、绿色的发展动力。
正泰研发团队深入研究石墨烯材料高质量制备技术、复合技术及复合材料宏量制备与加工工艺,开发出具有创新性的石墨烯触点、线材、带材、膜材以及石墨烯表面处理工艺,相关材料和工艺已批量应用于低压、中高压产品中。
在与国网智能电网研究院有限公司合作的“基于石墨烯银的高压隔离开关电触头项目”荣获中国腐蚀防护学会大奖,相关应用产品的机械寿命提升至2.8万次,达到世界领先水平;在国网、中石化项目中,石墨烯重防腐涂料已挂网试用,同时在正泰内部推广使用。
这些创新成果将为电力系统的长期稳定运行提供有力保障。
交流接触器触头什么材料好

交流接触器触头什么材料好交流接触器触头是一种重要的电气元件,用于控制电路的开闭,也被广泛应用在各种电力系统和工业设备中。
触头的材料选择对接触器的性能有很大的影响,下面将介绍一些常用的触头材料以及它们的特点。
1. 银合金触头材料:银合金是一种常用的触头材料,具有优良的导电性能和低的接触电阻。
银的导电性能在所有金属中最好,而合金的添加可以提高其硬度、耐磨性和抗氧化性能。
银合金触头适用于高电流和高频率的应用,如交流继电器和工业控制设备。
2. 镀铜触头材料:铜是一种导电性能优良的金属,具有良好的导电性和耐腐蚀性。
铜触头通常通过电镀方式制成,将铜层均匀地镀在其他金属上,以增加其导电性能和耐磨性。
铜触头适用于低电流和低频率的应用,如低压断路器和小型继电器。
3. 铜铁合金触头材料:铜铁合金是由铜和铁两种金属组成的合金,具有较高的导电性能和较好的机械强度。
铜铁合金触头具有良好的接触性能和耐磨性,适用于中等电流和频率的应用,如中压断路器和电力开关。
4. 镀银触头材料:银具有优良的导电性能和电氧化抗性,能够提供稳定的接触电阻和较长的使用寿命。
银触头通常通过电镀方式制成,将银层均匀地镀在其他金属上,以增加其导电性能和耐磨性。
镀银触头适用于高精度的应用,如高压断路器和高频开关。
除了以上几种常见的触头材料外,还有一些其他的材料如钨铜合金、铜钛合金和钨银合金等,它们在特定的应用领域中具有优势和特点。
不同的触头材料适用于不同的电流、频率和环境条件,选择合适的触头材料可以提高接触器的性能和可靠性。
总结来说,交流接触器触头的材料选择是一个关键的技术问题。
银合金触头具有良好的导电性能和耐磨性,适用于高电流和高频率的应用;铜触头具有良好的导电性能和耐腐蚀性,适用于低电流和低频率的应用;铜铁合金触头具有较好的机械强度和接触性能,适用于中等电流和频率的应用;镀银触头具有稳定的接触电阻和较长的使用寿命,适用于高精度的应用。
选择合适的触头材料有助于提高交流接触器的性能和可靠性,满足不同应用场合的需求。
材料科学电概导电材料

电20气20/材4/2料3 与电力设备概论
33
4.4.2. 超导的概念与定义
某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质称为超导电性。
低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。
材料为基片(芯片),将组成电路的元器件和互连 线集成在基片内部、表面或基片之上。用铜的新型 微芯片,可以获得30%的效能增益,电路的线尺寸 可以减小到0.12微米,可使在单个芯片上集成的晶 体管数目达到200万个。半导体集成电路的发展, 为铜的应用开拓了新领域。
电2气020材/4/2料3 与电力设备概论
两大类。 电子导电材料包括导体、超导体和半导体。 导体的电导率≥105 S/m ,超导体的电导率为无限大(在
温度小于临界温度时),半导体的电导率为10-7~104 S/m ; 当材料的电导率小于10-7S/m时,就认为该材料基本上不能 导电,而称为绝缘体。
