第3章_電接觸與觸頭

1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、什么是電接觸一、什么是電接觸 電器的導(dǎo)電回路總是由若干元件構(gòu)成，其中，兩個(gè)零電器的導(dǎo)電回路總是由若干元件構(gòu)成，其中，兩個(gè)零件通過機(jī)械連接方式互相接觸而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的現(xiàn)象稱為件通過機(jī)械連接方式互相接觸而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的現(xiàn)象稱為電接觸電接觸現(xiàn)象。現(xiàn)象。二、電接觸的分類二、電接觸的分類 1)固定電接觸固定電接觸：用螺絲、鉚釘夾：用螺絲、鉚釘夾緊件將導(dǎo)電元件緊固在一起，緊件將導(dǎo)電元件緊固在一起，無相對(duì)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的連接。的連接。 如各種電器的出線端與母線的連如各種電器的出線端與母線的連接；輸配電線路中線夾與導(dǎo)線、導(dǎo)線接；輸配電線路中線夾與導(dǎo)線、導(dǎo)線與電纜頭的連接；弱電中的插接件等。

2、與電纜頭的連接；弱電中的插接件等。 2)滑動(dòng)及滾動(dòng)接觸滑動(dòng)及滾動(dòng)接觸：一種：一種可動(dòng)但不可分可動(dòng)但不可分的接觸，接觸元件間的接觸，接觸元件間可相互滑動(dòng)或滾動(dòng)。可相互滑動(dòng)或滾動(dòng)。如開關(guān)電器中的中間觸頭、電機(jī)的電刷與滑環(huán)及電車的供電等。如開關(guān)電器中的中間觸頭、電機(jī)的電刷與滑環(huán)及電車的供電等。 3)可分接觸可分接觸：機(jī)械式開關(guān)電器特有的電接觸現(xiàn)象，電路的接通：機(jī)械式開關(guān)電器特有的電接觸現(xiàn)象，電路的接通與開斷必然伴隨導(dǎo)電件的閉合與分離，這是靠開關(guān)的與開斷必然伴隨導(dǎo)電件的閉合與分離，這是靠開關(guān)的觸頭觸頭來完成來完成的，可動(dòng)的導(dǎo)電件叫動(dòng)觸頭，不動(dòng)的叫靜觸頭，為了加快觸頭間的，可動(dòng)的導(dǎo)電件叫動(dòng)觸頭，不動(dòng)的叫

3、靜觸頭，為了加快觸頭間的電壓耐受能力，也有兩個(gè)觸頭同時(shí)運(yùn)動(dòng)，相向拉開的。的電壓耐受能力，也有兩個(gè)觸頭同時(shí)運(yùn)動(dòng)，相向拉開的。弱電流觸頭：弱電流觸頭：1A中電流觸頭：幾中電流觸頭：幾幾百幾百A強(qiáng)電流觸頭：幾百?gòu)?qiáng)電流觸頭：幾百A以上以上2000A 捆綁式梅花觸頭捆綁式梅花觸頭三三. .對(duì)電接觸的主要要求對(duì)電接觸的主要要求 電器的電接觸，特別是電器的電接觸，特別是可分觸頭可分觸頭的工作可靠性是很重要的。的工作可靠性是很重要的。如果觸頭的材料、結(jié)構(gòu)或制造質(zhì)量不好，觸頭在工作過程中就如果觸頭的材料、結(jié)構(gòu)或制造質(zhì)量不好，觸頭在工作過程中就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞或因電弧而熔焊，電器工作的可靠性就無會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞或因電

4、弧而熔焊，電器工作的可靠性就無法保證。法保證。 1) 1)在在長(zhǎng)期工作長(zhǎng)期工作中，要求電接觸在長(zhǎng)期通過額定電流時(shí)，溫中，要求電接觸在長(zhǎng)期通過額定電流時(shí)，溫升不超過一定數(shù)值。升不超過一定數(shù)值。接觸電阻接觸電阻要求穩(wěn)定。要求穩(wěn)定。 2)2)在在短時(shí)通過短路電流短時(shí)通過短路電流時(shí)，要求電接觸不發(fā)生熔焊或觸頭時(shí)，要求電接觸不發(fā)生熔焊或觸頭材料的噴濺等。材料的噴濺等。 3)3)在在關(guān)合過程關(guān)合過程中，要求觸頭能關(guān)合短路電流，不發(fā)生熔焊中，要求觸頭能關(guān)合短路電流，不發(fā)生熔焊或嚴(yán)重?fù)p壞。或嚴(yán)重?fù)p壞。 4)4)在在開斷過程開斷過程中，要求觸頭在開斷電路時(shí)中，要求觸頭在開斷電路時(shí)電磨損電磨損盡可能小盡可能小.

