电接触
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12
触头的接触电阻
接触电阻的产生 两个导体接触时 的附加电阻。 视在接触面积 实际接触面 导电斑点
13
触头的接触电阻
14
触头的接触电阻
接触电阻的实质 收缩电阻：由电流线收缩所产生的附加电阻，其本 质就是金属电阻，其大小与触头材料电阻率成正 比，与导电斑点直径成反比 膜电阻：电流通过接触面上薄膜产生的附加电阻， 此薄膜包括尘埃膜、吸附膜、无机膜和有机膜
40
银镍合金
银镍合金(AgNi)电接触材料的制成采用先进的烧结、 挤压技术，镍颗粒呈纤维状均匀分布。 银镍合金(AgNi)的接触电阻低而稳定，导电、导热性 好，且烧损小、 电磨损小而均匀，材料转移比纯银 接点少，特别适用于狭小外壳中通断使用。 银镍合金在通断时由于氧化物而使电接点接触电阻 增高 ，对硫敏感，大电流下抗熔焊性能差。银镍 (AgNi)通常与银石墨（AgNiC）配对使用。银镍合金 材料(AgNi)中含有微量特殊添加物，明显提高了材料 的抗熔焊性能和耐电磨损性能。 主要应用于狭小外壳中的高负载触头，直流下用的 触头件；低压中、小电流等级接触器、继电器等。
电接触是研究固态导体与固态导体、固态导体与液态 导体、固态导体或液态导体与等离子体接触过渡区 中的机械现象、电现象、热现象、化学现象的专门 学科。 工程中的电接触按接触工作的原理可分为： 固定电接触 滚动和滑动电接触 可分合电接触
7
电接触与触头
电接触 保证电流流通的导体间的接触 电接触类型 固定接触 滚动和滑动接触
=
µ I
0
2 m
4π n
ln
nσ
A
j
1
FHale Waihona Puke Im—通过触头的电流的幅值 A1—触点的横截面积
24
触头接通过程及其熔焊
触头的机械振动 触头在闭合过程中产生的弹跳现象，机械振动 会使接触电阻周期性增大，甚至分离产生电 弧，使触头熔焊烧损
25
触头接通过程及其熔焊
触头间距离随时间变化
26
触头接通过程及其熔焊
限制桥蚀的方法：
选用导热性好的材料作为桥最高温度偏移侧的触 头，组成补偿触头对 采用合金材料，使金属桥的温度成对称分布
减小弧蚀的方法：
有效灭弧，缩短燃弧时间 磁场吹弧，使弧根运动 选用耐烧蚀的触头材料
34
触头分断过程及其电侵蚀
小电流下的触头电侵蚀 桥蚀: V = aI 2 火花放电: V = γ q 大电流下的触头电侵蚀 电弧造成的侵蚀量
9
电接触与触头
触头的分类 连接触头﹙焊接、栓接等﹚ 换接触头﹙动、静触头﹚ 换接触头的工作状态 闭合状态： 接触电阻 温升 熔焊 断开状态： 电弧 接通过程： 弹跳 分断过程： 电侵蚀
10
电接触与触头
换接触头的基本参数 开距：触头处于断开状态时其动静触头间的最短距离 超程：触头运动到闭合位置后，将静触头移开时动触 头还能移动的距离 初压力：触头刚闭合时作用于触头上的压力 终压力：触头闭合终止位置时的压力
µ0 2 A1 Fy = i ln A2 4π
轴向电动力与导体粗细处的半径或截面积之比有 关，而与电流在收缩区内过渡的形状以及电流的 方向无关。
23
闭合状态下的触头
当接触压力为Fj、触点材料的挤压强度为б、 触点数量为n，且压力和电流都均匀分布，触 点的接触面积为 A2 = F j (nσ )
F
y
21
闭合状态下的触头
根据材料的软化电压和熔化电压，可估算触点 的允许接触电阻或不发生熔焊的最大电流 铜软化电压为0.12V，熔化电压为0.43V，相 应的软化温度和熔化温度为180℃和1083℃ 接触电阻非恒定值，是时变量
