電器基本知識課件

第2章

電器的基本知識

第2章電器的基本知識什么是電器？

電器——電氣器具。電器的定義：指能依據(jù)操作信號或外界現(xiàn)場信號的要求，自動或手動接通和斷開電路，連續(xù)或斷續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或用電設備的切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)的元件、設備和電工裝置。電器——一種能控制電的工具。什么是電器？電器——電氣器具。電器的定義：指能依據(jù)操2.1電器概述2.1.1電器的分類1.按工作電壓等級分低壓電器：工作電壓在交流1200V或直流1500V以下的各種電器。高壓電器：工作電壓高于交流1200V或直流1500V的各種電器。2.1電器概述2.1.1電器的分類1.按工作電壓等安全電壓安全電壓定義：為防止觸電事故而采用特定電源供電的電壓系列。我國GB3805-83安全電壓標準規(guī)定：安全電壓的額定值為42、36、24、12、6V。42V可供有觸電危險的場所使用，如手持式電動工具等的使用；

36V可在礦井、多導電粉塵等場所使用的行燈等場合下使用；

24V、12V、6V可供某些人體可能偶然觸及的帶電體的設備選用。安全電壓安全電壓定義：為防止觸電事故而采用特定電源供電的電壓2.按動作原理分手動電器：需要人工直接操作才能完成指令任務的電器。如刀開關、控制按鈕、控制器、轉換開關等。自動電器：不需要人工操作，而是按照電或非電信號自動完成指令任務的電器。如交直流接觸器、繼電器、高壓斷路器等2.按動作原理分手動電器：需要人工直接操作才能完成指令任務3.按用途分控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。保護電器：用于保護電路及用電設備的電器。配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳動功能的電器。3.按用途分控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。主4.按工作原理分電磁式電器：依據(jù)電磁感應原理來工作的電器。非電量控制電器：電器的工作是依靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。4.按工作原理分電磁式電器：依據(jù)電磁感應原理來工作的電器。5.按電器的執(zhí)行機構特點分有觸點電器：電器通斷電路的功能由觸點來實現(xiàn)。無觸點電器：電器通斷電路的功能不是通過機械接觸，而是根據(jù)輸出信號的高低實現(xiàn)的（即半導體器件的開關效應，如可控硅的導通和阻斷、三極管的飽和截止來實現(xiàn)電路的通斷）。5.按電器的執(zhí)行機構特點分有觸點電器：電器通斷電路的功能由2.1.2電器產(chǎn)品的發(fā)展1.我國電器產(chǎn)品的發(fā)展歷程低壓電器產(chǎn)品大致可分為三代：20世紀60～70年代：第一代電器產(chǎn)品完全模仿前蘇聯(lián)的基礎上設計開發(fā)的。特點：結構尺寸大、材料消耗多、性能指標不理想、品種規(guī)格不齊全。2.1.2電器產(chǎn)品的發(fā)展1.我國電器產(chǎn)品的發(fā)展歷程低壓電CJ10交流接觸器DZ10斷路器DW10多油斷路器第一代電器產(chǎn)品CJ10交流接觸器DZ10斷路器DW10多油斷路器第一代電器第二代產(chǎn)品

20世紀70～80年代：第二代電器產(chǎn)品更新?lián)Q代和引進國外先進技術制造的。特點：技術指標明顯提高，保護特性較完善，體積縮小，結構上適應成套裝置要求。第二代產(chǎn)品20世紀70～80年代：特點：技術指標明顯提CJ20接觸器DZ20斷路器DW15斷路器第二代電器產(chǎn)品CJ20接觸器DZ20斷路器DW15斷路器第二代電器產(chǎn)品第三代產(chǎn)品

20世紀90年代：第三代電器產(chǎn)品跟蹤國外新技術自行開發(fā)試制的。特點：產(chǎn)品性能優(yōu)良、工作可靠、體積小，具有電子化、智能化、組合化、模塊化、多功能化。第三代產(chǎn)品20世紀90年代：特點：產(chǎn)品性能優(yōu)良、工作可CJ40接觸器DZS斷路器DW45斷路器第三代電器產(chǎn)品CJ40接觸器DZS斷路器DW45斷路器第三代電器產(chǎn)品2.電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的有觸點電器：在結構原理、最佳結構設計和應用新材料、新工藝方面不斷創(chuàng)新和完善。真空電器半導體電器新型電器機電一體化電器有觸點電器電器產(chǎn)品向著組合化、成套化和智能化發(fā)展。2.電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的有觸點電器：真空電器有觸點電器2.1.3新技術在電器設計和開發(fā)中的應用1.三維計算機輔助設計系統(tǒng)三維計算機輔助設計系統(tǒng)集設計、制造和分析于一體，設計者可在三維空間完成零部件設計和裝配，實現(xiàn)設計和制造的自動化與優(yōu)化，并在此基礎上自動生成工程圖紙。2.1.3新技術在電器設計和開發(fā)中的應用1.三維計算機輔2.低壓電器專用計算機應用軟件數(shù)據(jù)、符號、標準元件庫。軟件包：專用分析、計算軟件，如磁系統(tǒng)三維分析、計算軟件包。電器開關特性的計算機模擬和仿真、低壓電器合閘和分斷過程動態(tài)仿真、電磁機構和觸頭運動過程動態(tài)仿真、電弧產(chǎn)生與熄滅過程的動態(tài)仿真、樣機測試等軟件包。2.低壓電器專用計算機應用軟件數(shù)據(jù)、符號、標準元件庫。軟件3.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用低壓電器與控制系統(tǒng)已形成了智能化監(jiān)控、保護與信息網(wǎng)絡。智能化電器監(jiān)控器中央計算機包括可編程序控制器（PLC）網(wǎng)絡元件3.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用低壓電器與控制系統(tǒng)已形成了智能化監(jiān)監(jiān)控器：在網(wǎng)絡中起參數(shù)測量、顯示和某些保護功能，還具有通信接口的作用，代替了傳統(tǒng)的指令電器、信號電器和測量儀表。網(wǎng)絡元件：用于形成通信網(wǎng)絡，主要有現(xiàn)場總線、操作器與傳感器接口、地址編碼器及尋址單元等。監(jiān)控器：在網(wǎng)絡中起參數(shù)測量、顯示和某些保護功能，還具有通信接微處理機技術、計算機網(wǎng)絡技術和信息通信技術的應用一方面使低壓電器智能化，提高了低壓配電與控制系統(tǒng)的自動化程度；另一方面使智能化電器與中央控制計算機進行雙向通信，使低壓配電、控制系統(tǒng)的調度、操作和維護實現(xiàn)了四遙（遙控、遙信、遙測、遙調），提高了整個系統(tǒng)的可靠性。微處理機技術、計算機網(wǎng)絡技術和信息通信技術的應用4.可靠性技術

可靠性物理研究，即產(chǎn)品失效機理研究；可靠性指標與考核方法研究；可靠性實驗裝置研究；提高可靠性水平研究；4.可靠性技術可靠性物理研究，即產(chǎn)品失效機理研究；5.新的滅弧系統(tǒng)和限流技術實現(xiàn)開關電器“無飛弧”電子滅弧裝置實現(xiàn)無弧分斷電路5.新的滅弧系統(tǒng)和限流技術實現(xiàn)開關電器“無飛弧”國外從20世紀90年代后期就推出了智能化、可通信的第四代產(chǎn)品。如今，我國低壓電器也已進入第四代的開發(fā)。傳統(tǒng)低壓電器向著高性能、高可靠、小型化、多功能、組合化、模塊化、電子化、智能化和零部件通用化的方向發(fā)展。國外從20世紀90年代后期就推出了智能化、可通信的第四代產(chǎn)品2.2電器的基本理論電器的組成：從控制的角度看電器輸入部分輸出部分結構上電器感測部分判斷部分執(zhí)行機構2.2電器的基本理論電器的組成：從控制的角度看電器輸入部2.2.1電磁式電器的工作原理電磁式電器的組成：感測和判斷部分——電磁機構執(zhí)行機構——觸頭2.2.1電磁式電器的工作原理電磁式電器的組成：感測和判斷部分電磁機構：鐵心吸引線圈銜鐵彈簧動觸頭靜觸頭將電磁能量轉換為機械能量，帶動觸頭工作，完成接通和分斷電路。感測和判斷部分電磁機構：鐵心吸引線圈銜鐵彈簧動觸頭靜觸頭將電（1）電磁機構的工作特性輸入電能→磁場能量↑→Φ↑→↓（1）電磁機構的工作特性輸入電能→磁場能量↑→Φ↑→↓電磁吸力

如果空氣隙中的磁場均勻分布，根據(jù)麥克斯韋電磁力計算公式：真空的磁導率當端面面積S為常數(shù)時，電磁吸力與B2或Φ2成正比。電磁吸力如果空氣隙中的磁場均勻分布，根據(jù)麥克斯韋電磁力計算電磁機構的工作特性常用吸力特性和反力特性來描述。吸力特性：電磁機構的吸引線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的電磁吸力與氣隙的關系曲線。反力特性：電磁機構使銜鐵釋放的力與氣隙的關系曲線。電磁機構的工作特性常用吸力特性和反力特性來描述。吸力特性：電1）直流電磁鐵的吸力特性空氣隙的磁阻在IN一定時，電磁吸力Fat與氣隙大小δ的平方成反比。1）直流電磁鐵的吸力特性空氣隙的磁阻在IN一定時，電磁吸力直流電磁機構的吸力特性電磁鐵未吸合時，磁路中有空氣隙δ磁路中的磁阻較大，所以磁通較小，電磁吸力Fat也較??；電磁鐵吸合后，氣隙δ減小磁路中的磁阻也減小，磁通增大電磁吸力也增大。在直流電磁鐵吸合過程中，電磁吸力是逐漸增加，完全吸合時電磁吸力最大。對于要求可靠性高或頻繁動作的控制系統(tǒng)常采用直流電磁機構。直流電磁機構的吸力特性電磁鐵未吸合時，磁路中有空氣隙δ磁路中當氣隙δ相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵其電磁吸力越大。當然電磁線圈的勵磁電壓U的升高或降低，即勵磁電流I的增大或減小，以及氣隙的大小都將影響到電磁鐵的吸力特性，從而影響電磁鐵的工作。當氣隙δ相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵其電磁吸力越大。當然電磁線圈2）交流電磁鐵的吸力特性設，氣隙中的電磁感應強度按正弦規(guī)律變換。交流電磁鐵吸力瞬時值的表達式：2）交流電磁鐵的吸力特性設，氣隙中的電磁感應強度按正弦規(guī)律變