电气材料与电力设备概论
电气材料与电力设备概论
•铝 •2,7 •2,826 •61 •0,004 •220 •23x10-6 •60/80 •150/200 •66000 •20 •40
电气材料与电力设备概论
• 铝合金 铝镁合金:(中强度)主要元素是铝,再掺入
少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。质坚 量轻、散热性较好、抗压性较强,其硬度是传统塑 料的数倍,但重量仅为后者的三分之一。
从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导临界温 度Tc。
超导体的电阻率小于目前所能检测的最小电阻率10-26Ω·cm,
可以认为电阻为零。 特性一:完全导电性,超导体进入超导态时,其电阻率实际上
触头材料电接触性能的先进测评技术

触头材料电接触性能的先进测评技术任万滨;韦健民【摘要】触头材料是电气工程中广泛应用的基本零部件,其电接触性能关乎到相关电器元件、电工产品和电子器件的质量与可靠性。
总结了作者近年来在触头材料静态接触电阻测评技术、电性能模拟试验技术和摩擦磨损测评技术等方面的相关成果。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】6页(P79-84)【关键词】电器;触头材料;电接触;接触电阻;电性能【作者】任万滨;韦健民【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TM501金属电接触与连接具有导通状态下低电阻、开断状态下真正物理绝缘的优点[1]。
一方面常应用于电气开关(包括断路器、接触器、继电器)[2]、功率连接[3]等工程领域中完成电流分合功能;另一方面应用于电阻点焊[4]、球网格阵列插座[5]和芯片倒装[6]连接等工程应用中执行电流导通和信号传递功能。
统计分析表明电气系统中70%的电气故障均与电接触问题直接相关。
因此触头材料的电接触性能是影响电气与电子工程可靠性的关键。
广义上说,电接触性能包括接触电阻、接触温升、熔焊强度、电弧烧蚀率和磨损率等相关参数。
考虑到电接触应用的特殊性,对触头材料关注的侧重点也存在一定差异。
近年来,电器开关制造商的需求普遍体现在产品“小型化、低功耗、长寿命、高可靠”等方面,因此电器开关制造商对于所配套的电触头材料也提出了越来越高的要求。
在此带动下,电工合金行业内的研究机构、科技公司等通过自主创新研发、跟踪对比国外先进技术等策略的实施,针对触头材料的组分优化和制造工艺等方面开展了广泛而又坚实的科研工作,在一定程度上使国产电器开关的电寿命得到了提高。
众所周知,电器开关的(电)寿命与切换负载条件、电器的机械运动特性、工作环境气氛、触头材料电性能等因素均直接相关,因此触头材料电性能与电器(电)寿命的对应关系也并非是确定性的。
触头材料的基本要求

触头材料的基本要求包括以下几点:
具有足够的开断能力:触头材料应具有足够的机械强度和刚度,以承受短路时的冲击力和热应力,同时应具有足够的电气绝缘强度和热稳定性。
小的节流电流:触头材料的截面积应适当,以减小电流通过时的电阻和热效应,从而减少触头的烧损和熔焊。
高的耐电压强度:触头材料应具有高的耐电压强度,以承受高电压的冲击和电场作用,避免发生闪络和击穿。
具有高的抗熔焊能力:触头材料应具有高的抗熔焊性能,以避免在高温下发生熔焊现象,导致接触不良或短路。
含气量要低:触头材料应具有低的含气量,以减少氧化和腐蚀现象的发生。
高的导电率、导热系数和机械强度,小的接触电阻:触头材料应具有高的导电率和导热系数,以减小电流通过时的电阻和热效应,同时应具有高的机械强度和硬度,以承受短路时的冲击力和热应力。