5、.第二節(jié)第二節(jié) 接觸電阻及其影響因素接觸電阻及其影響因素一、接觸電阻一、接觸電阻p實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：RU I導(dǎo)體電阻：導(dǎo)體電阻：接觸電阻：接觸電阻：jjRUIjUUp產(chǎn)生接觸電阻的原理：產(chǎn)生接觸電阻的原理：當(dāng)電流通過兩接觸面的導(dǎo)電點(diǎn)時(shí)，電流線必然當(dāng)電流通過兩接觸面的導(dǎo)電點(diǎn)時(shí)，電流線必然收縮。收縮。收縮電阻收縮電阻sR1）接觸面積變小：）接觸面積變?。悍糯笥^察，任何精細(xì)加工的固體表面，其微觀放大觀察，任何精細(xì)加工的固體表面，其微觀結(jié)構(gòu)總是粗糙不平的，即使外加很大的接觸壓結(jié)構(gòu)總是粗糙不平的，即使外加很大的接觸壓力也只有為數(shù)不多的點(diǎn)實(shí)際接觸。力也只有為數(shù)不多的點(diǎn)實(shí)際接觸。1RS2)表面覆蓋物：表面覆蓋物：

6、 接觸表面的覆蓋物可能是金屬的氧化物、硫化接觸表面的覆蓋物可能是金屬的氧化物、硫化物等。這是由于電接觸材料與周圍介質(zhì)如空氣、物等。這是由于電接觸材料與周圍介質(zhì)如空氣、油等起化學(xué)作用而生成的，也可能是落在接觸表油等起化學(xué)作用而生成的，也可能是落在接觸表面上的灰塵、污物或夾在接觸面間的油膜、水膜面上的灰塵、污物或夾在接觸面間的油膜、水膜等。對(duì)于斷路器來說，等。對(duì)于斷路器來說，金屬的氧化物金屬的氧化物是主要的。是主要的。 電接觸的接觸面上總會(huì)被一些導(dǎo)電性能很差的物質(zhì)覆蓋。電接觸的接觸面上總會(huì)被一些導(dǎo)電性能很差的物質(zhì)覆蓋。由于這種原因出現(xiàn)的電阻增大稱為由于這種原因出現(xiàn)的電阻增大稱為表面電阻或膜電阻表面

7、電阻或膜電阻Rm6: 0.016 10Agm6: 0.017 10Cum6: 0.029 10Alm42: 1 10Ag Om82: 5 10Cu Om1023: 1 10Al OmjsmRRR故，接觸電阻：故，接觸電阻：1-視在接觸面2-實(shí)際接觸面3-實(shí)際導(dǎo)電斑點(diǎn)1. 材料性質(zhì)材料性質(zhì)構(gòu)成電接觸的金屬材料的性質(zhì)直接影響接觸電阻的大小。構(gòu)成電接觸的金屬材料的性質(zhì)直接影響接觸電阻的大小。這些性質(zhì)是材料的電阻率這些性質(zhì)是材料的電阻率,材料的布氏硬度材料的布氏硬度Hb，材料的，材料的化學(xué)性能以及金屬化合物的機(jī)械強(qiáng)度與電阻率。化學(xué)性能以及金屬化合物的機(jī)械強(qiáng)度與電阻率。二、接觸電阻的影響因素及工程算法二

8、、接觸電阻的影響因素及工程算法理想材料理想材料：電阻率：電阻率小小,硬度硬度Hb小小，高熔點(diǎn)，不易氧化，高熔點(diǎn)，不易氧化，造價(jià)低。造價(jià)低。 1)銀銀：電阻率：電阻率與硬度與硬度Hb 都小都小;低溫下不易氧化，高溫下銀的低溫下不易氧化，高溫下銀的氧化物很容易還原成金屬銀氧化物很容易還原成金屬銀;銀的氧化物的電阻率也很低。從銀的氧化物的電阻率也很低。從減少接觸電阻角度看，銀是最理想的材料。但是，銀的價(jià)格較減少接觸電阻角度看，銀是最理想的材料。但是，銀的價(jià)格較貴，因此高壓電器中常采用銅鍍銀或鑲銀的方法。貴，因此高壓電器中常采用銅鍍銀或鑲銀的方法。 2)銅銅：電阻率與硬度比銀略大：電阻率與硬度比銀略大