交流電磁吸力交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間周期性的變化。交流電磁吸力交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間周期性的變化。交流電磁吸力的平均值交流電磁鐵電磁吸力的大小取決于電流變化的一個周期內(nèi)電磁吸力的平均值。當勵磁電壓U、頻率f和線圈匝數(shù)N不變時，交流電磁鐵的電磁力F0也不變。交流電磁吸力的平均值交流電磁鐵電磁吸力的大小取決于電流變化的交流電磁機構的吸力特性F0=f(δ)i=f(δ)交流電磁鐵吸合前后Φm的值是不變的，故電磁力F0也不變?？紤]到漏磁的影響，其吸力隨氣隙的減小略有增加，交流電磁機構的吸力特性F0=f(δ)i=f(δ)交流電磁鐵吸交流勵磁電流I將隨氣隙長度δ成正比增大

氣隙磁阻Rm要隨氣隙長度δ的加大成正比增加。當勵磁電壓U、頻率f和線圈匝數(shù)N不變時，交流電磁鐵的磁通最大值Φm幾乎不變。交流勵磁電流I將隨氣隙長度δ成正比增大氣隙磁阻Rm要隨氣隙結論交流電磁機構的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未動作時，電流比額定工作電流大得多。若發(fā)生銜鐵卡住不能吸合或銜鐵頻繁動作，交流線圈將可能因過電流而燒毀。在可靠性要求高或頻繁操作的場合，一般不采用交流電磁機構。結論交流電磁機構的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未動作時，電流瞬時吸力吸力最大吸力為0電磁吸力為零將小于彈簧的反作用力，銜鐵將從與鐵心閉合處被拉開；當電磁吸力大于彈簧反作用力時，銜鐵又被吸合。瞬時吸力吸力最大吸力為0電磁吸力為零將小于彈簧的反作用力，銜短路環(huán)短路環(huán)鐵心吸引線圈銜鐵解決交流電磁鐵產(chǎn)生振動和噪音的措施短路環(huán)短路環(huán)鐵心吸引線圈銜鐵解決交流電磁鐵產(chǎn)生振動和噪音的措電器基本知識課件短路環(huán)的作用只要合成吸力始終大于彈簧反作用力Ff，就能消除銜鐵的振動，從而消除噪音。短路環(huán)通常包圍的鐵心截面，一般用銅、康銅或鉻合金等材料制成。短路環(huán)的作用只要合成吸力始終大于彈簧反作用力Ff，就能消除銜3）反力特性電磁機構中與電磁吸力方向相反的力，如釋放彈簧的彈力、觸點彈簧的彈力、運動部件的重力和摩擦力統(tǒng)稱為電磁機構的反力。電磁機構使銜鐵釋放的力主要是利用彈簧反力。彈簧的反力特性：3）反力特性電磁機構中與電磁吸力方向相反的力，如釋放彈簧的彈4）剩磁的吸力特性當電磁機構的吸引線圈斷電后，由于鐵磁材料有剩磁使其仍有一定的剩磁吸力存在，剩磁吸力隨氣隙δ的增大而減小。剩磁吸力特性4）剩磁的吸力特性當電磁機構的吸引線圈斷電后，由于鐵磁材料有吸力和反力的配合電磁機構在銜鐵的吸合過程中，吸力必須大于反力，但不宜過大，否則會影響電器的機械壽命。在釋放銜鐵時，其反力必須大于剩磁吸力才能保證銜鐵可靠釋放。要求電磁機構的反力特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。吸力和反力的配合電磁機構在銜鐵的吸合過程中，吸力必須大于反力5）電磁機構的輸入－輸出特性輸入量x——線圈電壓或電流輸出量y——銜鐵的位置。銜鐵吸合時的動作值x0當輸入信號下降到復歸值xr時，銜鐵釋放

5）電磁機構的輸入－輸出特性輸入量x——線圈電壓或電流銜返回系數(shù)復歸值xr與動作值x0之比稱為返回系數(shù)或恢復系數(shù)Kf：電磁機構的返回系數(shù)一般小于1。返回系數(shù)復歸值xr與動作值x0之比稱為返回系數(shù)或恢復系數(shù)Kf（2）電磁機構分類1——鐵心2——吸引線圈3——銜鐵虛線——磁路（2）電磁機構分類1——鐵心2——吸引線圈3——銜鐵

銜鐵沿棱角而轉動的拍合式鐵心：銜鐵繞鐵軛的棱角轉動。這種形式磨損小，鐵心一般用電工軟鐵制成，廣泛用于直流電器和接觸器中。銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心：鐵心一般用硅鋼片疊成，常用于大容量交流接觸器中。銜鐵做直線運動的直動式鐵心：銜鐵在線圈內(nèi)做直線運動，多用于中小容量的交流接觸器和繼電器中。銜鐵沿棱角而轉動的拍合式鐵心：銜鐵繞鐵軛的棱角轉動。這種形（3）吸引線圈吸引線圈：將電能轉換為磁場能。吸引線圈的分類：按線圈的聯(lián)接方式分：電壓線圈：電壓線圈并接在電源上，匝數(shù)多，阻抗大，但電流較小，所以常用絕緣較好的電線繞制。電流線圈：串接在主電路中，匝數(shù)少，阻抗小，但電流較大，所以常用扁銅線或粗銅線繞制。（3）吸引線圈吸引線圈：將電能轉換為磁場能。吸引線圈的分類：按吸引線圈電流的種類分：直流線圈：因直流電磁鐵的鐵心不發(fā)熱。只有線圈發(fā)熱，所以其線圈做成高而薄的瘦長型，且不設線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。交流線圈：由于交流電磁鐵的鐵心存在磁滯和渦流損耗，不僅線圈要發(fā)熱而且鐵心也要發(fā)熱，所以其線圈設有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣做有利于鐵心和線圈散熱。按吸引線圈電流的種類分：直流線圈：因直流電磁鐵的鐵心不發(fā)熱。2.執(zhí)行機構執(zhí)行機構——電器的觸頭系統(tǒng)。觸頭（又稱觸點）的作用——接通和分斷電路。動觸頭靜觸頭滅弧裝置導電部件觸頭2.執(zhí)行機構執(zhí)行機構——電器的觸頭系統(tǒng)。觸頭（又稱觸點）的對觸頭的要求導電、導熱性良好，接觸電阻小。觸頭通常用銅、銀、鎳及其合金材料制成，有時也在銅觸頭表面鍍一層錫、銀或鎳。觸頭上裝有接觸彈簧，并在安裝時將彈簧預先壓縮一段，使動觸頭剛與靜觸頭接觸時就產(chǎn)生一個初壓力。接觸彈簧作用：觸頭接觸得更加緊密，減小接觸電阻，消除開始接觸時產(chǎn)生的振動。對觸頭的要求導電、導熱性良好，接觸電阻小。觸頭通常用銅、銀、常開觸頭和常閉觸頭觸頭按其原始狀態(tài)可分為：常開觸頭和常閉觸頭。原始狀態(tài)——吸引線圈未通電時的狀態(tài)。常閉觸頭常開觸頭常開觸頭和常閉觸頭觸頭按其原始狀態(tài)可分為：常開觸頭和常閉觸頭常開觸頭：當線圈未通電時觸頭斷開，而線圈通電后觸頭閉合的觸頭又稱為動合觸頭；常閉觸頭：當線圈未通電時觸頭閉合，線圈通電后觸頭斷開的觸頭又稱為動斷觸頭。觸頭的復位——線圈斷電后所有觸頭回復到原始狀態(tài)。動作順序：先斷后合。常開觸頭：當線圈未通電時觸頭斷開，而線圈通電后觸頭閉合的觸頭主觸頭和輔助觸頭按觸頭控制的電路分為：主觸頭和輔助觸頭。主觸頭：用于接通和斷開主電路，允許通過較大的電流，一般裝有滅弧罩；輔助觸頭：用于接通和斷開控制電路，只允許通過較小的電流。主觸頭和輔助觸頭按觸頭控制的電路分為：主觸頭和輔助觸頭。主觸觸頭的結構型式