电侵蚀率低:触头材料应具有低的电侵蚀率,以减少电流通过时对触头材料的破坏。
热电子发射能力低:触头材料应具有低的热电子发射能力,以减少电流通过时对触头材料的热损失和烧损。
良好的机械性能:触头材料应具有适当的强度和硬度,同时摩擦系数要小,以减少机械磨损和摩擦力。
良好的化学性能:触头材料应具有很好的化学稳定性,在常温下不易氧化,或者氧化物的电阻尽量小,耐腐蚀。
以上是触头材料的基本要求,根据不同的应用场合和需求,这些要求可以有所侧重或调整。
开关电器电接触材料与接触电阻计算

开关电器电接触材料与接触电阻计算1、电接触材料1.1 电接触材料的技术要求电接触材料是影响开关电器触头/触点电接触效果的最直接因素之一,电接触材料的要求如下:1、热损耗方面的要求:要求电接触材料具有良好的导电性,电阻率小,导热率不大,由此确保触头/触点在闭合位置时的接触电阻小,温升低。
电接触温升低能够减缓电接触材料的氧化,使得有害的表面膜不容易生成,触头分断时的液态金属桥也不容易形成。
2、电接触热性能方面的要求:要求电接触材料的熔点和沸点高,导热性能好。
电接触材料的密度、热容量要大,熔化和汽化的数值要高,由此抵御触头的电磨损。
3、化学性能稳定,元素的电极电位要高,减少化学腐蚀:电接触材料必须具有良好的化学特性,要求电接触的两种金属电极电位的差值要小,可以减轻电化学腐蚀。
电接触材料应当具有稳定的化学性质,不易产生化学腐蚀和无机膜,4、物理特性(硬度、密度和可塑性)方面的要求:电接触材料必须具有良好的机械特性,这里包括合适的硬度和摩擦系数,使得触头/触点在合闸冲力作用下不产生变形,便于机械加工和铆焊。
在使用中要求抗压特性、抗剪切特性和耐磨性要好。
这些要求与开关电器的机械寿命有关。
1.2 弱电流触头/触点的材料选用弱电流触头/触点一般用于二次回路,其电流在5A以下,且不配灭弧罩。
继电器的触点就是典型的弱电流触头/触点。
弱电流触头/触点一般用银、铂、铜等元素制作电接触材料,也有用金、钼和镍。
银的电阻率1.65x10-8Ω•m,是金属材料中最高的,导热性也是最高的。
银在潮湿的环境下易硫化,但在空气中相对稳定不易氧化。
由于银的氧化膜和硫化膜易分解,故银的接触电阻很小而且相对稳定。
银的熔点是961.93℃,熔点相对较低,在强烈的电弧冲击下易发生熔融喷溅。
银一般用作镀层材料,常见于继电器触点或者母线固定搭接面。
铜的电阻率1.7x10-8Ω•m,仅次于银,其硬度和机械强度远高于银。
铜的熔点是1083.4℃,高于银,且价格比银低得多。
低压电器常用的触头材料

低压电器常用的触头材料、各自性能、应用触头材料和结构为了满足各类实际应用领域对触头工作性能所提的要求,触头材料应具有如下的特性:尽可能高的电导率与热导率,高的再结晶温度、熔化温度、沸点温度、熔化潜热、气化潜热、电子逸出功和游离电位;适当高的密度、硬度和弹性,尽量小的蒸气压力、摩擦系数、热电势、汤姆逊系数、液态金属浸润角、表面膜隧道电阻率和机械强度、与周围介质某种成分的化学亲合力。
1.纯金属材料常见的纯金属有Al、Cu、Ag、Pt、Au、Pd、W、Mo等Al是一种价格较低廉的材料,广泛用作电线和母线,它的导电性和导热性都较好,仅次于Cu ,其硬度、熔点、沸点比Cu他是较好的导电材料,但不是好的触头材料。
尤其是它既不耐弧,又在空气中极易氧化,生成机械强度很高的绝缘膜因此,即使是用Al制成母线,都必须在其连接处包敷Cu和其它金属,施加较大的接触力和涂敷导电膏以防环境污染。
Cu的导电性和导热性比Al好,仅次Ag,它是应用最广的导电材料,由于它的硬度、熔点、沸点都比AI高,所以在复合材料发展以前,用它来作大电流触头材料。