9、;在室溫下，在大氣中或變壓器在室溫下，在大氣中或變壓器油中銅會(huì)氧化，銅的氧化膜厚度隨溫度增高而增加。從減小接油中銅會(huì)氧化，銅的氧化膜厚度隨溫度增高而增加。從減小接觸電阻看，銅是僅次于銀的材料。為了減小接觸電阻，可以在觸電阻看，銅是僅次于銀的材料。為了減小接觸電阻，可以在銅上鍍銀或鑲銀，也可以鍍錫。錫的優(yōu)點(diǎn)是硬度小，氧化膜的銅上鍍銀或鑲銀，也可以鍍錫。錫的優(yōu)點(diǎn)是硬度小，氧化膜的機(jī)械強(qiáng)度低。機(jī)械強(qiáng)度低。鍍銀鍍銀3)鋁鋁：電阻率及硬度不算太高：電阻率及硬度不算太高;鋁的嚴(yán)重缺點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)活潑鋁的嚴(yán)重缺點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)活潑.在空氣中，室溫條件下很容易生成又硬又厚的氧化膜，從而在空氣中，室溫條件下很容易生成

10、又硬又厚的氧化膜，從而使接觸電阻增高。因此鋁一般只用于固定接觸，并常采用表使接觸電阻增高。因此鋁一般只用于固定接觸，并常采用表面覆蓋錫的方法來減小接觸電阻。面覆蓋錫的方法來減小接觸電阻。4)金、鉑、銥金、鉑、銥等：這些貴重金屬的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)性能穩(wěn)定，觸頭等：這些貴重金屬的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)性能穩(wěn)定，觸頭表面不會(huì)產(chǎn)生不導(dǎo)電的薄膜。但是這類貴重金屬材料價(jià)格昂貴，表面不會(huì)產(chǎn)生不導(dǎo)電的薄膜。但是這類貴重金屬材料價(jià)格昂貴，來源稀缺，不能大量使用，一般只用于低壓電器中的弱電流觸來源稀缺，不能大量使用，一般只用于低壓電器中的弱電流觸頭。頭。5)鎢銅和鎢銀復(fù)合材料鎢銅和鎢銀復(fù)合材料: 以高熔點(diǎn)金屬鎢與高導(dǎo)電金屬銅、銀以

11、高熔點(diǎn)金屬鎢與高導(dǎo)電金屬銅、銀采用粉末治金的方法制成的鎢銅和鎢銀復(fù)合材料具有導(dǎo)電性能采用粉末治金的方法制成的鎢銅和鎢銀復(fù)合材料具有導(dǎo)電性能好，在電弧作用下燒損小的特點(diǎn)，是開關(guān)電器中廣泛使用的觸好，在電弧作用下燒損小的特點(diǎn)，是開關(guān)電器中廣泛使用的觸頭材料。鎢銅復(fù)合材料價(jià)格較便宜，主要缺點(diǎn)是在大氣中易氧頭材料。鎢銅復(fù)合材料價(jià)格較便宜，主要缺點(diǎn)是在大氣中易氧化，接觸電阻不穩(wěn)定。適宜用在油斷路器和六氟化硫斷路器中?；?，接觸電阻不穩(wěn)定。適宜用在油斷路器和六氟化硫斷路器中。常用的是含鎢量為常用的是含鎢量為80%的鎢銅復(fù)合材料。鎢銀復(fù)合材料通常用的鎢銅復(fù)合材料。鎢銀復(fù)合材料通常用于對(duì)接式的觸頭上，接觸電阻穩(wěn)

12、定但耐弧性能稍差。于對(duì)接式的觸頭上，接觸電阻穩(wěn)定但耐弧性能稍差。2. 接觸壓力接觸壓力試驗(yàn)表明，在試驗(yàn)表明，在彈性變形彈性變形范圍內(nèi)，接觸壓力愈大，接觸電阻會(huì)范圍內(nèi)，接觸壓力愈大，接觸電阻會(huì)愈小愈小并非越大越好！并非越大越好！接觸壓力達(dá)一定值后，接觸壓力趨于穩(wěn)定，接觸壓力達(dá)一定值后，接觸壓力趨于穩(wěn)定，因此過大的接觸壓力也沒有必要，對(duì)于可分合接觸是更有害因此過大的接觸壓力也沒有必要，對(duì)于可分合接觸是更有害而無益。而無益。3. 接觸形式接觸形式接觸的形式很多，按觸頭外形的幾何形狀不同，可分為點(diǎn)接接觸的形式很多，按觸頭外形的幾何形狀不同，可分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸三類。觸、線接觸和面接觸三類。1)