橋式觸頭觸頭的結構型式橋式觸頭橋式觸頭：橋式觸頭的兩個觸點串于同一條電路中，電路的接通和斷開由兩個觸點共同完成。點接觸型式——適用于電流不大，且觸頭壓力小的場合，如繼電器電路、輔助觸點；面接觸型式——適用于大電流的場合，這種觸頭一般在接觸表面上鑲有合金，以減小觸點的接觸電阻提高耐磨性，多用于較大容量接觸器的主觸頭。橋式觸頭：橋式觸頭的兩個觸點串于同一條電路中，電路的接通和斷指形觸頭：觸頭的接觸區(qū)為一直線，觸頭接通或分斷時產(chǎn)生滾動摩擦，既利于去掉氧化膜，又可以緩沖觸頭閉合時的撞擊能量，改善觸頭的電器性能。適用于通電次數(shù)多，電流大的場合，常用于刀開關。指形觸頭：觸頭的接觸區(qū)為一直線，觸頭接通或分斷時產(chǎn)生滾動2.2.2電接觸理論觸頭在閉合狀態(tài)下動、靜觸點完全接觸，并有工作電流通過時，稱為電接觸。電接觸：導體和導體之間的連接處。2.2.2電接觸理論觸頭在閉合狀態(tài)下動、靜觸點完全接觸，并電接觸的基本概念電接觸理論：研究導體接觸過渡區(qū)產(chǎn)生的各種物理、化學現(xiàn)象。在工程實際應用中電接觸：指接觸導體的具體結構或接觸導體本身，接觸導體——接觸元件。電接觸情況的好壞將影響觸頭的工作可靠性和使用壽命。電接觸的基本概念電接觸理論：研究導體接觸過渡區(qū)產(chǎn)生的各種物理（1）電接觸的結構形式按接觸工作的原理分：固定接觸：兩接觸元件在工作時間內(nèi)固定接觸，無相對運動也不分離。如母線的螺栓連接或鉚接，電子設備和儀器中的插接件、連接器和插頭等。滾動和滑動接觸：兩接觸元件能作相對滾動和滑動，但不相互分離。如變阻器的滑動頭、電機的電刷和滑環(huán)、電氣機車的饋電弓和饋電線等。（1）電接觸的結構形式按接觸工作的原理分：固定接觸：兩接觸

可分、合接觸：兩接觸元件可隨時分離或閉合?？煞?、合的接觸元件通常稱為觸頭或觸點。在任何利用觸頭實現(xiàn)電路通、斷的電器中都有這類電接觸類型?？煞?、合接觸按控制電流的大小又可分為：弱電流觸頭：電流在幾安以下，繼電器觸點一般屬于弱電流范圍。中電流觸頭：電流從幾安到幾百安，大部分低壓電器觸頭屬于中電流范圍。強電流觸頭：幾百安以上高壓斷路器和低壓自動開關一般屬于強電流范圍?？煞?、合接觸：兩接觸元件可隨時分離或閉合?？煞?、合的接觸元（2）電接觸的任務和基本要求電接觸的主要任務：傳導電流，保證電接觸能長時間的可靠穩(wěn)定地工作。（2）電接觸的任務和基本要求電接觸的主要任務：傳導電流，保證基本要求：長期通過額定電流的電接觸其溫升不能超過國家標準規(guī)定的數(shù)值，且溫升穩(wěn)定；電接觸在通過短時的短路電流或脈沖電流時，接觸處不會發(fā)生熔焊或松馳現(xiàn)象；可分、合接觸在斷開過程中，觸頭材料損失應盡量??；可分、合接觸在閉合過程中，接觸處不應出現(xiàn)不能斷開的熔焊現(xiàn)象，而且觸頭表面不會出現(xiàn)嚴重損傷和變形?；疽螅洪L期通過額定電流的電接觸其溫升不能超過國家標準規(guī)定對接觸元件的基本要求：接觸時接觸元件為良好的導體；分離后應為良好的絕緣體。存在的問題：當兩導體相互接觸流過電流時，接觸處會出現(xiàn)局部高溫，嚴重時可達到接觸導體材料的熔點，在接觸處出現(xiàn)熔焊現(xiàn)象。在電接觸中普遍存在接觸電阻、接觸溫升、接觸熔焊和電磨損等問題。對接觸元件的基本要求：存在的問題：2.觸頭的接觸電阻名義平面的相互接觸在顯微鏡下觀察都是凹凸不平的。2.觸頭的接觸電阻名義平面的相互接觸在顯微鏡下觀察都是凹接觸斑點視在接觸面在接觸表面中那些真正發(fā)生接觸的凸起的點或小面——稱為機械接觸斑點或簡稱接觸斑點。F接觸斑點視在接觸面在接觸表面中那些真正發(fā)生接觸的凸起的點或小在實際接觸的小面中，只有膜被壓破裂的地方才可能形成金屬與金屬的直接接觸，稱這些真正能導電的金屬接觸點為導電斑點，國際通用術語稱為α斑點。

氧化膜在實際接觸的小面中，只有膜被壓破裂的地方才可能形成金屬與金屬導電斑點的總面積又要比實際接觸斑點的面積小得多，直徑只有μm到零點幾mm的數(shù)量級。導電斑點的總面積又要比實際接觸斑點的面積小得多，直徑只有μm（1）接觸電阻收縮電阻——由于電流線在導電斑點附近發(fā)生收縮，使電流流過的路徑增加，在接觸內(nèi)表面出現(xiàn)的局部附加電阻。導電斑點附近電流線收縮示意圖（1）接觸電阻收縮電阻——由于電流線在導電斑點附近發(fā)生收縮，表面膜電阻——當電流通過導電斑點時，使電流受到一定的阻礙而導致產(chǎn)生另一附加電阻。接觸電阻——收縮電阻與表面膜電阻之和。表面膜電阻——當電流通過導電斑點時，使電流受到一定的阻礙而導（2）接觸電阻的計算電接觸簡化模型a、b間的電阻應為：Uab——a、b兩等位面的電壓Rj——接觸電阻a、b段金屬導體的電阻兩圓柱形接觸元件

恒定電流I

（2）接觸電阻的計算電接觸簡化模型a、b間的電阻應為：Ua由于接觸處附近的導體電阻遠遠小于接觸電阻。在工程上常近似定義：Rs1——接觸元件C1一邊的收縮電阻；Rb——接觸面間的膜電阻；Rs2——接觸元件C2一邊的收縮電阻。但，要在理論上精確地計算接觸電阻比較困難。由于接觸處附近的導體電阻遠遠小于接觸電阻。Rs1——接觸元件工程實際應用中常用估算和借助實驗導出的經(jīng)驗公式計算接觸電阻。Rj——接觸電阻，單位Ω；F——接觸壓力，單位N；m——與接觸形式有關的指數(shù)；點接觸m＝0.5線接觸m＝0.5～1，約為0.7面接觸m＝1K——與觸頭材料、接觸面加工情況以及表面狀況有關的系數(shù)見表。工程實際應用中常用估算和借助實驗導出的經(jīng)驗公式計算接觸電阻。系數(shù)K值

觸頭材料表面狀況K/（Ω.Nm）銀－銀未氧化60×10－6銅－銅（80～140）×10－6鋁－銅980×10－6鋁－黃銅170×10－6銀－氧化鎘12－銀氧化鎘12已氧化350×10－6系數(shù)K值觸頭材料表面狀況K/（Ω.Nm）銀－銀未氧化60×（3）影響接觸電阻的因素