Cu在空气中也易于氧化,生成绝缘的氧化膜,例如当温度达1200c 时,因膜的影响可使接触电阻增高三倍。
因此,铜导线或母线在连接时常在接触面上搪锡或镀银。
Ag的电导率和热导率很高,当然是最理想的导电材料,但因产量有限,价格较高,使用受到限制。
Ag不易氧化,但易硫化。
Ag的氧化物和硫化物在低温下(300度以下)就能分解而且Ag的表面膜机械性能差.易于压破和磨掉,故作固定接触连接不影响导电性能,是理想的固定接触初料。
但是,由于Ag的硬度小,熔点和沸点不高,既不耐磨又不耐弧.故只能作小电流触头用,而强电流触头多用银合金或复合材料制成。
W和Mo最大的特点是熔化、气化温度高,硬度大,因而有高的耐热性和耐磨性,抗熔焊也较好,但由于导电性和导热性较差,在电弧的作用下易生成w 的颗粒状氧化物,故只适用于小电流和接触力大的触头,常与高导电金属制成复合材料用于大电流。
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两种金属在表中的位置相隔越远,组成电池时的电动势就 越高。当电池正负电极用导线短路后将有电流I流通。在电 流流过的同时,负电极金属溶解到电解液中,造成负电极 金属的腐蚀。电动势越高,电流越大,腐蚀越严重。正电 极则不会出现这种腐蚀作用。
不同金属构成电接触时也会发生类似的腐蚀现象。如铜铝 接触、铜铁接触等。
为触头的本体温度Tb;
在接触处,由接触电阻产生的热损 接触面
本体
耗集中在很小范围内。这些热量只
能通过传导向触头本体传热,因此
接触点处的温度Tm要比触头本体温 度高。 Tb与Tm之差称为接触点温升
j
Tm
Tb
I 2R2j
8
j
I
2
R
2 j
8LT
对所有金属材料: LT
L称为洛仑兹常数:
本体的绝
L 2.4108 V 2 K 2 对温度
极性,另一个电极显负极性,电池的电动势决定于金属种
类。
electrons
Zn
Pt
HCl
各种金属在电解液中的电位(与氢相比较),按电位高低排 成次序,叫做电化序表。
金属 Al
Zn
Cr
Fe
Cd
Ni
Sn
H
Cu
Ag
Pt
电位/V -1.34 -0.76 -0.56 -0.44 -0.4 -0.2 -0.14 0 0.345 0.8 0.86
电接触与触头材料
❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 接触电阻及其影响因素 ❖ 第三节 电接触在长期工作中的问题
第一节 概 述
一、什么是电接触
电器的导电回路总是由若干元件构成,其中,两个零 件通过机械连接方式互相接触而实现导电的现象称为 电接触现象。 二、电接触的分类
1)固定电接触:用螺丝、铆钉夹 紧件将导电元件紧固在一起,无相对 运动的连接。
铜铜器板上上的的铁铁铆铆钉钉为为什什么么特特别别容容易易生生锈?锈?
减少电化学腐蚀的措施:
为了减少不同金属接触时出现的电化学腐蚀作用,应注 意避免采用在电化序表中相距较远的金属构成电接触。但在 高压断路器中,常不可免地需要采用铝铜接触。此时,可在 铝表面上用铜、银或锡覆盖,或在铝、铜两金属间加上锌垫 片以减少电化学腐蚀作用。也可在接触面周围涂抹油脂,防 止水分侵入形成电解液。
措施:增加接触压力可以提高接触电阻的稳定性;另一个有 效措施就是在容易腐蚀的金属上覆盖银、锡等金属。
2)电化学腐蚀
不同金属构成电接触时,还会产生电化学腐蚀。电化学腐 蚀会造成电接触的严重破坏。
电化学腐蚀的原理也就是化学电池的原理。用不同金属作
电极插入电解液中时,就形成了一个电池。一个电极显正
【例】计算玫瑰触头在长期通过额定电流时的接触点温升τj,已知 额定电流I=600A,本体温度90 ºC,接触电阻Rj =6.6μΩ.