13、 點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸：一個(gè)球面與一個(gè)平面或兩個(gè)球面相接觸，從幾何：一個(gè)球面與一個(gè)平面或兩個(gè)球面相接觸，從幾何學(xué)角度看，兩面接觸于一點(diǎn)，所以稱為點(diǎn)接觸。當(dāng)然，實(shí)際學(xué)角度看，兩面接觸于一點(diǎn)，所以稱為點(diǎn)接觸。當(dāng)然，實(shí)際接觸面是在一個(gè)小面積內(nèi)的若干個(gè)接觸點(diǎn)。接觸面是在一個(gè)小面積內(nèi)的若干個(gè)接觸點(diǎn)。2) 線接觸線接觸： 一個(gè)圓柱面與一個(gè)平面相接觸，從幾何學(xué)角度看，一個(gè)圓柱面與一個(gè)平面相接觸，從幾何學(xué)角度看，兩面接觸在一條直線上，所以稱線接觸。當(dāng)然，實(shí)際接觸面兩面接觸在一條直線上，所以稱線接觸。當(dāng)然，實(shí)際接觸面是分布在狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)接觸點(diǎn)。是分布在狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)接觸點(diǎn)。3) 面接觸面接觸： 兩平面相接觸，

14、從幾何學(xué)角度看，接觸面是一個(gè)兩平面相接觸，從幾何學(xué)角度看，接觸面是一個(gè)平面，所以稱為面接觸。當(dāng)然，實(shí)際接觸面是分布在若干處平面，所以稱為面接觸。當(dāng)然，實(shí)際接觸面是分布在若干處的很多個(gè)接觸點(diǎn)。的很多個(gè)接觸點(diǎn)。1sRn收縮電阻：收縮電阻：nnn面線點(diǎn)sssRRR面線點(diǎn)膜電阻：壓力膜電阻：壓力F一定時(shí)，單個(gè)接觸點(diǎn)的受力：一定時(shí)，單個(gè)接觸點(diǎn)的受力：fff面線點(diǎn)mmmRRR面線點(diǎn)jsmRRR與接觸形式及壓力與接觸形式及壓力F有關(guān)有關(guān)試驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)且壓力相同時(shí)，線接觸的接觸電阻比試驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)且壓力相同時(shí)，線接觸的接觸電阻比點(diǎn)、面接觸都低。這是因?yàn)辄c(diǎn)接觸的接觸點(diǎn)少、壓強(qiáng)大，面接點(diǎn)、面接觸都

15、低。這是因?yàn)辄c(diǎn)接觸的接觸點(diǎn)少、壓強(qiáng)大，面接觸的接觸點(diǎn)多、壓強(qiáng)小，線接觸壓力強(qiáng)度和接觸面積得到了較觸的接觸點(diǎn)多、壓強(qiáng)小，線接觸壓力強(qiáng)度和接觸面積得到了較適當(dāng)?shù)呐浜?，故適當(dāng)?shù)呐浜?，故線接觸廣泛用于高壓開關(guān)電器的可動(dòng)接觸中線接觸廣泛用于高壓開關(guān)電器的可動(dòng)接觸中，而面接觸多用于固定連接。而面接觸多用于固定連接。4. 接觸表面加工情況接觸表面加工情況p 接觸表面可以是粗加工（機(jī)械），也可以是精加工（研接觸表面可以是粗加工（機(jī)械），也可以是精加工（研磨）。加工精度對(duì)接觸電阻有一定影響，它表現(xiàn)在接觸點(diǎn)數(shù)磨）。加工精度對(duì)接觸電阻有一定影響，它表現(xiàn)在接觸點(diǎn)數(shù)的多少不同。的多少不同。p 但實(shí)踐表明，過于精細(xì)的表面

16、加工對(duì)于降低接觸電阻未必但實(shí)踐表明，過于精細(xì)的表面加工對(duì)于降低接觸電阻未必是有利的。要綜合考慮接觸形式、接觸壓力等情況。是有利的。要綜合考慮接觸形式、接觸壓力等情況。材料材料接觸電阻接觸電阻 /F = 10 NF = 1000 N機(jī)加工機(jī)加工1304機(jī)加工，表機(jī)加工，表面有油面有油3403研磨加工研磨加工19001研磨加工，研磨加工，表面有油表面有油280065. 接觸電阻的工程計(jì)算方法接觸電阻的工程計(jì)算方法p 從上面的分析中我們可以看到，影響接觸電阻的因素很多，從上面的分析中我們可以看到，影響接觸電阻的因素很多，要準(zhǔn)確的計(jì)算接觸電阻是很困難的，通常只能用要準(zhǔn)確的計(jì)算接觸電阻是很困難的，通常只

