第3章电接触与触头

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1、第一节第一节 概概 述述一、什么是电接触一、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电接触现象。现象。二、电接触的分类二、电接触的分类 1)固定电接触固定电接触：用螺丝、铆钉夹：用螺丝、铆钉夹紧件将导电元件紧固在一起，紧件将导电元件紧固在一起，无相对无相对运动运动的连接。的连接。 如各种电器的出线端与母线的连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、与电缆头的连接；弱电中的插接件等。 2)滑动及滚动接触滑动及滚动接触：一种：一种可动但不可分可动但不可分的接触，接触元件间的接触，接触元件间可相互滑动或滚动。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。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)可分接触可分接触：机械式开关电器特有的电接触现象，电路的接通：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，这是靠开关的与开断必然伴随导电件的闭合与分离，这是靠开关的触头触头来完成来完成的，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，可动的导电件叫动触头，不动的叫

3、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。的电压耐受能力，也有两个触头同时运动，相向拉开的。弱电流触头：弱电流触头：1A中电流触头：几中电流触头：几几百几百A强电流触头：几百强电流触头：几百A以上以上2000A 捆绑式梅花触头捆绑式梅花触头三三. .对电接触的主要要求对电接触的主要要求 电器的电接触，特别是电器的电接触，特别是可分触头可分触头的工作可靠性是很重要的。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会发生严重损坏或因电

4、弧而熔焊，电器工作的可靠性就无法保证。法保证。 1)1)在在长期工作长期工作中，要求电接触在长期通过额定电流时，温中，要求电接触在长期通过额定电流时，温升不超过一定数值。升不超过一定数值。接触电阻接触电阻要求稳定。要求稳定。 2)2)在在短时通过短路电流短时通过短路电流时，要求电接触不发生熔焊或触头时，要求电接触不发生熔焊或触头材料的喷溅等。材料的喷溅等。 3)3)在在关合过程关合过程中，要求触头能关合短路电流，不发生熔焊中，要求触头能关合短路电流，不发生熔焊或严重损坏。或严重损坏。 4)4)在在开断过程开断过程中，要求触头在开断电路时中，要求触头在开断电路时电磨损电磨损尽可能小尽可能小. .

5、第二节第二节 接触电阻及其影响因素接触电阻及其影响因素一、接触电阻一、接触电阻p实验：实验：RU I导体电阻：导体电阻：接触电阻：接触电阻：jjRUIjUUp产生接触电阻的原理：产生接触电阻的原理：当电流通过两接触面的导电点时，电流线必然当电流通过两接触面的导电点时，电流线必然收缩收缩。收缩电阻收缩电阻sR1）接触面积变小：）接触面积变小：放大观察，任何精细加工的固体表面，其微观放大观察，任何精细加工的固体表面，其微观结构总是粗糙不平的，即使外加很大的接触压结构总是粗糙不平的，即使外加很大的接触压力也只有为数不多的点实际接触。力也只有为数不多的点实际接触。1RS2)表面覆盖物：表面覆盖物： 接

6、触表面的覆盖物可能是金属的氧化物、硫化接触表面的覆盖物可能是金属的氧化物、硫化物等。这是由于电接触材料与周围介质如空气、物等。这是由于电接触材料与周围介质如空气、油等起化学作用而生成的，也可能是落在接触表油等起化学作用而生成的，也可能是落在接触表面上的灰尘、污物或夹在接触面间的油膜、水膜面上的灰尘、污物或夹在接触面间的油膜、水膜等。对于断路器来说，等。对于断路器来说，金属的氧化物金属的氧化物是主要的。是主要的。 电接触的接触面上总会被一些导电性能很差的物质覆盖。电接触的接触面上总会被一些导电性能很差的物质覆盖。由于这种原因出现的电阻增大称为由于这种原因出现的电阻增大称为表面电阻表面电阻或膜电阻

7、或膜电阻Rm6: 0.016 10Agm6: 0.017 10Cum6: 0.029 10Alm42: 1 10Ag Om82: 5 10Cu Om1023: 1 10Al OmjsmRRR故，接触电阻：故，接触电阻：1-视在接触面2-实际接触面3-实际导电斑点1. 材料性质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。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这些性质是材料的电阻率,材料的布氏硬度材料的布氏硬度Hb，材料的，材料的化学性能以及金属化合物的机械强度与电阻率。化学性能以及金属化合物的机械强度与电阻率。二、接触电阻的影响因素及工程算法二、接

8、触电阻的影响因素及工程算法理想材料理想材料：电阻率：电阻率小小,硬度硬度Hb小小，高熔点，不易氧化，高熔点，不易氧化，造价低。造价低。 1)银银：电阻率：电阻率与硬度与硬度Hb 都小都小;低温下不易氧化，高温下银的低温下不易氧化，高温下银的氧化物很容易还原成金属银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。贵，因此高压电器中常采用铜镀银或镶银的方法。 2)铜铜：电阻率与硬度比银略大：电阻率与硬度比银略大;在

9、室温下，在大气中或变压器在室温下，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。机械强度低。镀银镀银3)铝铝：电阻率及硬度不算太高：电阻率及硬度不算太高;铝的严重缺点是化学性质活泼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，从而在空气中，室温条件下很容易生成又硬

10、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。面覆盖锡的方法来减小接触电阻。4)金、铂、铱金、铂、铱等：这些贵重金属的优点是化学性能稳定，触头等：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，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。头。5)钨铜和钨银复合材料钨铜和钨银复合材料: 以高熔点金属钨与高导电金属铜、银以高熔

11、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。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