【解】触头本体绝对温度为
T tb 273 363K
j
I
2
R
2 j
8LT
(600 6.6 106 )2 8 2.4 106 363
0.23
K
这个计算结果表明,只要接触电阻不大,在长期通过额定电流 时,接触点温度与触头本体温度相差无几。但当接触电阻由 6.6μΩ 增加为66μΩ 时,接触点温升将由0. 23K增大为23K,接 触电阻对接触点温升的影响已不容忽视了。
当触头长期闭合时,接触面虽不与周围介质相接触,但周 围介质中的氧分子等会从接触点周围逐渐侵入,与金属起 化学作用,形成金属氧化物。这样会使实际接触面积减小, 接触电阻增加。接触点温度愈高,氧分子活动能力越强, 可以更深地侵入到金属内部.这种作用更为严重。因此,为 了使接触电阻在长期工作情况下保持稳定,必须保证接触 点在长期工作下的温度不应过高。电接触的长期允许温度 所以很低的原因就在于此。
※
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟非金属单质直接 多种金属或合金
接触
跟电解质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被分解
联系 两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍
二、触头温升与熔焊
电流流经电器的导电部分时,导电杆、触头等的温度都
要升高。开关电器的触头大多是用截面很大的紫铜制成,
紫铜导热性又很好,因此触头部分的温度几乎相同,称
130
4
机加工,表 面有油
340
3
研磨加工
1900
1
研磨加工, 表面有油
2800
6
5. 接触电阻的工程计算方法
从上面的分析中我们可以看到,影响接触电阻的因素很多,
要准确的计算接触电阻是很困难的,通常只能用经验公式估
算。
与接触材料、表面加工等有关,由
Rj
K FmΒιβλιοθήκη ()实验确定与接触形式 有关
点接触:m = 0.5
由于接触点处导电状态的恶化破坏或在突然的短路电流作用下 热效应剧增,接触处的温度就可能达到金属材料的软化点或熔 点,使触头局部软化或熔化。如果熔化较厉害就会造成熔焊。 熔焊严重时就有可能将触头焊在一起而无法自行分开。
价低。
1)银:电阻率ρ与硬度Hb 都小;低温下不易氧化,高温下银的 氧化物很容易还原成金属银;银的氧化物的电阻率也很低。从 减少接触电阻角度看,银是最理想的材料。但是,银的价格较 贵,因此高压电器中常采用铜镀银或镶银的方法。
2)铜:电阻率与硬度比银略大;在室温下,在大气中或变压器 油中铜会氧化,铜的氧化膜厚度随温度增高而增加。从减小接 触电阻看,铜是仅次于银的材料。为了减小接触电阻,可以在 铜上镀银或镶银,也可以镀锡。锡的优点是硬度小,氧化膜的 机械强度低。
线接触:m = 0.75
系数K值:
面接触:m = 0.8~0.95
合金
接触材料
银-银
铜 – 铜 铜-铜(镀锡) 铝 – 铜
铝 – 黄铜
K
60
80~140 100
980
1900
第三节 电接触在长期工作中的问题
长期工作中的主要问题:
①发热 ②熔焊
与接触电阻异常恶化有关
③磨损
所谓触头磨损是指触头在长期的通流与合分动作过程中, 因污染、腐蚀、机械撞击及电弧的烧蚀(熔化、飞溅、气化) 等作用使触头导电状态严重恶化甚至产生变形、材料脱落 丢失等现象。
如各种电器的出线端与母线的连 接;输配电线路中线夹与导线、导线 与电缆头的连接;弱电中的插接件等。