17、能用經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式估估算。算。()jmKRF與接觸形式有關(guān)點(diǎn)接觸：點(diǎn)接觸：m = 0.5線接觸：線接觸：m = 0.75面接觸：面接觸：m = 0.80.95接觸材料接觸材料銀銀 - 銀銀銅銅 銅銅銅銅-銅（鍍錫）銅（鍍錫）鋁鋁 銅銅鋁鋁 黃銅黃銅K60801401009801900與接觸材料、表面加工等有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)確定系數(shù)系數(shù)K K值：值：合金合金第三節(jié)第三節(jié) 電接觸在長(zhǎng)期工作中的問題電接觸在長(zhǎng)期工作中的問題p 長(zhǎng)期工作中的主要問題：長(zhǎng)期工作中的主要問題：發(fā)熱發(fā)熱熔焊熔焊磨損磨損p所謂觸頭所謂觸頭磨損磨損是指觸頭在長(zhǎng)期的通流與合分動(dòng)作過程中，是指觸頭在長(zhǎng)期的通流與合分動(dòng)作過程中，因污染、腐

18、蝕、機(jī)械撞擊及電弧的燒蝕因污染、腐蝕、機(jī)械撞擊及電弧的燒蝕(熔化、飛濺、氣化熔化、飛濺、氣化)等作用使觸頭導(dǎo)電狀態(tài)嚴(yán)重惡化甚至產(chǎn)生變形、材料脫落等作用使觸頭導(dǎo)電狀態(tài)嚴(yán)重惡化甚至產(chǎn)生變形、材料脫落丟失等現(xiàn)象。丟失等現(xiàn)象。p磨損的結(jié)果又加劇發(fā)熱和熔焊的發(fā)生。磨損的結(jié)果又加劇發(fā)熱和熔焊的發(fā)生。與接觸電阻異常惡化有關(guān)與接觸電阻異常惡化有關(guān)pRj的大小直接影響觸頭溫度及工作可靠性，設(shè)計(jì)和維護(hù)的大小直接影響觸頭溫度及工作可靠性，設(shè)計(jì)和維護(hù)良好的斷路器，良好的斷路器， Rj不應(yīng)變化太大。不應(yīng)變化太大。p新加工的觸頭，表面氧化膜很薄，觸頭接觸電阻較小。新加工的觸頭，表面氧化膜很薄，觸頭接觸電阻較小。p經(jīng)過長(zhǎng)期

19、工作后，觸頭表面與周圍介質(zhì)起化學(xué)作用，接經(jīng)過長(zhǎng)期工作后，觸頭表面與周圍介質(zhì)起化學(xué)作用，接觸電阻會(huì)不斷增加。為了保證觸頭工作可靠，在長(zhǎng)期工觸電阻會(huì)不斷增加。為了保證觸頭工作可靠，在長(zhǎng)期工作過程中，作過程中，必須保證觸頭接觸電阻長(zhǎng)期穩(wěn)定必須保證觸頭接觸電阻長(zhǎng)期穩(wěn)定。為此，必。為此，必須分析造成接觸電阻不穩(wěn)定的原因。須分析造成接觸電阻不穩(wěn)定的原因。一、接觸電阻的異常惡化問題一、接觸電阻的異常惡化問題p造成接觸電阻不穩(wěn)定的造成接觸電阻不穩(wěn)定的原因有兩個(gè)原因有兩個(gè): 一個(gè)是一個(gè)是化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕; 另一個(gè)是另一個(gè)是電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。1）化學(xué)腐蝕）化學(xué)腐蝕p當(dāng)可分當(dāng)可分觸頭分開觸頭分開時(shí)，構(gòu)成接觸連接

20、的金屬如銅、鋁及其合時(shí)，構(gòu)成接觸連接的金屬如銅、鋁及其合金與周圍介質(zhì)中的某些成分，如空氣中的氧、變壓器油中金與周圍介質(zhì)中的某些成分，如空氣中的氧、變壓器油中的有機(jī)酸等起化學(xué)作用，生成不導(dǎo)電的化學(xué)膜，由此會(huì)出的有機(jī)酸等起化學(xué)作用，生成不導(dǎo)電的化學(xué)膜，由此會(huì)出現(xiàn)很大的表面電阻。這一現(xiàn)象稱為現(xiàn)很大的表面電阻。這一現(xiàn)象稱為化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕。p電接觸受化學(xué)腐蝕的程度與金屬種類、周圍介質(zhì)及接觸面電接觸受化學(xué)腐蝕的程度與金屬種類、周圍介質(zhì)及接觸面的溫度有很大關(guān)系。但是在觸頭關(guān)合過程中，由于觸頭間的溫度有很大關(guān)系。但是在觸頭關(guān)合過程中，由于觸頭間發(fā)生碰撞和滑動(dòng)，又會(huì)使化學(xué)膜部分去除，使接觸電阻降發(fā)生碰撞和滑動(dòng)