1）接觸元件的材料觸頭材料的電阻系數(shù)越大接觸電阻就越大；材料屈服點越?。床牧显杰?，越易發(fā)生塑性形變即抗壓強度越小），則實際接觸面積就越大，接觸電阻也就越小。常在接觸連接處，用較軟的金屬覆蓋在硬金屬上，以減小接觸電阻。（3）影響接觸電阻的因素1）接觸元件的材料觸頭材料的電阻系2）表面粗糙度接觸面越粗糙，越容易被污染和氧化，也就越容易生成膜電阻，因而接觸電阻也就越大。3）接觸壓力接觸面受壓后總有彈性及塑性形變，使接觸面積增大。當壓力較小時，接觸電阻受壓力變化的影響較大，加大壓力可減小收縮電阻與膜電阻，則接觸電阻將變??；當壓力達到一定值后，接觸電阻受壓力變化的影響很小。2）表面粗糙度接觸面越粗糙，越容易被污染和氧化，也就越容易生4）接觸形式接觸形式分為：點接觸、線接觸和面接觸。接觸形式對收縮電阻的影響主要與接觸點數(shù)目有關。4）接觸形式接觸形式分為：點接觸、線接觸和面接觸。接觸形式對說明點接觸實際上指在一個小面積內(nèi)的若干個接觸點，而并非僅僅接觸于一點。表面上看似乎面接觸的接觸電阻最小，但若接觸壓力不大，面接觸時a斑點多，每個斑點上的壓力反而很小，以致接觸電阻增大很多。因此，接觸形式對接觸電阻的影響，視接觸壓力的大小而異。說明點接觸實際上指在一個小面積內(nèi)的若干個接觸點，而并非僅僅接面接觸：固定接觸常采用此形式，且采用螺釘或鉚釘?shù)葔壕o以加大壓力，使接觸電阻減小。由于面接觸的散熱面積及熱容量大，多用于大電流。點接觸：雖然膜電阻小，但是散熱面積及熱容量均小，所以多于用小電流。線接觸：壓力集中，實際接觸壓力強度較大，在中等壓力時接觸電阻較小，線接觸的優(yōu)點還表現(xiàn)在可以使觸頭在閉合過程中有相對運動而自動凈化、便于調整。因此廣泛用于接觸器、自動開關及高壓開關電器的觸頭中。面接觸：固定接觸常采用此形式，且采用螺釘或鉚釘?shù)葔壕o以加大壓3.觸頭的發(fā)熱和熔焊當電流流過兩導體的接觸處時，由于接觸電阻的存在，將會使接觸處的溫度升高。溫度的升高又會促使表面膜的生長，使接觸電阻增加，從而使溫度進一步上升；嚴重時接觸點的溫度可達接觸元件材料的軟化點、熔化點甚至沸騰點，最后使兩接觸面產(chǎn)生金屬焊接。當開關電器發(fā)生金屬性的熔焊后，觸頭就不能正常分斷，開關也就失去作用。3.觸頭的發(fā)熱和熔焊當電流流過兩導體的接觸處時，由于接觸電（1）觸頭的發(fā)熱觸頭閉合狀態(tài)下，當電流流過導電斑點時，電流線收縮達到極限，電流密度最大（可達1011A/m2）。由于轉化為熱量的功率損耗與電流密度的平方成正比，所以導電斑點功率損耗最大。又由于導電斑點的傳熱面積最小，因此導電斑點處的溫度最高。而離導電斑點越遠，電流密度越小，傳熱面積越大，溫度也越低，直至與遠處的導體溫度相等。但是由于導電斑點的尺寸很小，僅有μm到零點幾mm的數(shù)量級，因此要測量導電斑點和附近區(qū)域的溫度是非常困難的。（1）觸頭的發(fā)熱觸頭閉合狀態(tài)下，當電流流過導電斑點時，電流線（2）觸頭的熔焊觸頭工作時因溫度升高而熔化、以致焊在一起無法正常分開的現(xiàn)象稱為觸頭的熔焊或熱焊。熔焊分為：靜熔焊和動熔焊：靜熔焊：是在通過大電流時由接觸電阻發(fā)熱使導電斑點及其鄰域內(nèi)的金屬熔化并焊為一體的現(xiàn)象。特征：發(fā)生過程一般無電弧產(chǎn)生。一般出現(xiàn)在固定接觸或閉合狀態(tài)下且接觸壓力足夠大的轉換觸頭中。（2）觸頭的熔焊觸頭工作時因溫度升高而熔化、以致焊在一起無法動熔焊：是電弧的高溫使接觸區(qū)局部熔化發(fā)生的熔焊現(xiàn)象。特征：發(fā)生過程有電弧產(chǎn)生。一般出現(xiàn)在觸頭閉合過程中或閉合狀態(tài)且接觸壓力較小的觸頭中。動熔焊：是電弧的高溫使接觸區(qū)局部熔化發(fā)生的熔焊現(xiàn)象。1）觸頭開始熔化電流和焊接電流開始熔化電流Imin——剛開始使觸頭熔化時的電流。開始熔化電流使處于閉合狀態(tài)觸頭接觸內(nèi)表面的導電斑點處薄層金屬剛開始熔化，若此時切斷電流，觸頭很容易分開，還可觀察到接觸表面有輕微的熔化痕跡。1）觸頭開始熔化電流和焊接電流開始熔化電流Imin——剛開始開始熔化電流與觸頭材料、接觸形式和壓力、通電時間等許多因素有關。但，迄今為止開始熔化電流尚無可信的計算公式。工程上對于不同情況下的觸頭通常采用實驗方法來確定開始熔化電流。開始熔化電流與觸頭材料、接觸形式和壓力、通電時間等許多因素有如果流入閉合狀態(tài)觸頭的電流超過開始熔化電流的20％～30％，則導電斑點及其附近的金屬將有較大面積的熔化，觸頭開始焊接，此時的電流稱為焊接電流。焊接力——觸頭焊接后需要拉開觸頭的力，它等于焊接處金屬的抗拉強度與焊接面積的乘積。金屬的抗拉強度越大，焊接面積越大則焊接力也越大。材料電阻率越大，接觸電阻越大，發(fā)熱量越大，焊接面積也越大；而，材料的熔化溫度越高，熔焊面越小。如果流入閉合狀態(tài)觸頭的電流超過開始熔化電流的20％～30％，說明熔焊的根本原因是通過觸頭的電流產(chǎn)生的熱量，因此觸頭熔焊一般發(fā)生在嚴重過載或短路的情況下，而不可能發(fā)生在額定電流下。觸頭的焊接現(xiàn)象與電流關系很大，但是如果線路電壓很高也會導致熔焊發(fā)生。線路電壓對靜熔焊的影響表現(xiàn)為電流的影響，對動熔焊則表現(xiàn)為電壓越高越易燃弧，且電弧能量越大。說明熔焊的根本原因是通過觸頭的電流產(chǎn)生的熱量，因此觸頭熔焊一開始熔化電流Imin與通電時間的關系

開始熔化電流Imin與通電時間的關系注意當觸頭通過短路電流時，若其接觸電壓小于開始熔化時的接觸電壓Umin則觸頭不致熔焊。觸頭材料開始熔化時的接觸電壓Umin

材料銀（Ag）銅（Cu）鋁（Al）鐵（Fe）錫（Sn）鎢（W）Umin（V）0.370.430.30.60.181.1注意當觸頭通過短路電流時，若其接觸電壓小于開始熔化時的接觸電2）觸頭閉合過程的機械振動觸頭的接通過程并不是動、靜觸頭第一次接觸就能完成，一般都伴隨著機械振動。設動觸頭上裝有彈簧，并以速度v1朝靜觸頭運動。接觸時發(fā)生機械碰撞觸頭表面開始變形或壓扁動觸頭的動能一小部分消耗在接觸時的摩擦和介質阻尼上，大部分都轉換為觸頭表面材料的彈性變形能和塑性變形能。2）觸頭閉合過程的機械振動觸頭的接通過程并不是動、靜觸頭第一當觸頭表面達到最大變形時，相應地變形能也達到最大，這時動觸頭的動能變?yōu)?，運動停止。此后觸頭的變形開始恢復，釋放彈性變形能，使動觸頭反彈并以速度v2朝相反方向運動。在動觸頭反彈運動期間使彈簧壓縮并將動能儲存在彈簧中。當動觸頭反跳的力等于彈簧被壓縮的伸張力時，動觸頭便停止反方向運動。當觸頭表面達到最大變形時，相應地變形能也達到最大，這時動觸頭此后，動觸頭在彈簧張力的作用下，又開始向靜觸頭方向運動而閉合，于是又發(fā)生第二次碰撞和反跳。由于每碰撞一次都要損失部分能量，故振動幅度將逐漸減小，如此周而復始，直到振動完全消失。此后，動觸頭在彈簧張力的作用下，又開始向靜觸頭方向運動而閉合說明觸頭的每一次跳動都相當于一次分、合操作，這將會導致開關不能準確接通電路，而且在觸頭分離時，接觸面的間隙內(nèi)會產(chǎn)生電弧，使觸頭熔焊和燒損，嚴重時會影響到觸頭的工作。只要使第一次碰撞的反彈距離小于或等于觸頭接觸面的形變距離，則觸頭在整個振動過程中接觸面就永遠不會分離，振動就是無害的。通過力學分析可知，適當減小動觸頭的質量和運動速度、增大觸頭初壓力或選用K值接近1的觸頭材料，可實現(xiàn)觸頭的無害振動，但要完全消除觸頭接通時的振動是不可能的。說明觸頭的每一次跳動都相當于一次分、合操作，這將會導致開關不3）觸頭間的電動斥力當電流通過觸頭，由于自身磁場與平行于視在接觸面的電流分量相互作用會產(chǎn)生電動斥力，這個電動斥力會減小觸頭的有效接觸力，增大觸頭閉合過程的振動，使觸頭容易產(chǎn)生熔焊。在大功率電器中，為減小觸頭間的電動斥力常采用多個觸頭并聯(lián)的結構，使流過各每個并聯(lián)觸頭的電流僅為總電流的，則每個并聯(lián)觸頭間承受的電動斥力也只有一個觸頭時的。3）觸頭間的電動斥力當電流通過觸頭，由于自身磁場與平行于視在4）觸頭的冷焊冷焊——是指閉合觸頭未通電時在室溫或冷態(tài)下出現(xiàn)的粘結現(xiàn)象。冷焊常常發(fā)生在用貴金屬材料如金和金合金等制成的小型或高靈敏的繼電器觸點中。由于貴金屬表面不易形成氧化膜，純潔的金屬接觸面在觸頭壓力作用下，由于金屬分子或原子之間化學親和力的作用，使兩個觸頭表面牢固地結合在一起，產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象。4）觸頭的冷焊冷焊——是指閉合觸頭未通電時在室溫或冷態(tài)下出現(xiàn)雖然冷焊產(chǎn)生的觸頭間粘接力很小，但是在小型或高靈敏繼電器中，由于使觸頭分開的力也很小，一般小于10g時就不能把冷焊粘接在一起的觸頭彈開，常常造成觸頭粘住而不釋放的故障。而弱電觸頭又常密封在外殼中，又很難用其他手段使之分離。雖然冷焊產(chǎn)生的觸頭間粘接力很小，但是在小型或高靈敏繼電器中，冷焊的防止目前為防止冷焊發(fā)生，一般在不顯著增大接觸電阻的前提下，在觸頭上鍍一層很薄的潤滑膜。冷焊的防止目前為防止冷焊發(fā)生，一般在不顯著增大接觸電阻的前提（3）觸頭的電磨損觸頭在分斷過程中，由于存在觸頭間金屬的轉移、液態(tài)金屬的濺射以及金屬蒸汽的擴散等現(xiàn)象，會使觸點表面逐步損壞。其結果是接觸面變得凹凸不平或出現(xiàn)深坑、凸起、變形、龜裂等觸頭材料轉移或損失。觸頭材料在工作中的轉移或損失稱為觸頭電磨損。觸頭電磨損到一定程度，觸頭的工作性能將得不到保證，因此觸頭電磨損將直接導致觸頭和整個電器的使用期限縮短。（3）觸頭的電磨損觸頭在分斷過程中，由于存在觸頭間金屬的轉移觸頭電磨損的兩種形式：