2)滑动及滚动接触:一种可动但不可分的接触,接触元件间 可相互滑动或滚动。 如开关电器中的中间触头、电机的电刷与滑环及电车的供电等。
3)可分接触:机械式开关电器特有的电接触现象,电路的接通 与开断必然伴随导电件的闭合与分离,这是靠开关的触头来完成 的,可动的导电件叫动触头,不动的叫静触头,为了加快触头间 的电压耐受能力,也有两个触头同时运动,相向拉开的。
磨损的结果又加剧发热和熔焊的发生。
一、接触电阻的异常恶化问题
Rj的大小直接影响触头温度及工作可靠性,设计和维护 良好的断路器, Rj不应变化太大。
新加工的触头,表面氧化膜很薄,触头接触电阻较小。 经过长期工作后,触头表面与周围介质起化学作用,接
触电阻会不断增加。为了保证触头工作可靠,在长期工 作过程中,必须保证触头接触电阻长期稳定。为此,必 须分析造成接触电阻不稳定的原因。
弱电流触头:≤1A
中电流触头:几~几百A
强电流触头:几百A以上 √
2000A 捆绑式梅花触头
三.对电接触的主要要求
※ 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。
1)在长期工作中,要求电接触在长期通过额定电流时,温升 不超过一定数值。接触电阻要求稳定。
2) 线接触: 一个圆柱面与一个平面相接触,从几何学角度看, 两面接触在一条直线上,所以称线接触。当然,实际接触面 是分布在狭长区域内的若干个接触点。
3) 面接触: 两平面相接触,从几何学角度看,接触面是一个 平面,所以称为面接触。当然,实际接触面是分布在若干处 的很多个接触点。
收缩电阻:
Rs
1 n
2. 接触压力 试验表明,在弹性变形范围内,接触压力愈大,接触电阻会 愈小
并非越大越好!接触压力达一定值后,接触压力趋于稳定, 因此过大的接触压力也没有必要,对于可分合接触是更有害 而无益。
3. 接触形式 接触的形式很多,按触头外形的几何形状不同,可分为点接 触、线接触和面接触三类。
1) 点接触:一个球面与一个平面或两个球面相接触,从几何 学角度看,两面接触于一点,所以称为点接触。当然,实际 接触面是在一个小面积内的若干个接触点。
Rj Rs Rm
1-视在接触面 2-实际接触面 3-实际导电斑点
二、接触电阻的影响因素及工程算法
1. 材料性质 构成电接触的金属材料的性质直接影响接触电阻的大小。
这些性质是材料的电阻率ρ,材料的布氏硬度Hb,材料的化
学性能以及金属化合物的机械强度与电阻率。
理想材料:电阻率ρ小,硬度Hb小,高熔点,不易氧化,造
镀银
3)铝:电阻率及硬度不算太高;铝的严重缺点是化学性质活泼. 在空气中,室温条件下很容易生成又硬又厚的氧化膜,从而 使接触电阻增高。因此铝一般只用于固定接触,并常采用表 面覆盖锡的方法来减小接触电阻。
4)金、铂、铱等:这些贵重金属的优点是化学性能稳定,触头 表面不会产生不导电的薄膜。但是这类贵重金属材料价格昂贵, 来源稀缺,不能大量使用,一般只用于低压电器中的弱电流触 头。
5)钨铜和钨银复合材料: 以高熔点金属钨与高导电金属铜、银采 用粉末治金的方法制成的钨铜和钨银复合材料具有导电性能好, 在电弧作用下烧损小的特点,是开关电器中广泛使用的触头材 料。钨铜复合材料价格较便宜,主要缺点是在大气中易氧化, 接触电阻不稳定。适宜用在油断路器和六氟化硫断路器中。常 用的是含钨量为80%的钨铜复合材料。钨银复合材料通常用于 对接式的触头上,接触电阻稳定但耐弧性能稍差。