21、，又會(huì)使化學(xué)膜部分去除，使接觸電阻降低下來。低下來。p當(dāng)觸頭當(dāng)觸頭長(zhǎng)期閉合長(zhǎng)期閉合時(shí)，接觸面雖不與周圍介質(zhì)相接觸，但周時(shí)，接觸面雖不與周圍介質(zhì)相接觸，但周圍介質(zhì)中的氧分子等會(huì)從接觸點(diǎn)周圍逐漸侵入，與金屬起圍介質(zhì)中的氧分子等會(huì)從接觸點(diǎn)周圍逐漸侵入，與金屬起化學(xué)作用，形成金屬氧化物。這樣會(huì)使實(shí)際接觸面積減小，化學(xué)作用，形成金屬氧化物。這樣會(huì)使實(shí)際接觸面積減小，接觸電阻增加。接觸電阻增加。接觸點(diǎn)溫度接觸點(diǎn)溫度愈高，氧分子活動(dòng)能力越強(qiáng)，愈高，氧分子活動(dòng)能力越強(qiáng)，可以更深地侵入到金屬內(nèi)部可以更深地侵入到金屬內(nèi)部.這種作用更為嚴(yán)重。因此，為這種作用更為嚴(yán)重。因此，為了使接觸電阻在長(zhǎng)期工作情況下保持穩(wěn)定，必

22、須保證了使接觸電阻在長(zhǎng)期工作情況下保持穩(wěn)定，必須保證接觸接觸點(diǎn)在長(zhǎng)期工作下的溫度不應(yīng)過高點(diǎn)在長(zhǎng)期工作下的溫度不應(yīng)過高。電接觸的長(zhǎng)期允許溫度。電接觸的長(zhǎng)期允許溫度所以很低的原因就在于此。所以很低的原因就在于此。2）電化學(xué)腐蝕）電化學(xué)腐蝕p措施：增加接觸壓力可以提高接觸電阻的穩(wěn)定性措施：增加接觸壓力可以提高接觸電阻的穩(wěn)定性;另一個(gè)有另一個(gè)有效措施就是在容易腐蝕的金屬上覆蓋銀、錫等金屬。效措施就是在容易腐蝕的金屬上覆蓋銀、錫等金屬。p不同金屬構(gòu)成電接觸時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐不同金屬構(gòu)成電接觸時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕會(huì)造成電接觸的嚴(yán)重破壞。蝕會(huì)造成電接觸的嚴(yán)重破壞。p電化學(xué)腐蝕的原

23、理也就是電化學(xué)腐蝕的原理也就是化學(xué)電池化學(xué)電池的原理。用不同金屬作的原理。用不同金屬作電極插入電解液中時(shí)，就形成了一個(gè)電池。一個(gè)電極顯正電極插入電解液中時(shí)，就形成了一個(gè)電池。一個(gè)電極顯正極性，另一個(gè)電極顯負(fù)極性，電池的電動(dòng)勢(shì)決定于金屬種極性，另一個(gè)電極顯負(fù)極性，電池的電動(dòng)勢(shì)決定于金屬種類。類。ZnPtHClelectronsp各種金屬在電解液中的電位各種金屬在電解液中的電位(與氫相比較與氫相比較)，按電位高低排，按電位高低排成次序，叫做成次序，叫做電化序表電化序表。p 兩種金屬在表中的位置兩種金屬在表中的位置相隔越遠(yuǎn)相隔越遠(yuǎn)，組成電池時(shí)的，組成電池時(shí)的電動(dòng)勢(shì)就電動(dòng)勢(shì)就越高越高。當(dāng)電池正負(fù)電極用

24、導(dǎo)線短路后將有電流。當(dāng)電池正負(fù)電極用導(dǎo)線短路后將有電流I流通。在流通。在電流流過的同時(shí)，負(fù)電極金屬溶解到電解液中，造成電流流過的同時(shí)，負(fù)電極金屬溶解到電解液中，造成負(fù)電負(fù)電極極金屬的腐蝕。電動(dòng)勢(shì)越高，電流越大，腐蝕越嚴(yán)重。正金屬的腐蝕。電動(dòng)勢(shì)越高，電流越大，腐蝕越嚴(yán)重。正電極則不會(huì)出現(xiàn)這種腐蝕作用。電極則不會(huì)出現(xiàn)這種腐蝕作用。p不同金屬構(gòu)成不同金屬構(gòu)成電接觸電接觸時(shí)也會(huì)發(fā)生類似的腐蝕現(xiàn)象。如銅鋁時(shí)也會(huì)發(fā)生類似的腐蝕現(xiàn)象。如銅鋁接觸、銅鐵接觸等。接觸、銅鐵接觸等。金屬金屬AlZnCrFeCdNiSnHCuAgPt電位電位/V-1.34 -0.76 -0.56 -0.44-0.4-0.2-0.14

