電力機(jī)車(chē)電器基本理論知識(shí)-觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)三認(rèn)識(shí)觸頭項(xiàng)目五電器基本理論知識(shí)目錄一二三四觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)觸頭的接觸電阻觸頭的振動(dòng)觸頭的磨損及材料一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)1、對(duì)觸頭的基本要求

根據(jù)觸頭的工作情況，為了保證電器可靠工作和有足夠的壽命，對(duì)觸頭有如下要求：（1）工作可靠，接觸電阻要小；（2）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；（3）長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，溫升不超過(guò)規(guī)定值；（4）通過(guò)短路電流時(shí)，有足夠的電動(dòng)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性；一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)1、對(duì)觸頭的基本要求（5）有足夠抵抗外界腐蝕(如氧化、化學(xué)氣體腐蝕)的能力；（6）壽命長(zhǎng)。

此外，還要求觸頭所用的材料要少，重量輕，價(jià)格便宜，便于制造和維修。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)2、觸頭的分類(lèi)（1）按觸頭工作情況可分為有載開(kāi)閉和無(wú)載開(kāi)閉兩種。前者在觸頭開(kāi)斷或閉合過(guò)程中，允許觸頭中有電流通過(guò)；后者在觸頭開(kāi)斷或閉合過(guò)程中，不允許觸頭中有電流通過(guò)，而在閉合后才允許觸頭中通過(guò)電流，如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。無(wú)載開(kāi)閉觸頭，由于觸頭開(kāi)斷時(shí)無(wú)載，故無(wú)電弧產(chǎn)生，對(duì)觸頭的工作十分有利。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)2、觸頭的分類(lèi)

（2）按開(kāi)斷點(diǎn)數(shù)目可分為單斷點(diǎn)式和雙斷點(diǎn)式觸頭。（3）按觸頭正常工作位置可分為常開(kāi)觸頭和常閉觸頭。（4）按結(jié)構(gòu)和形狀可分為指形觸頭和橋式觸頭等。（5）按觸頭相互運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為滑動(dòng)式和滾動(dòng)式兩種。后者比前者的機(jī)械磨損小，傳動(dòng)力也大為減小。（6）按觸頭的接觸方式可分為面接觸、線接觸和點(diǎn)接觸三種。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)3、觸頭接觸面形式的選擇

按開(kāi)斷點(diǎn)數(shù)目可分為單斷點(diǎn)式和雙斷點(diǎn)式觸頭。

觸頭接觸面形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸三種。觸頭對(duì)電路電流的接通，是通過(guò)其接觸面來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以接觸面形式對(duì)觸頭的工作性能起著重要的作用。在設(shè)計(jì)電器時(shí)對(duì)觸頭接觸面形式應(yīng)有合理的選擇。（a）點(diǎn)接觸；（b）線接觸；（c）面接觸。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)3、觸頭接觸面形式的選擇

（1）點(diǎn)接觸

觸頭間是“點(diǎn)”與“點(diǎn)”的接觸。在同樣的觸頭壓力下，它的單位壓力大，可得到較小的接觸電阻。但其散熱條件差，不適用于大電流電器。

點(diǎn)接觸的機(jī)械強(qiáng)度較弱，只適用于開(kāi)斷負(fù)荷小的觸頭。如多用于10A以下的繼電器，以及接觸器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖觸頭等，一般控制電路的觸頭都采用點(diǎn)接觸形式。由于接觸面積小，保證其工作可靠性所需的接觸互壓力也較小。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)3、觸頭接觸面形式的選擇

（2）面接觸

因平面對(duì)平面，其接觸面積和觸頭壓力均較大。由于其觸頭在開(kāi)閉過(guò)程中接觸面間無(wú)相對(duì)滑移，不能清除氧化膜等高電阻物質(zhì)，觸頭面上需嵌上貴重的銀片。

面接觸的接觸電阻很不穩(wěn)定，當(dāng)外界對(duì)接觸面稍有一些破壞或者裝配不當(dāng)，都會(huì)使接觸電阻大大增加。所以此種形式應(yīng)用較少，僅用于大電流，接觸壓力大的場(chǎng)合，如固定母線接觸、大容量的接觸器和斷路器的主觸頭。

閘刀開(kāi)關(guān)常采用面接觸的形式。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)3、觸頭接觸面形式的選擇

（3）線接觸

指兩個(gè)導(dǎo)體沿著線或較窄的面積發(fā)生的接觸(如圓柱對(duì)圓柱、圓柱對(duì)平面)。在同一壓力條件下，線接觸的接觸電阻比前兩種較低。

線接觸容易做到觸頭間有滑動(dòng)和滾動(dòng)，從而使觸頭的工作條件得到改善。線接觸觸頭的制造、調(diào)整、裝配均比較方便，因而得到廣泛的采用。

常用于幾十安至幾百安電流的中等容量的電器，如接觸器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)及高壓開(kāi)關(guān)電器的主觸頭。觸點(diǎn)開(kāi)距、初壓力、超行程、終壓力閉合狀態(tài)、斷開(kāi)狀態(tài)、閉合過(guò)程、斷開(kāi)過(guò)程。斷開(kāi)狀態(tài)：閉合狀態(tài)：初接觸狀態(tài)：觸點(diǎn)開(kāi)距初壓力超行程終壓力一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)4、觸頭的參數(shù)