22
闭合状态下的触头
触头间的电动力 触头间的电动力相当于变截面载流导体受到的电 动力。运用安培力公式可以导出总电动力的轴向 分量为：
15
触头的接触电阻
Kc Rj = m (0.102 Fj )
Kc ---- 与触头材料，接触面加工情况以及表面 状况有关的系数 Fj ---- 接触压力 m ---- 与接触形式有关的指数
16
触头的接触电阻
影响接触电阻的因素 接触形式：点接触 线接触 面接触 接触压力：压力越大 接触电阻越小 表面状况：加工精度 表面膜 材料性能：电阻率
32
触头分断过程及其电侵蚀
电磨损的类型 桥蚀：触头分断时，分断点及其附近的触头表面金 属材料将熔化，并在动触头继续分离时形成液态金 属桥。液态金属桥断裂以致材料自一极向另一极转 移的现象。 弧蚀：由火花放电或电弧放电造成触头材料的损耗 火花放电 — 电压较高但功率很小 电弧放电 — 电流较大
33
触头分断过程及其电侵蚀
4
电接触参考书
电接触理论及应用，程礼椿 机械工业出版社，1988 电接触理论，荣命哲 机械工业出版社， 2004 电接触理论及其应用技术， 郭凤仪，陈忠华，中国电力出版社，2008
5
主要内容
电接触与触头 触头的接触电阻 闭合状态下的触头 触头接通过程及其熔焊 触头分断过程及其电侵蚀 触头材料
6
电接触的定义和分类
电接触理论
大连理工大学电气工程学院
电接触学科的发展
电接触学科的创始人是德国人R. Holm 1941 《电接触技术物理》， Die Technische Physik der Elektrischen Kontakte 1958 《电接触手册》 Electric Contacts Handbook 1967 《电接触理论与应用》 Electric Contacts Theory and Application
42
银氧化锡
银氧化锡（AgSnO2）电触点材料具有优良、稳定的抗熔焊性 能及良好的耐电弧烧蚀性能。在电流较大（500~3000A的电 流范围内）的条件下，银氧化锡（AgSnO2）触点有比银氧化 镉（AgCdO）触点更好的耐电弧烧蚀能力。 在交流阻性负载下，银氧化锡触点比银氧化镉触点具有稍高 的接触电阻（由于有微量的特殊金属氧化物作添加剂，从而 保证了它的接触电阻处于允许的范围内），但在直流电路应 用场合下（如汽车继电器），却表现出低而稳定的电阻值。 广泛应用于大容量交流触器（如CJ20 、 CJ40 、 3TF系列 等）、直流接触器、交（直）流功率继电器、汽车电器、及 中小容量低压断路器上。
41
银氧化镉
银氧化镉触头材料采用烧结或挤压工艺制成，银氧化镉 （AgCdO）内氧化镉（CdO）质点弥散分布于银基体中，电 触头动作时在电弧作用下，由于温度提高，氧化镉剧分烈解 蒸发而使电触头表面冷却，降低了电弧能量，从而极大地改 善了电触头的灭弧性能，因而银氧化镉触头材料具有耐电磨 损、抗熔焊等特点，且接触电阻低而稳定。氧化镉含量增 加 可提高材料抗熔焊性，但会增大接触电阻及温升，同时降低 材料塑性。 银氧化镉触头材料在大电流电器中其电寿命比银和银镍合金 有很大提高，被大量用于中大容量继电器、接触器、交直流 开关等低压电器领域中。 但近年来欧盟国家因环保问题已逐步禁用该材料，已大部分 由性能相近的银氧化锡等材料替代
τ
jm
=I
2
R (8λρ ) + I R ( 2
2 j 2 j
λ pKT A + τ j
本体温升
19
)
触点超温
接触电阻损耗温升
闭合状态下的触头
20
闭合状态下的触头