25、00.3450.80.86銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？銅器上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？銅器上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？p減少電化學(xué)腐蝕的措施減少電化學(xué)腐蝕的措施： 為了減少不同金屬接觸時(shí)出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕作用，應(yīng)注為了減少不同金屬接觸時(shí)出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕作用，應(yīng)注意避免采用在電化序表中相距較遠(yuǎn)的金屬構(gòu)成電接觸。但在意避免采用在電化序表中相距較遠(yuǎn)的金屬構(gòu)成電接觸。但在高壓斷路器中，常不可免地需要采用高壓斷路器中，常不可免地需要采用鋁銅鋁銅接觸。此時(shí)，可在接觸。此時(shí)，可在鋁表面上用銅、銀或錫覆蓋，或在鋁、銅兩金屬間加上鋅墊鋁表面上用銅、銀或錫覆蓋，或在鋁、銅

26、兩金屬間加上鋅墊片以減少電化學(xué)腐蝕作用。也可在接觸面周圍涂抹油脂，防片以減少電化學(xué)腐蝕作用。也可在接觸面周圍涂抹油脂，防止水分侵入形成電解液。止水分侵入形成電解液。化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸接觸多種金屬或合金多種金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被分解較活潑金屬被分解聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍p電流流經(jīng)電器的導(dǎo)電部分時(shí)，導(dǎo)電桿、觸頭等的溫度都電流流經(jīng)電器的導(dǎo)電部分時(shí)，導(dǎo)電桿、觸頭等的溫度都要

27、升高。開關(guān)電器的觸頭大多是用截面很大的紫銅制成，要升高。開關(guān)電器的觸頭大多是用截面很大的紫銅制成，紫銅導(dǎo)熱性又很好，因此觸頭部分的溫度幾乎相同，稱紫銅導(dǎo)熱性又很好，因此觸頭部分的溫度幾乎相同，稱為觸頭的為觸頭的本體溫度本體溫度Tb；二、觸頭溫升與熔焊二、觸頭溫升與熔焊接觸面接觸面本體本體p在接觸處，由接觸電阻產(chǎn)生的熱損在接觸處，由接觸電阻產(chǎn)生的熱損耗集中在很小范圍內(nèi)。這些熱量只耗集中在很小范圍內(nèi)。這些熱量只能通過傳導(dǎo)向觸頭本體傳熱，因此能通過傳導(dǎo)向觸頭本體傳熱，因此接觸點(diǎn)處的溫度接觸點(diǎn)處的溫度Tm要比觸頭本體溫要比觸頭本體溫度高。度高。 Tb與與Tm之差稱為接觸點(diǎn)溫升之差稱為接觸點(diǎn)溫升228j

28、jmbI RTT對(duì)所有金屬材料：對(duì)所有金屬材料：LT228jjI RLT本體的絕本體的絕對(duì)溫度對(duì)溫度L稱為洛侖茲常數(shù)：稱為洛侖茲常數(shù)：8222.4 10LVKp這個(gè)計(jì)算結(jié)果表明，只要接觸電阻不大，在長(zhǎng)期通過額定電流這個(gè)計(jì)算結(jié)果表明，只要接觸電阻不大，在長(zhǎng)期通過額定電流時(shí)，接觸點(diǎn)溫度與觸頭本體溫度相差無幾。但當(dāng)接觸電阻由時(shí)，接觸點(diǎn)溫度與觸頭本體溫度相差無幾。但當(dāng)接觸電阻由6.6 增加為增加為66 時(shí)，接觸點(diǎn)溫升將由時(shí)，接觸點(diǎn)溫升將由0. 23K增大為增大為23K，接，接觸電阻對(duì)接觸點(diǎn)溫升的影響已不容忽視了。觸電阻對(duì)接觸點(diǎn)溫升的影響已不容忽視了。p由于接觸點(diǎn)處導(dǎo)電狀態(tài)的惡化破壞或在突然的短路電流作

29、用下由于接觸點(diǎn)處導(dǎo)電狀態(tài)的惡化破壞或在突然的短路電流作用下熱效應(yīng)劇增，接觸處的溫度就可能達(dá)到金屬材料的熱效應(yīng)劇增，接觸處的溫度就可能達(dá)到金屬材料的軟化點(diǎn)或熔軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)點(diǎn)，使觸頭局部軟化或熔化。如果熔化較厲害就會(huì)造成，使觸頭局部軟化或熔化。如果熔化較厲害就會(huì)造成熔焊熔焊。熔焊嚴(yán)重時(shí)就有可能將觸頭焊在一起而無法自行分開。熔焊嚴(yán)重時(shí)就有可能將觸頭焊在一起而無法自行分開?！纠坑?jì)算玫瑰觸頭在長(zhǎng)期通過額定電流時(shí)的接觸點(diǎn)溫升【例】計(jì)算玫瑰觸頭在長(zhǎng)期通過額定電流時(shí)的接觸點(diǎn)溫升j，已知，已知額定電流額定電流I=600A，本體溫度，本體溫度90 C,接觸電阻接觸電阻Rj =6.6.【解】觸頭本體絕對(duì)溫度為【解