觸頭的參數(shù)主要有觸頭的結(jié)構(gòu)尺寸、開(kāi)距、超程、研距、觸頭初壓力和終壓力等。

（1）觸頭的結(jié)構(gòu)尺寸，

主要是根據(jù)觸頭工作時(shí)的發(fā)熱條件確定，同時(shí)要考慮到它的機(jī)械強(qiáng)度與工作壽命等條件。（a）斷開(kāi)狀態(tài)；（b）剛接觸時(shí)；（c）閉合狀態(tài)。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)（2）觸頭的開(kāi)距

觸頭處于斷開(kāi)位置時(shí)，動(dòng)靜觸頭之間的最小距離s稱(chēng)為觸頭的開(kāi)距(或行程)。

開(kāi)距是觸頭的一個(gè)主要參數(shù)。

保證在開(kāi)斷正常電流時(shí)能可靠地熄弧，觸頭間具有足夠的絕緣能力，當(dāng)電源出現(xiàn)不正常的過(guò)電壓時(shí)不致?lián)舸?/p>

在保證可靠開(kāi)斷電路的原則下，觸頭開(kāi)距越小越好。觸頭開(kāi)距的大小與開(kāi)斷電流大小、線路電壓、線路參數(shù)以及滅弧裝置等有關(guān)。（a）斷開(kāi)狀態(tài)；（b）剛接觸時(shí)；（c）閉合狀態(tài)。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)（3）觸頭的超程

指觸頭對(duì)完全閉合后，如果將靜觸頭移開(kāi)，動(dòng)觸頭在觸頭彈簧的作用下繼續(xù)前移的距離r。

它是用來(lái)保證在觸頭允許磨損的范圍內(nèi)仍能可靠地接觸。一般在計(jì)算時(shí)選取超程r=(0.6～0.8)t，式中t為新觸頭的厚度。

超程不宜取得過(guò)大，因?yàn)楫?dāng)超程大時(shí)，在一定的吸力情況下，觸頭的初壓力相應(yīng)要小些。而初壓力小，對(duì)減小觸頭振動(dòng)是不利的。（a）斷開(kāi)狀態(tài)；（b）剛接觸時(shí)；（c）閉合狀態(tài)。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

（4）觸頭的初壓力

觸頭閉合后，其接觸處有一定的互壓力，稱(chēng)為觸頭壓力。

觸頭壓力是由觸頭彈簧產(chǎn)生的。觸頭彈簧有一預(yù)壓縮，使得動(dòng)觸頭剛與靜觸頭接觸時(shí)就有一互壓力FO，稱(chēng)為觸頭初壓力，它是由調(diào)節(jié)觸頭彈簧預(yù)壓縮量來(lái)保證的。初壓力可以降低觸頭閉合過(guò)程的振動(dòng)。（a）斷開(kāi)狀態(tài)；（b）剛接觸時(shí)；（c）閉合狀態(tài)。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

（5）觸頭終壓力

動(dòng)、靜觸頭閉合終了時(shí)，觸頭間的接觸壓力稱(chēng)為終壓力FZ。它是由觸頭彈簧最終壓縮量來(lái)決定的。它使觸頭閉合時(shí)的實(shí)際接觸面積增加，使閉合狀態(tài)時(shí)的接觸電阻小而穩(wěn)定。（a）斷開(kāi)狀態(tài)；（b）剛接觸時(shí)；（c）閉合狀態(tài)。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

（6）觸頭的研距

動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸過(guò)程中，觸頭接觸表面既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)，這種滾動(dòng)和滑動(dòng)稱(chēng)為觸頭的研磨過(guò)程。由研磨所產(chǎn)生的距離稱(chēng)為研距。

為了保證觸頭工作時(shí)有良好的電接觸，一般線接觸觸頭開(kāi)閉過(guò)程的起止點(diǎn)不重合，且有一定距離。研距是觸頭開(kāi)閉過(guò)程中動(dòng)靜觸頭間滾動(dòng)量與滑動(dòng)量之和觸點(diǎn)的四種工作狀態(tài)閉合狀態(tài)、斷開(kāi)狀態(tài)、閉合過(guò)程、斷開(kāi)過(guò)程。斷開(kāi)狀態(tài)：閉合狀態(tài)：初接觸狀態(tài)：閉合過(guò)程斷開(kāi)過(guò)程一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

5、觸頭的工作情況

（1）觸頭處于閉合狀態(tài)

觸頭處于閉合狀態(tài)時(shí)的主要任務(wù)是保證能通過(guò)規(guī)定的電流，且觸頭溫升不超過(guò)允許值，主要問(wèn)題是觸頭的發(fā)熱及熱和電動(dòng)穩(wěn)定性，觸頭的發(fā)熱是由接觸電阻引起的，故應(yīng)設(shè)法減小接觸電阻。

一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)

5、觸頭的工作情況

（2）觸頭閉合過(guò)程

從動(dòng)、靜觸頭剛開(kāi)始接觸到觸頭完全閉合，由于會(huì)發(fā)生振動(dòng)，使它不是一次接觸就能閉合，而是有一個(gè)過(guò)程的，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為觸頭的閉合過(guò)程。由于觸頭在閉合過(guò)程中會(huì)因碰撞而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，因此這個(gè)過(guò)程的主要問(wèn)題是減小機(jī)械振動(dòng)，從而減小觸頭的磨損，避免觸頭熔焊。

（3）觸頭處于斷開(kāi)狀態(tài)

觸頭處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，必須有足夠的開(kāi)距，以保證可靠地熄滅電弧和開(kāi)斷電路。一、觸頭的基礎(chǔ)知識(shí)