Rj — Uj 特性 直流稳态电流下，测量接触电压Uj ，求得接 触电阻Rj = Uj／I ，改变电流，得电接触Rj — Uj特性曲线 软化电压Us ﹙b点﹚ 熔化电压Um ﹙d点﹚
11
电接触与触头
开距：保证断开后的安全绝缘间隔，其数值是由它 能否耐受电路中可能出现的过电压以及能否保证顺 利熄灭电弧来决定的。 超程：保证触头磨损后仍可靠接触，其值取决于触 头在其使用期限内遭受的电侵蚀。 初压力：降低闭合过程中的弹跳。 终压力：保证闭合状态下接触电阻低而稳定，其值 由许多因素，诸如温升、熔焊等所决定。
可分、合接触
8
电接触与触头
对电接触的主要要求：
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。 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。 在关合过程中 —— 要求触头能关合短路电流，不发 生熔焊或严重损坏。 在开断过程中 ——— 要求触头在开断电路时电磨损 尽可能小。
m = KnI × 10
α
−9
(g)
侵蚀系数 操作次数 分断电流
35
触头分断过程及其电侵蚀
为了保证触头在其规定使用期限内能正常运 行，必须设有能够补偿其电侵蚀的超程。 电器触头的超程值主要取决于其允许的最大侵 蚀量
36
栓接连接触头与接触导电膏
蠕变现象 在一定的温度下，栓接母线所受应力超过某一 限度时，即使外力不再增大，材料的塑性形变 缓慢增大的现象 导电膏 含导电填料和胶粘剂的糊状导电涂料 除膜 密封 隧道效应
17
触头的接触电阻
接触电阻的分散度是很大的 在 F 较小时，接触电阻下限 的差别高达10倍之多 而当 F 增大时，接触电阻的 分散度逐渐减小 F 过大对减小接触电阻无明 显效果
接触电阻的试验曲线 材料：黄铜－黄铜 接触形式：球－平面
18
闭合状态下的触头
触头的发热分为本体发热和触点发热两部 分。触点处有接触电阻，产生热量很大， 同时其表面积很小，热量只能通过热传导 传给触头本体。因此，触点的温度要比触 头本体高。 触点相对周围介质的温升为：
2
电接触学科的发展
中国电工学会电接触及电弧研究会 王其平，程礼椿 中国通信学会通信设备制造专业委员会电接触组 章继高
3
电接触主要研究内容
电接触科学是一门交叉科学，研究方向主要以下几个方面： 电接触现象与基本理论 固定接触中的接触电阻、温升、熔焊 滑动电接触的摩擦、磨损与润滑 可分合接触中的电弧、电磨损 环境效应 尘土、腐蚀性气体等对电接触的影响，实验室加速模拟 电接触材料 表面材料、抗电弧材料，润滑剂，加工工艺等 可靠性估计与故障检测
43
银氧化锌
银氧化锌（AgZnO）电触头材料环保无毒，具有抗熔 焊、耐电磨损性好，燃弧时间短，分断性能高、抗 大电流冲击能力强的特点。 与银氧化镉触头材料相比，银氧化锌触头材料具有 更好的抗熔焊性，在3000 ～5000A的分断电流条件 下，具有更理想的抗电弧侵蚀能力。 银氧化锌材料主要应用于额定电流在200A以内的中 小容量低压断路器上，如DZ15系列塑壳式断路器、 DZ15L系列漏电断路器等，某些大容量开关也使用银 氧化锌触头材料，如万能式断路器。
37
触头材料
对触头材料的要求 电性能：电导率高 生弧电压和电流高 机械性能：硬度 弹性 塑性 热性能：热导率高 比热容大 高熔点 化学性能：抗氧化 耐腐蚀
38
触头材料
触头材料的分类 纯金属材料：银、铜、铝、钨、石墨 合金材料：铜合金、银合金 制造工艺（粉末冶金 真空熔炼）
39
银