30、】觸頭本體絕對(duì)溫度為273363bTtK22626(600 6.6 10 )0.2388 2.4 10363jjI RKLT三、觸頭的帶電關(guān)合與開斷三、觸頭的帶電關(guān)合與開斷p觸頭開距觸頭開距：處于分閘位置時(shí)，開關(guān)一相的觸頭之間或其：處于分閘位置時(shí)，開關(guān)一相的觸頭之間或其連接的任何導(dǎo)電部分之間的總間隙。它由開關(guān)在分閘位連接的任何導(dǎo)電部分之間的總間隙。它由開關(guān)在分閘位置時(shí)動(dòng)、靜觸頭間所需要的絕緣距離置時(shí)動(dòng)、靜觸頭間所需要的絕緣距離(即斷口絕緣即斷口絕緣)所決所決定。定。1p觸頭行程觸頭行程：在分、合閘操作中，開關(guān)動(dòng)觸頭起始位置到：在分、合閘操作中，開關(guān)動(dòng)觸頭起始位置到終止位置的距離。終止位置的距離

31、。 21. 與觸頭相關(guān)的術(shù)語(yǔ)與觸頭相關(guān)的術(shù)語(yǔ)p接觸行程接觸行程：合閘操作中，開關(guān)觸頭接觸后：合閘操作中，開關(guān)觸頭接觸后動(dòng)觸頭繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離。對(duì)某些機(jī)構(gòu)應(yīng)為動(dòng)觸頭繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離。對(duì)某些機(jī)構(gòu)應(yīng)為直接帶動(dòng)動(dòng)觸頭的部件繼續(xù)運(yùn)行的距離。直接帶動(dòng)動(dòng)觸頭的部件繼續(xù)運(yùn)行的距離。從圖可見，接觸行程為行程與開距之差。從圖可見，接觸行程為行程與開距之差。 3p主觸頭主觸頭：斷路器通常都有多對(duì)供給自身或別的控制保護(hù)斷路器通常都有多對(duì)供給自身或別的控制保護(hù)所用的輔助觸頭。主觸頭指開關(guān)主回路中的觸頭，在所用的輔助觸頭。主觸頭指開關(guān)主回路中的觸頭，在合合閘閘位置時(shí)承載主回路的電流。位置時(shí)承載主回路的電流。p弧觸頭弧觸頭：

32、指在其上形成電弧的觸頭?；∮|頭兼作主觸頭，指在其上形成電弧的觸頭?；∮|頭兼作主觸頭，也可設(shè)計(jì)成單獨(dú)的觸頭，以保護(hù)承載工作電流的觸頭免也可設(shè)計(jì)成單獨(dú)的觸頭，以保護(hù)承載工作電流的觸頭免受電弧侵蝕。所有的大功率斷路器都設(shè)有弧觸頭受電弧侵蝕。所有的大功率斷路器都設(shè)有弧觸頭(僅真空僅真空開關(guān)例外）。開關(guān)例外）。p斷路器在空載操作時(shí)，動(dòng)、靜觸頭間發(fā)生碰撞和摩擦，會(huì)造斷路器在空載操作時(shí)，動(dòng)、靜觸頭間發(fā)生碰撞和摩擦，會(huì)造成觸頭的變形和觸頭材料的損耗，這一現(xiàn)象稱為成觸頭的變形和觸頭材料的損耗，這一現(xiàn)象稱為機(jī)械磨損機(jī)械磨損。一般說來，高壓斷路器觸頭的機(jī)械磨損并不嚴(yán)重一般說來，高壓斷路器觸頭的機(jī)械磨損并不嚴(yán)重.p斷路器開斷電路時(shí)，觸頭間要產(chǎn)生電弧。電弧的斷路器開斷電路時(shí)，觸頭間要產(chǎn)生電弧。電弧的高溫高溫作用會(huì)作用會(huì)使觸頭表面燒損、變形、金屬材料流失，造成觸頭的使觸頭表面燒損、變形、金屬材料流失，造成觸頭的電磨損電磨損。這一現(xiàn)象在斷路器開斷短路電流時(shí)尤為嚴(yán)重。因此，提高觸這一現(xiàn)象