橋磨損：當分斷觸頭時，最后分斷點的電流密度可高達（107～1012A/m2）。此時該點及其附近的觸頭表面金屬材料將熔化，并在動觸頭繼續(xù)分離時形成液態(tài)金屬橋，。觸頭電磨損的兩種形式：橋磨損：當分斷觸頭時，最后分斷點若觸頭再繼續(xù)分開，金屬橋就被拉細直至斷裂。結果在一邊觸頭的表面形成一根針刺，而另一邊觸頭表面形成一個凹坑。液態(tài)金屬橋斷裂使觸頭材料從－極向另一極轉移的現(xiàn)象稱為橋磨損或橋轉移。若觸頭再繼續(xù)分開，金屬橋就被拉細直至斷裂。液態(tài)金屬橋斷裂使觸一些高靈敏繼電器的觸頭工作時常常被橋轉移形成的針刺和凹坑“卡住”而影響其可靠性。由于卡住現(xiàn)象主要決定針刺的高度，因此可以采取以下方法來阻止針刺的生長：在觸頭回路中附加電流回路使觸頭工作在零轉移電流下；觸頭采用高溫時易氧化的金屬或合金：當橋折斷后殘樁氧化，觸頭下次閉合時殘樁絕緣，迫使電流由其它接觸點通過；在觸頭基底金屬表面鍍一層貴金屬，以限制針刺的高度；用兩種金屬的觸頭組“補償觸頭對”，使橋液溫度分布接近對稱，減小橋體積。一些高靈敏繼電器的觸頭工作時常常被橋轉移形成的針刺和凹坑“卡電弧磨損觸頭電弧磨損兩種不同的機理：觸頭斷開瞬間，作用在觸頭間的電壓較高（如大于300V）但通過的電流小于維持電弧放電的最小電流，則觸頭間不會出現(xiàn)電弧但會產(chǎn)生火花放電，這時帶電粒子在電場的作用下轟擊電極，使表面材料蒸發(fā)損失；電弧磨損觸頭電弧磨損兩種不同的機理：觸頭斷開瞬間，作用在觸頭觸頭斷開一般先出現(xiàn)液態(tài)金屬橋，如果電路的電壓和電流大于維持電弧的最小值，則當金屬橋拉斷后會出現(xiàn)電弧，電弧兩極斑點的電流密度大且溫度高，不僅使弧根附近的觸頭材料大量氣化，而且熔化的金屬在電動力吹弧作用和強烈的金屬蒸汽熱浪的沖擊作用下，把液態(tài)金屬從觸頭表面吹出，向周圍飛濺造成觸頭材料的損失。為了減少電弧磨損，觸頭一般選擇熔點和氣化點高的材料，如鎢、鉬及其合金。觸頭斷開一般先出現(xiàn)液態(tài)金屬橋，如果電路的電壓和電流大于維持電4.觸頭材料電器觸頭的性能如接觸電阻、溫升、抗熔焊能力和抗電磨損能力等均與觸頭材料性能密切相關。因此，采用具有性能優(yōu)異的觸頭材料可以改善電器性能并制造出高技術經(jīng)濟指標的電器產(chǎn)品。4.觸頭材料電器觸頭的性能如接觸電阻、溫升、抗熔焊能力和抗對觸頭材料性能的綜合要求

電氣性能：要求電導率高、生弧參數(shù)大；熱性能：要求熔點高、沸點高、導熱性好、熱容量大、電弧作用下金屬壓力小；機械性能：要求適當?shù)挠捕燃翱伤苄?、抗壓和抗剪強度高、摩擦系?shù)??；化學性能：要求耐腐蝕、化學生成膜的分解溫度系數(shù)低且機械強度、電強度小。另外，還應考慮材料的可加工性能好、價格便宜、經(jīng)濟適用。對觸頭材料性能的綜合要求電氣性能：要求電導率高、生弧參數(shù)大常用的觸頭材料：純金屬材料金屬合金材料復合材料復合材料：是一種機械混合物。采用高導電材料和高熔點材料制成粉末后燒結而成，其制造方法類似于陶瓷，所以也稱粉末合金材料或金屬陶瓷材料。復合材料既有較低的接觸電阻，又耐弧、耐磨損和抗熔焊。一般作大容量觸頭材料。常用的觸頭材料：復合材料：是一種機械混合物。采用高導電材料和2.2.3開關電弧理論電弧——開關觸頭在大氣中斷開電路時，如果電路的電流超過0.25～1A，電路斷開后加在觸頭間的電壓超過12～20V，則在觸頭間隙（又稱弧隙）中便會產(chǎn)生一團溫度極高、發(fā)出強光和能夠導電的近似圓柱形的氣體。2.2.3開關電弧理論電弧——開關觸頭在大氣中斷開電路時，觸頭分離瞬間接觸處的金屬首先熔化觸頭間的電弧電弧的形成過程觸頭開始分離接觸面積逐漸減小接觸處的電流密度逐漸增大接觸處的金屬強烈發(fā)熱形成液態(tài)金屬橋觸頭分離瞬間觸頭間的電弧電弧的形成過程觸頭開始分離接觸面積逐形成液態(tài)的金屬橋一部分變成金屬蒸氣進入觸頭弧隙中熾熱的金屬表面又使電子從陰極逸出由于高溫使電極發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為熱電子發(fā)射。形成液態(tài)的金屬橋一部分變成金屬蒸氣熾熱的金屬表面又使電子從陰使原子分裂成帶負電的電子和帶正電的離子觸頭分離瞬間，電路電壓幾乎全部降落在觸頭之間，在距離極小的觸頭間隙形成很高的電場強度，陰極中的自由電子還會逸出到弧隙中并向陽極加速運動。電子進入陽極與正電荷復合釋放放出能量加熱陽極自由電子在前進途中會撞擊氣體原子撞擊出的電子又將去撞擊其他原子這種現(xiàn)象稱為撞擊電離或電場電離。使原子分裂成帶負電的電子和帶正電的離子觸頭分離瞬間，電路電壓撞擊電離使弧隙中產(chǎn)生更多的電子和正離子被撞擊出的正離子向陰極運動一部分正離子撞在陰極上復合并釋放能量陰極溫度升高又將從陰極逸出電子（二次電子發(fā)射）再次參與撞擊電離在觸頭間隙中產(chǎn)生大量的帶電粒子，使氣體導電形成熾熱的電子流。撞擊電離使弧隙中產(chǎn)生更多的電子和正離子被撞擊出的正離子向陰極撞擊電離使弧隙中產(chǎn)生更多的電子和正離子被撞擊出的正離子向陰極運動一部分正離子撞在陰極上另一部分正離子在弧隙中和電子復合釋放出的能量以光的形式輻射或增加氣體熱運動，使弧隙中氣體的溫度迅速升高。撞擊電離使弧隙中產(chǎn)生更多的電子和正離子被撞擊出的正離子向陰極當溫度達到3000～4000K以上時，觸頭間的原子以很高的速度作不規(guī)則的熱運動，并相互劇烈撞擊使原子電離，這種因高溫使原子撞擊所產(chǎn)生的電離稱為熱電離。撞擊電離、熱電子發(fā)射和熱電離的結果，使觸頭間呈現(xiàn)大量向陽極飛馳的電子流，這就是所謂的電弧。當溫度達到3000～4000K以上時，觸頭間的原子以很高的速氣體放電的幾個階段電弧產(chǎn)生時觸頭間的氣體由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)，使電流得以通過的現(xiàn)象，也叫氣體放電。氣體放電可以分為：

·非自持放電：去除外界電離因素，僅靠電場的作不能使放電繼續(xù)下去。

·自持放電：除去外界電離因素仍可借空間的碰撞電離維持放電。氣體放電的幾個階段電弧產(chǎn)生時觸頭間的氣體由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姞铍娀〉臉嬙祀娀　谴嬖谟谟|頭（電極）間隙內(nèi)的－團光度極強、溫度極高的火焰?；」夥烹娍煞殖山帢O區(qū)、弧柱區(qū)、近陽極區(qū)。電弧的構造電弧——是存在于觸頭（電極）間隙內(nèi)的－團光度極強、電弧的溫度分布電弧的溫度分布電?。ɑ」猓┓烹妼嶋H上是自持放電的最終形式。物理過程可歸納為：在外加電壓作用下，由陰極區(qū)連續(xù)提供電子流，在弧柱區(qū)產(chǎn)生高溫熱電離，最后電子進入陽極區(qū)被陽極所吸收。電弧是產(chǎn)生于氣體中的熾熱電流、是高溫氣體中的離子化放電通道，是充滿著電離過程和消電離過程的熱電統(tǒng)一體。電弧（弧光）放電實際上是自持放電的最終形式。物理過程可歸納為氣體消電離方式電離氣體中帶電粒子自身消失或失去電荷轉變?yōu)橹行粤Ｗ拥默F(xiàn)象稱為消電離。氣體的消電離的兩種方式：復合擴散兩個帶有異性電荷的粒子彼此相遇后，由于電子和正離子電磁場的相互作用將失去電荷成為中性粒子的現(xiàn)象叫做復合。復合的方式：有表面復合和空間復合。氣體消電離方式電離氣體中帶電粒子自身消失或失去電荷轉變?yōu)橹行詭щ娏Ｗ釉趶秃线^程中將釋放出部分能量在表面復合情況下，釋放出的能量多用于加熱物體的表面；在空間復合的情況下，釋放出的能量將加速中性粒子的運動并以光的形式向周圍空間輻射。電離氣體中的帶電粒子，由于熱運動從高濃度區(qū)域移向低濃度區(qū)域的現(xiàn)象稱為擴散。擴散能使電離空間內(nèi)的帶電離子減少，所以有助于熄滅電弧。帶電粒子在復合過程中將釋放出部分能量電離氣體中的帶電粒子，由由于電離與消電離作用同時存在于電弧中，所以根據(jù)弧隙中帶電粒子數(shù)的增減可以判別電弧燃燒是趨于熾烈、熄滅還是穩(wěn)定。若令電離強度代表弧隙帶電粒子的增加率，消電離強度代表弧隙帶電粒子的消失率，則：電離強度＞消電離強度，電弧變大；電離強度＝消電離強度，電弧穩(wěn)定燃燒；電離強度＜消電離強度，電弧趨于熄滅。由于電離與消電離作用同時存在于電弧中，所以根據(jù)弧隙中帶電粒子2.開關電器典型滅弧裝置1）簡單滅弧在大氣中分開觸頭時，借機械力或電弧電流本身產(chǎn)生的電動力拉長電弧，使之在運動中不斷與新鮮空氣接觸為其冷卻，使電弧熄滅。低壓電器中的刀開關和直動式交流接觸器均為簡單滅弧。2.開關電器典型滅弧裝置1）簡單滅弧在大氣中分開觸頭時，借