银在金属材料中具有最高的导电率，其氧化物 也是导电的，并且分解温度在200度以下，因 此银触头接触电阻很低。 银的缺点是易于硫化而形成黑色的(AgS)硫化 膜，且硬度低易磨损，且抗熔焊性低，因此常 在银基体中添加第二或第三元素，通常添加Ni、 Sn、Zn等。 主要用于无线电、通讯用微型开关、继电器、 计算机等小电流电器领域。
28
触头接通过程及其熔焊
触头的熔焊 触头因被加热熔化以致动静触头焊在一起无法正常 分开的现象 静熔焊 闭合状态下由接触电阻的发热产生的熔焊 动熔焊 触头振动或触头被电动力斥开产生电弧引起的熔焊
29
触头接通过程及其熔焊
影响熔焊的因素
电参数 机械参数 表面状况 材料
30
触头接通过程及其熔焊
减轻触头熔焊的方法 采用电阻率小抗拉强度低和熔化温度高的触头 材料 增大接触压力降低闭合速度等来减小触头振动 改善触头表面状况
机械振动的最大幅度
x
m
=
⎛ F0 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ c ⎠
2
m v12 F 0 + (1 − K ) − c c 1+ 2 1− K
F0：初压力 ｃ： 弹簧刚度 ｍ： 动触头质量 v1 ：动触头第一次与静触头接触时具有的运动速度 Ｋ：碰撞损失系数
27
触头接通过程及其熔焊
减小振动的方法 提高F0和ｃ，减小ｍ和v1 则xm减小,即 适当减小动触头的质量 减小触头闭合速度 增大触头初压力 采用一定刚度的触头弹簧
31
触头分断过程及其电侵蚀
触头在合分过程中，由于金属在触头间的转移和液 态金属的溅射以及金属蒸气的扩散等原因造成触头 材料消耗及转移，这种现象称为触头的磨损 触头的磨损分为机械、化学、和电磨损三种 机械磨损: 动、静触头在通断过程中发生碰撞和摩 擦， 化学磨损: 触头表面的氧化膜破碎 电磨损: 由电火花和电弧引起，是触头磨损的主要 形式，决定触头的电寿命
触头的接触电阻
接触电阻的产生 两个导体接触时 的附加电阻。 视在接触面积 实际接触面 导电斑点
13
触头的接触电阻
14
触头的接触电阻
接触电阻的实质 收缩电阻：由电流线收缩所产生的附加电阻，其本 质就是金属电阻，其大小与触头材料电阻率成正 比，与导电斑点直径成反比 膜电阻：电流通过接触面上薄膜产生的附加电阻， 此薄膜包括尘埃膜、吸附膜、无机膜和有机膜
40
银镍合金
银镍合金(AgNi)电接触材料的制成采用先进的烧结、 挤压技术，镍颗粒呈纤维状均匀分布。 银镍合金(AgNi)的接触电阻低而稳定，导电、导热性 好，且烧损小、 电磨损小而均匀，材料转移比纯银 接点少，特别适用于狭小外壳中通断使用。 银镍合金在通断时由于氧化物而使电接点接触电阻 增高 ，对硫敏感，大电流下抗熔焊性能差。银镍 (AgNi)通常与银石墨（AgNiC）配对使用。银镍合金 材料(AgNi)中含有微量特殊添加物，明显提高了材料 的抗熔焊性能和耐电磨损性能。 主要应用于狭小外壳中的高负载触头，直流下用的 触头件；低压中、小电流等级接触器、继电器等。
电接触是研究固态导体与固态导体、固态导体与液态 导体、固态导体或液态导体与等离子体接触过渡区 中的机械现象、电现象、热现象、化学现象的专门 学科。 工程中的电接触按接触工作的原理可分为： 固定电接触 滚动和滑动电接触 可分合电接触
7
电接触与触头
电接触 保证电流流通的导体间的接触 电接触类型 固定接触 滚动和滑动接触
=
µ I
0
2 m
4π n
ln
nσ
A
j
1
FHale Waihona Puke Im—通过触头的电流的幅值 A1—触点的横截面积
24
触头接通过程及其熔焊
