电接触与触头总结课件.pptx
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1、第3章 电接触与触头,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。 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
2、,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。,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)在短时通过短路电流时,要求电接触不发生熔焊或触头材料的喷溅等。 3)在关合过程中,要求触头能关合短路电流,不发生
3、熔焊或严重损坏。 4)在开断过程中,要求触头在开断电路时电磨损尽可能小.,第二节 接触电阻及其影响因素,一、接触电阻,实验:,导体电阻:,接触电阻:,产生接触电阻的原理:,当电流通过两接触面的导电点时,电流线必然收缩。,2)表面覆盖物:,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、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、水膜等。对于断路器来说,金属的氧化物是主要的。,电接触的接触面上总会被一些导电性能很差的物质覆盖。由于这种原因出现的电阻增大称为表面电阻或膜电阻Rm,故,接触电阻:,1-视在接触面2-实际接触面3-实
4、际导电斑点,二、接触电阻的影响因素及工程算法,理想材料:电阻率小,硬度Hb小,高熔点,不易氧化,造价低。,1)银:电阻率与硬度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。,镀银,3)铝:电阻率及硬度不算太高;铝的严重缺点是
5、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
6、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。,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。,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
7、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:,膜电阻:压力F一定时,单个接触点的受力:,4. 接触表面加工情况,接触表面可以是粗加工(机械),也可以是精加工(研磨)。加工精度对接触电阻有一定影响,它表现在接触点数的多少不同。,但实践表明,过于精细的表面加工对于降低接触电阻未必是有利的。要综合考虑接触形式、接触压力等情况。,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
8、是很困难的,通常只能用经验公式估算。,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:发热熔焊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。磨损的结果又加剧发热和熔焊的发生。,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
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