橋式雙斷開觸點

兩處斷開點相當于兩對電極，若要使該處電弧熄滅后重燃需要2×（150～250）V電壓，而通常低壓電器斷點間的電壓達不到此值，實際上起到了滅弧的作用。橋式雙斷開觸點兩處斷開點相當于兩對電極，若要使該處電弧熄2）磁吹滅弧裝置磁吹線圈

鐵心磁吹線圈磁場動觸頭電動力F當電弧需要較大的電動力吹入滅弧室時，就要采用專門的磁吹裝置2）磁吹滅弧裝置磁吹線圈鐵心磁吹線圈磁場動觸頭電動力3）弧罩與縱縫滅弧裝置常用耐弧塑料（如陶土、石英、三聚氰胺和MP-1塑料）制造的具有縱縫的滅弧室來限制弧區(qū)擴展并加速冷卻以削弱熱電離。3）弧罩與縱縫滅弧裝置常用耐弧塑料（如陶土、石英、三聚氰胺和4）柵片滅弧裝置柵片滅弧裝置有絕緣柵片與金屬柵片兩種：絕緣柵片滅弧裝置：是利用電弧自身磁場產(chǎn)生的電動力拉長電弧，并使電弧在與絕緣柵片緊密接觸的過程中迅速冷卻；金屬柵片滅弧裝置：是將電弧分割為多段短弧、利用增大近極區(qū)電壓降（特別是交流時的近陰極效應）來加強滅弧效果。柵片滅弧裝置適用于高低壓直流和交流開關電器，以低壓交流開關電器用得較多。4）柵片滅弧裝置柵片滅弧裝置有絕緣柵片與金屬柵片兩種：電器基本知識課件5）固體產(chǎn)氣滅弧裝置固體產(chǎn)氣滅弧裝置：是利用能產(chǎn)生氣體的固體絕緣材料如鋼紙、有機玻璃等兼作絕緣管和滅弧室。電弧產(chǎn)生時的高溫使絕緣材料迅速分解汽化，產(chǎn)生大量含氫及其化合物的高壓氣體，將電弧分成若干串聯(lián)短弧，同時產(chǎn)生的氣體使絕緣管內(nèi)的壓力增加，則電弧便在近陰極效應和高壓氣態(tài)介質共同作用下很快熄滅。固體產(chǎn)氣滅弧裝置主要用于高、低壓熔斷器中。5）固體產(chǎn)氣滅弧裝置固體產(chǎn)氣滅弧裝置：是利用能產(chǎn)生氣體的固體6）石英砂滅弧裝置石英砂充填在絕緣管內(nèi)作為滅弧介質。石英砂滅弧裝置也是主要用于高、低壓熔斷器。熔斷器的熔體熔化后產(chǎn)生的金屬蒸氣受周圍石英砂的限制無法自由擴散，遂形成高壓氣體，使電離了的金屬蒸氣擴散在石英砂縫隙內(nèi)，并在弧隙中冷卻和消電離。這種裝置滅弧能力強，限流作用很顯著。6）石英砂滅弧裝置石英砂充填在絕緣管內(nèi)作為滅弧介質。7）油吹滅弧裝置油吹滅弧裝置是以變壓器油為介質。產(chǎn)生電弧后，電弧將油汽化、分解而形成油氣。油氣中主要成分是氫，在油中以氣泡的形式包圍電弧，使電弧在其中燃燒。利用氫氣的高導熱性和低粘度加強對弧柱的冷卻作用，使電弧的熱量散發(fā)。另外，由于存在著溫度差，使氣泡產(chǎn)生運動，又進一步加強了電弧的冷卻。若再要提高其滅弧效果，可在油箱中加設一定機構，使電弧定向運動，這就是油吹滅弧。由于電弧在油中滅弧能力比大氣中拉長電弧大得多，所以這種方法一般用于高壓電器中，如油開關。7）油吹滅弧裝置油吹滅弧裝置是以變壓器油為介質。8）氣吹滅弧裝置氣吹滅弧是利用壓縮空氣來熄滅電弧的。開斷電路時，將預先儲備好的壓縮空氣用管道引向燃弧區(qū)猛烈吹弧。壓縮空氣作用于電弧，一方面帶走大量熱量、降低弧區(qū)溫度，另一方面則吹散電離氣體用新鮮高壓氣體補充空間。8）氣吹滅弧裝置氣吹滅弧是利用壓縮空氣來熄滅電弧的。六氟化硫（SF6）氣體用六氟化硫（SF6）氣體來代替空氣進行氣吹滅弧。六氟化硫具有優(yōu)良的電絕緣性和滅弧特性，相同條件下，其絕緣能力為空氣、氮氣的2.5倍以上，滅弧能力為空氣的100倍。所以用SF6氣體吹弧時，可采用不太高的壓力和吹弧速度，就能在高電壓下斷開相當大的電流。此外在SF6氣體中工作的觸頭由于不和氧氣接觸，不會發(fā)生氧化，接觸電阻可以保持穩(wěn)定。同時由于不需要采取措施去氧化層所以可以減少觸頭的磨損。SF6氣體滅弧已廣泛用于高壓斷路器，同時SF6氣體還廣泛用于全封閉式高壓組合及成套設備中作為滅弧和絕緣的介質。六氟化硫（SF6）氣體用六氟化硫（SF6）氣體來代替空氣進行9）真空滅弧裝置當真空度為5～10mm汞柱時，電子的自由行程達43m。自由電子在弧隙中作定向運動時幾乎不會和氣體分子或原子相碰撞，也就不會發(fā)生撞擊電離或電場電離。將觸頭置于真空中斷開時產(chǎn)生的電弧只能是由陰極發(fā)射電子和產(chǎn)生的金屬蒸氣形成的。當電弧電流接近零時，陰極發(fā)射的電子和金屬蒸氣減少，弧隙中殘留的金屬蒸氣和等離子體向周圍真空迅速擴散，弧隙可以在數(shù)微秒之內(nèi)由導電狀態(tài)恢復到真空間隙的絕緣水平。9）真空滅弧裝置當真空度為5～10mm汞柱時，電子的自由行采用真空滅弧觸頭使用期限長，尤其適用于操作頻繁的場合。其缺點主要是限流能力過強，滅弧時易產(chǎn)生很高的過電壓。采用真空滅弧觸頭使用期限長，尤其適用于操作頻繁的場合。其缺點10）無弧分斷實現(xiàn)無弧分斷一般有兩種方法：在交流電流自然過零時，以極快的速度使動靜觸頭分離，使觸頭分斷過程中電弧能量最小，致使電弧很弱或根本無法產(chǎn)生電弧，以達到無弧分斷電路的目的。采用電子滅弧裝置。在觸頭的兩端并聯(lián)晶閘管，讓晶閘管承擔電路的通斷，在觸頭斷開時將其電壓控制在極低的范圍內(nèi)，從而避免電弧的產(chǎn)生。10）無弧分斷實現(xiàn)無弧分斷一般有兩種方法：電磁式電器無弧分斷檢測電路工作原理框圖

電磁式電器無弧分斷檢測電路工作原理框圖電子滅弧裝置的原理框圖

電子滅弧裝置的原理框圖第2章

電器的基本知識

第2章電器的基本知識什么是電器？

電器——電氣器具。電器的定義：指能依據(jù)操作信號或外界現(xiàn)場信號的要求，自動或手動接通和斷開電路，連續(xù)或斷續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或用電設備的切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)的元件、設備和電工裝置。電器——一種能控制電的工具。什么是電器？電器——電氣器具。電器的定義：指能依據(jù)操2.1電器概述2.1.1電器的分類1.按工作電壓等級分低壓電器：工作電壓在交流1200V或直流1500V以下的各種電器。高壓電器：工作電壓高于交流1200V或直流1500V的各種電器。2.1電器概述2.1.1電器的分類1.按工作電壓等安全電壓安全電壓定義：為防止觸電事故而采用特定電源供電的電壓系列。我國GB3805-83安全電壓標準規(guī)定：安全電壓的額定值為42、36、24、12、6V。42V可供有觸電危險的場所使用，如手持式電動工具等的使用；

36V可在礦井、多導電粉塵等場所使用的行燈等場合下使用；

24V、12V、6V可供某些人體可能偶然觸及的帶電體的設備選用。安全電壓安全電壓定義：為防止觸電事故而采用特定電源供電的電壓2.按動作原理分手動電器：需要人工直接操作才能完成指令任務的電器。如刀開關、控制按鈕、控制器、轉換開關等。自動電器：不需要人工操作，而是按照電或非電信號自動完成指令任務的電器。如交直流接觸器、繼電器、高壓斷路器等2.按動作原理分手動電器：需要人工直接操作才能完成指令任務3.按用途分控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。保護電器：用于保護電路及用電設備的電器。配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳動功能的電器。3.按用途分控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。主4.按工作原理分電磁式電器：依據(jù)電磁感應原理來工作的電器。非電量控制電器：電器的工作是依靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。4.按工作原理分電磁式電器：依據(jù)電磁感應原理來工作的電器。5.按電器的執(zhí)行機構特點分有觸點電器：電器通斷電路的功能由觸點來實現(xiàn)。無觸點電器：電器通斷電路的功能不是通過機械接觸，而是根據(jù)輸出信號的高低實現(xiàn)的（即半導體器件的開關效應，如可控硅的導通和阻斷、三極管的飽和截止來實現(xiàn)電路的通斷）。5.按電器的執(zhí)行機構特點分有觸點電器：電器通斷電路的功能由2.1.2電器產(chǎn)品的發(fā)展1.我國電器產(chǎn)品的發(fā)展歷程低壓電器產(chǎn)品大致可分為三代：20世紀60～70年代：第一代電器產(chǎn)品完全模仿前蘇聯(lián)的基礎上設計開發(fā)的。特點：結構尺寸大、材料消耗多、性能指標不理想、品種規(guī)格不齊全。2.1.2電器產(chǎn)品的發(fā)展1.我國電器產(chǎn)品的發(fā)展歷程低壓電CJ10交流接觸器DZ10斷路器DW10多油斷路器第一代電器產(chǎn)品CJ10交流接觸器DZ10斷路器DW10多油斷路器第一代電器第二代產(chǎn)品