触头的机械振动 触头在闭合过程中产生的弹跳现象，机械振动 会使接触电阻周期性增大，甚至分离产生电 弧，使触头熔焊烧损
25
触头接通过程及其熔焊
触头间距离随时间变化
26
触头接通过程及其熔焊
限制桥蚀的方法：
选用导热性好的材料作为桥最高温度偏移侧的触 头，组成补偿触头对 采用合金材料，使金属桥的温度成对称分布
减小弧蚀的方法：
有效灭弧，缩短燃弧时间 磁场吹弧，使弧根运动 选用耐烧蚀的触头材料
34
触头分断过程及其电侵蚀
小电流下的触头电侵蚀 桥蚀: V = aI 2 火花放电: V = γ q 大电流下的触头电侵蚀 电弧造成的侵蚀量
9
电接触与触头
触头的分类 连接触头﹙焊接、栓接等﹚ 换接触头﹙动、静触头﹚ 换接触头的工作状态 闭合状态： 接触电阻 温升 熔焊 断开状态： 电弧 接通过程： 弹跳 分断过程： 电侵蚀
10
电接触与触头
换接触头的基本参数 开距：触头处于断开状态时其动静触头间的最短距离 超程：触头运动到闭合位置后，将静触头移开时动触 头还能移动的距离 初压力：触头刚闭合时作用于触头上的压力 终压力：触头闭合终止位置时的压力
µ0 2 A1 Fy = i ln A2 4π
轴向电动力与导体粗细处的半径或截面积之比有 关，而与电流在收缩区内过渡的形状以及电流的 方向无关。
23
闭合状态下的触头
当接触压力为Fj、触点材料的挤压强度为б、 触点数量为n，且压力和电流都均匀分布，触 点的接触面积为 A2 = F j (nσ )
F
y
21
闭合状态下的触头
根据材料的软化电压和熔化电压，可估算触点 的允许接触电阻或不发生熔焊的最大电流 铜软化电压为0.12V，熔化电压为0.43V，相 应的软化温度和熔化温度为180℃和1083℃ 接触电阻非恒定值，是时变量
22
闭合状态下的触头
触头间的电动力 触头间的电动力相当于变截面载流导体受到的电 动力。运用安培力公式可以导出总电动力的轴向 分量为：
15
触头的接触电阻
Kc Rj = m (0.102 Fj )
Kc ---- 与触头材料，接触面加工情况以及表面 状况有关的系数 Fj ---- 接触压力 m ---- 与接触形式有关的指数
16
触头的接触电阻
影响接触电阻的因素 接触形式：点接触 线接触 面接触 接触压力：压力越大 接触电阻越小 表面状况：加工精度 表面膜 材料性能：电阻率
32
触头分断过程及其电侵蚀
电磨损的类型 桥蚀：触头分断时，分断点及其附近的触头表面金 属材料将熔化，并在动触头继续分离时形成液态金 属桥。液态金属桥断裂以致材料自一极向另一极转 移的现象。 弧蚀：由火花放电或电弧放电造成触头材料的损耗 火花放电 — 电压较高但功率很小 电弧放电 — 电流较大
33
触头分断过程及其电侵蚀
4
电接触参考书
电接触理论及应用，程礼椿 机械工业出版社，1988 电接触理论，荣命哲 机械工业出版社， 2004 电接触理论及其应用技术， 郭凤仪，陈忠华，中国电力出版社，2008
5
主要内容
电接触与触头 触头的接触电阻 闭合状态下的触头 触头接通过程及其熔焊 触头分断过程及其电侵蚀 触头材料
6
电接触的定义和分类
电接触理论
大连理工大学电气工程学院
电接触学科的发展
电接触学科的创始人是德国人R. Holm 1941 《电接触技术物理》， Die Technische Physik der Elektrischen Kontakte 1958 《电接触手册》 Electric Contacts Handbook 1967 《电接触理论与应用》 Electric Contacts Theory and Application
42
银氧化锡
银氧化锡（AgSnO2）电触点材料具有优良、稳定的抗熔焊性 能及良好的耐电弧烧蚀性能。在电流较大（500~3000A的电 流范围内）的条件下，银氧化锡（AgSnO2）触点有比银氧化 镉（AgCdO）触点更好的耐电弧烧蚀能力。 在交流阻性负载下，银氧化锡触点比银氧化镉触点具有稍高 的接触电阻（由于有微量的特殊金属氧化物作添加剂，从而 保证了它的接触电阻处于允许的范围内），但在直流电路应 用场合下（如汽车继电器），却表现出低而稳定的电阻值。 广泛应用于大容量交流触器（如CJ20 、 CJ40 、 3TF系列 等）、直流接触器、交（直）流功率继电器、汽车电器、及 中小容量低压断路器上。
41
银氧化镉
银氧化镉触头材料采用烧结或挤压工艺制成，银氧化镉 （AgCdO）内氧化镉（CdO）质点弥散分布于银基体中，电 触头动作时在电弧作用下，由于温度提高，氧化镉剧分烈解 蒸发而使电触头表面冷却，降低了电弧能量，从而极大地改 善了电触头的灭弧性能，因而银氧化镉触头材料具有耐电磨 损、抗熔焊等特点，且接触电阻低而稳定。氧化镉含量增 加 可提高材料抗熔焊性，但会增大接触电阻及温升，同时降低 材料塑性。 银氧化镉触头材料在大电流电器中其电寿命比银和银镍合金 有很大提高，被大量用于中大容量继电器、接触器、交直流 开关等低压电器领域中。 但近年来欧盟国家因环保问题已逐步禁用该材料，已大部分 由性能相近的银氧化锡等材料替代
τ
jm
=I
2
R (8λρ ) + I R ( 2
2 j 2 j
λ pKT A + τ j
本体温升
19
)
触点超温
接触电阻损耗温升
闭合状态下的触头
20
闭合状态下的触头
Rj — Uj 特性 直流稳态电流下，测量接触电压Uj ，求得接 触电阻Rj = Uj／I ，改变电流，得电接触Rj — Uj特性曲线 软化电压Us ﹙b点﹚ 熔化电压Um ﹙d点﹚
11
电接触与触头
开距：保证断开后的安全绝缘间隔，其数值是由它 能否耐受电路中可能出现的过电压以及能否保证顺 利熄灭电弧来决定的。 超程：保证触头磨损后仍可靠接触，其值取决于触 头在其使用期限内遭受的电侵蚀。 初压力：降低闭合过程中的弹跳。 终压力：保证闭合状态下接触电阻低而稳定，其值 由许多因素，诸如温升、熔焊等所决定。
可分、合接触
8
电接触与触头
对电接触的主要要求：
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。 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。 在关合过程中 —— 要求触头能关合短路电流，不发 生熔焊或严重损坏。 在开断过程中 ——— 要求触头在开断电路时电磨损 尽可能小。
m = KnI × 10
α
−9
(g)
侵蚀系数 操作次数 分断电流
35
触头分断过程及其电侵蚀
为了保证触头在其规定使用期限内能正常运 行，必须设有能够补偿其电侵蚀的超程。 电器触头的超程值主要取决于其允许的最大侵 蚀量
36
栓接连接触头与接触导电膏
蠕变现象 在一定的温度下，栓接母线所受应力超过某一 限度时，即使外力不再增大，材料的塑性形变 缓慢增大的现象 导电膏 含导电填料和胶粘剂的糊状导电涂料 除膜 密封 隧道效应
17
触头的接触电阻
接触电阻的分散度是很大的 在 F 较小时，接触电阻下限 的差别高达10倍之多 而当 F 增大时，接触电阻的 分散度逐渐减小 F 过大对减小接触电阻无明 显效果
接触电阻的试验曲线 材料：黄铜－黄铜 接触形式：球－平面
18
闭合状态下的触头