20世紀70～80年代：第二代電器產(chǎn)品更新?lián)Q代和引進國外先進技術制造的。特點：技術指標明顯提高，保護特性較完善，體積縮小，結構上適應成套裝置要求。第二代產(chǎn)品20世紀70～80年代：特點：技術指標明顯提CJ20接觸器DZ20斷路器DW15斷路器第二代電器產(chǎn)品CJ20接觸器DZ20斷路器DW15斷路器第二代電器產(chǎn)品第三代產(chǎn)品

20世紀90年代：第三代電器產(chǎn)品跟蹤國外新技術自行開發(fā)試制的。特點：產(chǎn)品性能優(yōu)良、工作可靠、體積小，具有電子化、智能化、組合化、模塊化、多功能化。第三代產(chǎn)品20世紀90年代：特點：產(chǎn)品性能優(yōu)良、工作可CJ40接觸器DZS斷路器DW45斷路器第三代電器產(chǎn)品CJ40接觸器DZS斷路器DW45斷路器第三代電器產(chǎn)品2.電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的有觸點電器：在結構原理、最佳結構設計和應用新材料、新工藝方面不斷創(chuàng)新和完善。真空電器半導體電器新型電器機電一體化電器有觸點電器電器產(chǎn)品向著組合化、成套化和智能化發(fā)展。2.電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的有觸點電器：真空電器有觸點電器2.1.3新技術在電器設計和開發(fā)中的應用1.三維計算機輔助設計系統(tǒng)三維計算機輔助設計系統(tǒng)集設計、制造和分析于一體，設計者可在三維空間完成零部件設計和裝配，實現(xiàn)設計和制造的自動化與優(yōu)化，并在此基礎上自動生成工程圖紙。2.1.3新技術在電器設計和開發(fā)中的應用1.三維計算機輔2.低壓電器專用計算機應用軟件數(shù)據(jù)、符號、標準元件庫。軟件包：專用分析、計算軟件，如磁系統(tǒng)三維分析、計算軟件包。電器開關特性的計算機模擬和仿真、低壓電器合閘和分斷過程動態(tài)仿真、電磁機構和觸頭運動過程動態(tài)仿真、電弧產(chǎn)生與熄滅過程的動態(tài)仿真、樣機測試等軟件包。2.低壓電器專用計算機應用軟件數(shù)據(jù)、符號、標準元件庫。軟件3.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用低壓電器與控制系統(tǒng)已形成了智能化監(jiān)控、保護與信息網(wǎng)絡。智能化電器監(jiān)控器中央計算機包括可編程序控制器（PLC）網(wǎng)絡元件3.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用低壓電器與控制系統(tǒng)已形成了智能化監(jiān)監(jiān)控器：在網(wǎng)絡中起參數(shù)測量、顯示和某些保護功能，還具有通信接口的作用，代替了傳統(tǒng)的指令電器、信號電器和測量儀表。網(wǎng)絡元件：用于形成通信網(wǎng)絡，主要有現(xiàn)場總線、操作器與傳感器接口、地址編碼器及尋址單元等。監(jiān)控器：在網(wǎng)絡中起參數(shù)測量、顯示和某些保護功能，還具有通信接微處理機技術、計算機網(wǎng)絡技術和信息通信技術的應用一方面使低壓電器智能化，提高了低壓配電與控制系統(tǒng)的自動化程度；另一方面使智能化電器與中央控制計算機進行雙向通信，使低壓配電、控制系統(tǒng)的調度、操作和維護實現(xiàn)了四遙（遙控、遙信、遙測、遙調），提高了整個系統(tǒng)的可靠性。微處理機技術、計算機網(wǎng)絡技術和信息通信技術的應用4.可靠性技術

可靠性物理研究，即產(chǎn)品失效機理研究；可靠性指標與考核方法研究；可靠性實驗裝置研究；提高可靠性水平研究；4.可靠性技術可靠性物理研究，即產(chǎn)品失效機理研究；5.新的滅弧系統(tǒng)和限流技術實現(xiàn)開關電器“無飛弧”電子滅弧裝置實現(xiàn)無弧分斷電路5.新的滅弧系統(tǒng)和限流技術實現(xiàn)開關電器“無飛弧”國外從20世紀90年代后期就推出了智能化、可通信的第四代產(chǎn)品。如今，我國低壓電器也已進入第四代的開發(fā)。傳統(tǒng)低壓電器向著高性能、高可靠、小型化、多功能、組合化、模塊化、電子化、智能化和零部件通用化的方向發(fā)展。國外從20世紀90年代后期就推出了智能化、可通信的第四代產(chǎn)品2.2電器的基本理論電器的組成：從控制的角度看電器輸入部分輸出部分結構上電器感測部分判斷部分執(zhí)行機構2.2電器的基本理論電器的組成：從控制的角度看電器輸入部2.2.1電磁式電器的工作原理電磁式電器的組成：感測和判斷部分——電磁機構執(zhí)行機構——觸頭2.2.1電磁式電器的工作原理電磁式電器的組成：感測和判斷部分電磁機構：鐵心吸引線圈銜鐵彈簧動觸頭靜觸頭將電磁能量轉換為機械能量，帶動觸頭工作，完成接通和分斷電路。感測和判斷部分電磁機構：鐵心吸引線圈銜鐵彈簧動觸頭靜觸頭將電（1）電磁機構的工作特性輸入電能→磁場能量↑→Φ↑→↓（1）電磁機構的工作特性輸入電能→磁場能量↑→Φ↑→↓電磁吸力

如果空氣隙中的磁場均勻分布，根據(jù)麥克斯韋電磁力計算公式：真空的磁導率當端面面積S為常數(shù)時，電磁吸力與B2或Φ2成正比。電磁吸力如果空氣隙中的磁場均勻分布，根據(jù)麥克斯韋電磁力計算電磁機構的工作特性常用吸力特性和反力特性來描述。吸力特性：電磁機構的吸引線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的電磁吸力與氣隙的關系曲線。反力特性：電磁機構使銜鐵釋放的力與氣隙的關系曲線。電磁機構的工作特性常用吸力特性和反力特性來描述。吸力特性：電1）直流電磁鐵的吸力特性空氣隙的磁阻在IN一定時，電磁吸力Fat與氣隙大小δ的平方成反比。1）直流電磁鐵的吸力特性空氣隙的磁阻在IN一定時，電磁吸力直流電磁機構的吸力特性電磁鐵未吸合時，磁路中有空氣隙δ磁路中的磁阻較大，所以磁通較小，電磁吸力Fat也較?。浑姶盆F吸合后，氣隙δ減小磁路中的磁阻也減小，磁通增大電磁吸力也增大。在直流電磁鐵吸合過程中，電磁吸力是逐漸增加，完全吸合時電磁吸力最大。對于要求可靠性高或頻繁動作的控制系統(tǒng)常采用直流電磁機構。直流電磁機構的吸力特性電磁鐵未吸合時，磁路中有空氣隙δ磁路中當氣隙δ相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵其電磁吸力越大。當然電磁線圈的勵磁電壓U的升高或降低，即勵磁電流I的增大或減小，以及氣隙的大小都將影響到電磁鐵的吸力特性，從而影響電磁鐵的工作。當氣隙δ相同時，安匝數(shù)大的電磁鐵其電磁吸力越大。當然電磁線圈2）交流電磁鐵的吸力特性設，氣隙中的電磁感應強度按正弦規(guī)律變換。交流電磁鐵吸力瞬時值的表達式：2）交流電磁鐵的吸力特性設，氣隙中的電磁感應強度按正弦規(guī)律變

交流電磁吸力交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間周期性的變化。交流電磁吸力交流電磁鐵電磁吸力的大小是隨時間周期性的變化。交流電磁吸力的平均值交流電磁鐵電磁吸力的大小取決于電流變化的一個周期內(nèi)電磁吸力的平均值。當勵磁電壓U、頻率f和線圈匝數(shù)N不變時，交流電磁鐵的電磁力F0也不變。交流電磁吸力的平均值交流電磁鐵電磁吸力的大小取決于電流變化的交流電磁機構的吸力特性F0=f(δ)i=f(δ)交流電磁鐵吸合前后Φm的值是不變的，故電磁力F0也不變。考慮到漏磁的影響，其吸力隨氣隙的減小略有增加，交流電磁機構的吸力特性F0=f(δ)i=f(δ)交流電磁鐵吸交流勵磁電流I將隨氣隙長度δ成正比增大