触头的发热分为本体发热和触点发热两部 分。触点处有接触电阻，产生热量很大， 同时其表面积很小，热量只能通过热传导 传给触头本体。因此，触点的温度要比触 头本体高。 触点相对周围介质的温升为：
2
电接触学科的发展
中国电工学会电接触及电弧研究会 王其平，程礼椿 中国通信学会通信设备制造专业委员会电接触组 章继高
3
电接触主要研究内容
电接触科学是一门交叉科学，研究方向主要以下几个方面： 电接触现象与基本理论 固定接触中的接触电阻、温升、熔焊 滑动电接触的摩擦、磨损与润滑 可分合接触中的电弧、电磨损 环境效应 尘土、腐蚀性气体等对电接触的影响，实验室加速模拟 电接触材料 表面材料、抗电弧材料，润滑剂，加工工艺等 可靠性估计与故障检测
43
银氧化锌
银氧化锌（AgZnO）电触头材料环保无毒，具有抗熔 焊、耐电磨损性好，燃弧时间短，分断性能高、抗 大电流冲击能力强的特点。 与银氧化镉触头材料相比，银氧化锌触头材料具有 更好的抗熔焊性，在3000 ～5000A的分断电流条件 下，具有更理想的抗电弧侵蚀能力。 银氧化锌材料主要应用于额定电流在200A以内的中 小容量低压断路器上，如DZ15系列塑壳式断路器、 DZ15L系列漏电断路器等，某些大容量开关也使用银 氧化锌触头材料，如万能式断路器。
37
触头材料
对触头材料的要求 电性能：电导率高 生弧电压和电流高 机械性能：硬度 弹性 塑性 热性能：热导率高 比热容大 高熔点 化学性能：抗氧化 耐腐蚀
38
触头材料
触头材料的分类 纯金属材料：银、铜、铝、钨、石墨 合金材料：铜合金、银合金 制造工艺（粉末冶金 真空熔炼）
39
银
银在金属材料中具有最高的导电率，其氧化物 也是导电的，并且分解温度在200度以下，因 此银触头接触电阻很低。 银的缺点是易于硫化而形成黑色的(AgS)硫化 膜，且硬度低易磨损，且抗熔焊性低，因此常 在银基体中添加第二或第三元素，通常添加Ni、 Sn、Zn等。 主要用于无线电、通讯用微型开关、继电器、 计算机等小电流电器领域。
28
触头接通过程及其熔焊
触头的熔焊 触头因被加热熔化以致动静触头焊在一起无法正常 分开的现象 静熔焊 闭合状态下由接触电阻的发热产生的熔焊 动熔焊 触头振动或触头被电动力斥开产生电弧引起的熔焊
29
触头接通过程及其熔焊
影响熔焊的因素
电参数 机械参数 表面状况 材料
30
触头接通过程及其熔焊
减轻触头熔焊的方法 采用电阻率小抗拉强度低和熔化温度高的触头 材料 增大接触压力降低闭合速度等来减小触头振动 改善触头表面状况
机械振动的最大幅度
x
m
=
⎛ F0 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ c ⎠
2
m v12 F 0 + (1 − K ) − c c 1+ 2 1− K
F0：初压力 ｃ： 弹簧刚度 ｍ： 动触头质量 v1 ：动触头第一次与静触头接触时具有的运动速度 Ｋ：碰撞损失系数
27
触头接通过程及其熔焊
减小振动的方法 提高F0和ｃ，减小ｍ和v1 则xm减小,即 适当减小动触头的质量 减小触头闭合速度 增大触头初压力 采用一定刚度的触头弹簧
31
触头分断过程及其电侵蚀
触头在合分过程中，由于金属在触头间的转移和液 态金属的溅射以及金属蒸气的扩散等原因造成触头 材料消耗及转移，这种现象称为触头的磨损 触头的磨损分为机械、化学、和电磨损三种 机械磨损: 动、静触头在通断过程中发生碰撞和摩 擦， 化学磨损: 触头表面的氧化膜破碎 电磨损: 由电火花和电弧引起，是触头磨损的主要 形式，决定触头的电寿命