氣隙磁阻Rm要隨氣隙長度δ的加大成正比增加。當勵磁電壓U、頻率f和線圈匝數(shù)N不變時，交流電磁鐵的磁通最大值Φm幾乎不變。交流勵磁電流I將隨氣隙長度δ成正比增大氣隙磁阻Rm要隨氣隙結論交流電磁機構的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未動作時，電流比額定工作電流大得多。若發(fā)生銜鐵卡住不能吸合或銜鐵頻繁動作，交流線圈將可能因過電流而燒毀。在可靠性要求高或頻繁操作的場合，一般不采用交流電磁機構。結論交流電磁機構的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未動作時，電流瞬時吸力吸力最大吸力為0電磁吸力為零將小于彈簧的反作用力，銜鐵將從與鐵心閉合處被拉開；當電磁吸力大于彈簧反作用力時，銜鐵又被吸合。瞬時吸力吸力最大吸力為0電磁吸力為零將小于彈簧的反作用力，銜短路環(huán)短路環(huán)鐵心吸引線圈銜鐵解決交流電磁鐵產(chǎn)生振動和噪音的措施短路環(huán)短路環(huán)鐵心吸引線圈銜鐵解決交流電磁鐵產(chǎn)生振動和噪音的措電器基本知識課件短路環(huán)的作用只要合成吸力始終大于彈簧反作用力Ff，就能消除銜鐵的振動，從而消除噪音。短路環(huán)通常包圍的鐵心截面，一般用銅、康銅或鉻合金等材料制成。短路環(huán)的作用只要合成吸力始終大于彈簧反作用力Ff，就能消除銜3）反力特性電磁機構中與電磁吸力方向相反的力，如釋放彈簧的彈力、觸點彈簧的彈力、運動部件的重力和摩擦力統(tǒng)稱為電磁機構的反力。電磁機構使銜鐵釋放的力主要是利用彈簧反力。彈簧的反力特性：3）反力特性電磁機構中與電磁吸力方向相反的力，如釋放彈簧的彈4）剩磁的吸力特性當電磁機構的吸引線圈斷電后，由于鐵磁材料有剩磁使其仍有一定的剩磁吸力存在，剩磁吸力隨氣隙δ的增大而減小。剩磁吸力特性4）剩磁的吸力特性當電磁機構的吸引線圈斷電后，由于鐵磁材料有吸力和反力的配合電磁機構在銜鐵的吸合過程中，吸力必須大于反力，但不宜過大，否則會影響電器的機械壽命。在釋放銜鐵時，其反力必須大于剩磁吸力才能保證銜鐵可靠釋放。要求電磁機構的反力特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。吸力和反力的配合電磁機構在銜鐵的吸合過程中，吸力必須大于反力5）電磁機構的輸入－輸出特性輸入量x——線圈電壓或電流輸出量y——銜鐵的位置。銜鐵吸合時的動作值x0當輸入信號下降到復歸值xr時，銜鐵釋放

5）電磁機構的輸入－輸出特性輸入量x——線圈電壓或電流銜返回系數(shù)復歸值xr與動作值x0之比稱為返回系數(shù)或恢復系數(shù)Kf：電磁機構的返回系數(shù)一般小于1。返回系數(shù)復歸值xr與動作值x0之比稱為返回系數(shù)或恢復系數(shù)Kf（2）電磁機構分類1——鐵心2——吸引線圈3——銜鐵虛線——磁路（2）電磁機構分類1——鐵心2——吸引線圈3——銜鐵

銜鐵沿棱角而轉動的拍合式鐵心：銜鐵繞鐵軛的棱角轉動。這種形式磨損小，鐵心一般用電工軟鐵制成，廣泛用于直流電器和接觸器中。銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心：鐵心一般用硅鋼片疊成，常用于大容量交流接觸器中。銜鐵做直線運動的直動式鐵心：銜鐵在線圈內(nèi)做直線運動，多用于中小容量的交流接觸器和繼電器中。銜鐵沿棱角而轉動的拍合式鐵心：銜鐵繞鐵軛的棱角轉動。這種形（3）吸引線圈吸引線圈：將電能轉換為磁場能。吸引線圈的分類：按線圈的聯(lián)接方式分：電壓線圈：電壓線圈并接在電源上，匝數(shù)多，阻抗大，但電流較小，所以常用絕緣較好的電線繞制。電流線圈：串接在主電路中，匝數(shù)少，阻抗小，但電流較大，所以常用扁銅線或粗銅線繞制。（3）吸引線圈吸引線圈：將電能轉換為磁場能。吸引線圈的分類：按吸引線圈電流的種類分：直流線圈：因直流電磁鐵的鐵心不發(fā)熱。只有線圈發(fā)熱，所以其線圈做成高而薄的瘦長型，且不設線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。交流線圈：由于交流電磁鐵的鐵心存在磁滯和渦流損耗，不僅線圈要發(fā)熱而且鐵心也要發(fā)熱，所以其線圈設有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣做有利于鐵心和線圈散熱。按吸引線圈電流的種類分：直流線圈：因直流電磁鐵的鐵心不發(fā)熱。2.執(zhí)行機構執(zhí)行機構——電器的觸頭系統(tǒng)。觸頭（又稱觸點）的作用——接通和分斷電路。動觸頭靜觸頭滅弧裝置導電部件觸頭2.執(zhí)行機構執(zhí)行機構——電器的觸頭系統(tǒng)。觸頭（又稱觸點）的對觸頭的要求導電、導熱性良好，接觸電阻小。觸頭通常用銅、銀、鎳及其合金材料制成，有時也在銅觸頭表面鍍一層錫、銀或鎳。觸頭上裝有接觸彈簧，并在安裝時將彈簧預先壓縮一段，使動觸頭剛與靜觸頭接觸時就產(chǎn)生一個初壓力。接觸彈簧作用：觸頭接觸得更加緊密，減小接觸電阻，消除開始接觸時產(chǎn)生的振動。對觸頭的要求導電、導熱性良好，接觸電阻小。觸頭通常用銅、銀、常開觸頭和常閉觸頭觸頭按其原始狀態(tài)可分為：常開觸頭和常閉觸頭。原始狀態(tài)——吸引線圈未通電時的狀態(tài)。常閉觸頭常開觸頭常開觸頭和常閉觸頭觸頭按其原始狀態(tài)可分為：常開觸頭和常閉觸頭常開觸頭：當線圈未通電時觸頭斷開，而線圈通電后觸頭閉合的觸頭又稱為動合觸頭；常閉觸頭：當線圈未通電時觸頭閉合，線圈通電后觸頭斷開的觸頭又稱為動斷觸頭。觸頭的復位——線圈斷電后所有觸頭回復到原始狀態(tài)。動作順序：先斷后合。常開觸頭：當線圈未通電時觸頭斷開，而線圈通電后觸頭閉合的觸頭主觸頭和輔助觸頭按觸頭控制的電路分為：主觸頭和輔助觸頭。主觸頭：用于接通和斷開主電路，允許通過較大的電流，一般裝有滅弧罩；輔助觸頭：用于接通和斷開控制電路，只允許通過較小的電流。主觸頭和輔助觸頭按觸頭控制的電路分為：主觸頭和輔助觸頭。主觸觸頭的結構型式

橋式觸頭觸頭的結構型式橋式觸頭橋式觸頭：橋式觸頭的兩個觸點串于同一條電路中，電路的接通和斷開由兩個觸點共同完成。點接觸型式——適用于電流不大，且觸頭壓力小的場合，如繼電器電路、輔助觸點；面接觸型式——適用于大電流的場合，這種觸頭一般在接觸表面上鑲有合金，以減小觸點的接觸電阻提高耐磨性，多用于較大容量接觸器的主觸頭。橋式觸頭：橋式觸頭的兩個觸點串于同一條電路中，電路的接通和斷指形觸頭：觸頭的接觸區(qū)為一直線，觸頭接通或分斷時產(chǎn)生滾動摩擦，既利于去掉氧化膜，又可以緩沖觸頭閉合時的撞擊能量，改善觸頭的電器性能。適用于通電次數(shù)多，電流大的場合，常用于刀開關。指形觸頭：觸頭的接觸區(qū)為一直線，觸頭接通或分斷時產(chǎn)生滾動2.2.2電接觸理論觸頭在閉合狀態(tài)下動、靜觸點完全接觸，并有工作電流通過時，稱為電接觸。電接觸：導體和導體之間的連接處。2.2.2電接觸理論觸頭在閉合狀態(tài)下動、靜觸點完全接觸，并電接觸的基本概念電接觸理論：研究導體接觸過渡區(qū)產(chǎn)生的各種物理、化學現(xiàn)象。在工程實際應用中電接觸：指接觸導體的具體結構或接觸導體本身，接觸導體——接觸元件。電接觸情況的好壞將影響觸頭的工作可靠性和使用壽命。電接觸的基本概念電接觸理論：研究導體接觸過渡區(qū)產(chǎn)生的各種物理（1）電接觸的結構形式按接觸工作的原理分：固定接觸：兩接觸元件在工作時間內(nèi)固定接觸，無相對運動也不分離。如母線的螺栓連接或鉚接，電子設備和儀器中的插接件、連接器和插頭等。滾動和滑動接觸：兩接觸元件能作相對滾動和滑動，但不相互分離。如變阻器的滑動頭、電機的電刷和滑環(huán)、電氣機車的饋電弓和饋電線等。（1）電接觸的結構形式按接觸工作的原理分：固定接觸：兩接觸

可分、合接觸：兩接觸元件可隨時分離或閉合。可分、合的接觸元件通常稱為觸頭或觸點。在任何利用觸頭實現(xiàn)電路通、斷的電器中都有這類電接觸類型?？煞?、合接觸按控制電流的大小又可分為：弱電流觸頭：電流在幾安以下，繼電器觸點一般屬于弱電流范圍。中電流觸頭：電流從幾安到幾百安，大部分低壓電器觸頭屬于中電流范圍。強電流觸頭：幾百安以上高壓斷路器和低壓自動開關一般屬于強電流范圍?？煞帧⒑辖佑|：兩接觸元件可隨時分離或閉合?？煞帧⒑系慕佑|元（2）電接觸的任務和基本要求電接觸的主要任務：傳導電流，保證電接觸能長時間的可靠穩(wěn)定地工作。（2）電接觸的任務和基本要求電接觸的主要任務：傳導電流，保證基本要求：長期通過額定電流的電接觸其溫升不能超過國家標準規(guī)定的數(shù)值，且溫升穩(wěn)定；電接觸在通過短時的短路電流或脈沖電流時，接觸處不會發(fā)生熔焊或松馳現(xiàn)象；可分、合接觸在