电接触与触头材料
触头【电接触材料】【精品】
触头电路的通断和转换是通过电器中的执行部件，主要是其触头来实现的。
触头是有触点电器的执行元件，又是电器中最薄弱的环节，其工作的优劣直接影响到电器的性能。
本章就触头在不同工作状态下出现的主要问题，如接触电阻、振动等，进行一定的分析，找出减少其危害的一些实用方法并对触头的一些基本参数作一介绍。
第一节概述一、触头的分类触头作为电器的执行机构，是非常重要的部件，它对电器的工作性能、总体结构、尺寸有着决定性的影响。
触头的工作性能和质量直接影响到电器可靠性。
触头在正常工作情况下经常要受到机械撞击、电弧等的有害作用，很容易损坏，故它又是有触头电器的一个薄弱环节。
触头可按以下方法分类：1．按触头工作情况可分为有载开闭和无载开闭两种。
前者在触头开断或闭合过程中，允许触头中有电流通过，后者在触头开断或闭合过程中，不允许触头中有电流通过，而在闭合后才允许触头中通过电流，如转换开关等。
无载开闭触头，由于触头开断时无载，故无电弧产生，对触头的工作十分有利。
2．按开断点数目可分为单断点式和双断点式触头。
3．接触头正常工作位置可分为常开触头和常闭触头。
4．按结构形状可分为指形触头和桥式触头等。
5．按触头的接触方式可分为面接触、线接触和点接触3种。
二、触头接触面形式触头接触面形式分为点接触、线接触和面接触3种，如图14—1所示。
图14—1 触头的接触式(a)点接触；(b)线接触；(c)面接触。
1．点接触点接触触头是指两个导体只在一点或者很小的面积上发生接触的触头（如球面对球面，球面对平面）。
它用于20 A以下的小电流电器，如继电器的触头，接触器和自动开关的联锁触头等。
由于接触面积小，保证其工作可靠性所需的接触互压力也较小。
2．线接触线接触是指两个导体沿着线或较窄的面积发生接触的触头（如圆柱对圆柱、圆柱对平面）。
其接触面积和接触压力均适中，常用于几十安至几百安电流的中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的触头。
触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工作可靠，多采用点接触或线接触的形式。
电接触材料工艺突破
电接触材料工艺突破日前浙江省经济和信息化厅公布了《2024年度浙江省首批次新材料认定结果》浙江泰镒新材料科技有限公司研发的“高导电石墨烯铜复合材料”和温州宏丰研发的“高性能Ag/WC复合触点材料”被认定为“国内首批次新材料”。
温州泰钰新材料科技有限公司研发的“石墨烯银新材料”被认定为“省内首批次新材料”据了解，首批次新材料是指企业通过自主研制、引进吸收等方式拥有专利或者其他自主知识产权，具有技术领先优势或者打破市场垄断，新材料产品在技术参数和性能等方面有重大突破，产品技术指标达到国际领先、国际先进或国内领先水平，且进入市场初期尚未形成规模化应用和竞争优势的新材料产品。
正泰抢先布局石墨烯产业，研发的"超导铜"材料以108%IACS的导电率（对标银的导电率）超越传统导体材料，根据国家电网测算标准：导电率提高1%IACS(国际退火铜标准)，每公里输电线路，每年可节能1000~2500度电。
若采用108%IACS“超导铜”，按全国10KV、220KV及以上线路总长630万公里计算，每年可节约500亿~1260亿度电，相当于一个三峡大坝的年发电量。
为推动电力系统的节能减排和可持续发展提供了实质性的解决方案。
目前，正泰的石墨烯铜复合材料获得工信部高质量发展专项支持，项目总投资1.06亿元，将持续为新型电力系统建设提供更高效、绿色的发展动力。
正泰研发团队深入研究石墨烯材料高质量制备技术、复合技术及复合材料宏量制备与加工工艺，开发出具有创新性的石墨烯触点、线材、带材、膜材以及石墨烯表面处理工艺，相关材料和工艺已批量应用于低压、中高压产品中。
在与国网智能电网研究院有限公司合作的“基于石墨烯银的高压隔离开关电触头项目”荣获中国腐蚀防护学会大奖，相关应用产品的机械寿命提升至2.8万次，达到世界领先水平；在国网、中石化项目中，石墨烯重防腐涂料已挂网试用，同时在正泰内部推广使用。
这些创新成果将为电力系统的长期稳定运行提供有力保障。
交流接触器触头什么材料好
交流接触器触头什么材料好交流接触器触头是一种重要的电气元件，用于控制电路的开闭，也被广泛应用在各种电力系统和工业设备中。
触头的材料选择对接触器的性能有很大的影响，下面将介绍一些常用的触头材料以及它们的特点。
1. 银合金触头材料：银合金是一种常用的触头材料，具有优良的导电性能和低的接触电阻。
银的导电性能在所有金属中最好，而合金的添加可以提高其硬度、耐磨性和抗氧化性能。
银合金触头适用于高电流和高频率的应用，如交流继电器和工业控制设备。
2. 镀铜触头材料：铜是一种导电性能优良的金属，具有良好的导电性和耐腐蚀性。
铜触头通常通过电镀方式制成，将铜层均匀地镀在其他金属上，以增加其导电性能和耐磨性。
铜触头适用于低电流和低频率的应用，如低压断路器和小型继电器。
3. 铜铁合金触头材料：铜铁合金是由铜和铁两种金属组成的合金，具有较高的导电性能和较好的机械强度。
铜铁合金触头具有良好的接触性能和耐磨性，适用于中等电流和频率的应用，如中压断路器和电力开关。
4. 镀银触头材料：银具有优良的导电性能和电氧化抗性，能够提供稳定的接触电阻和较长的使用寿命。
银触头通常通过电镀方式制成，将银层均匀地镀在其他金属上，以增加其导电性能和耐磨性。
镀银触头适用于高精度的应用，如高压断路器和高频开关。
除了以上几种常见的触头材料外，还有一些其他的材料如钨铜合金、铜钛合金和钨银合金等，它们在特定的应用领域中具有优势和特点。
不同的触头材料适用于不同的电流、频率和环境条件，选择合适的触头材料可以提高接触器的性能和可靠性。
总结来说，交流接触器触头的材料选择是一个关键的技术问题。
银合金触头具有良好的导电性能和耐磨性，适用于高电流和高频率的应用；铜触头具有良好的导电性能和耐腐蚀性，适用于低电流和低频率的应用；铜铁合金触头具有较好的机械强度和接触性能，适用于中等电流和频率的应用；镀银触头具有稳定的接触电阻和较长的使用寿命，适用于高精度的应用。
选择合适的触头材料有助于提高交流接触器的性能和可靠性，满足不同应用场合的需求。
材料科学电概导电材料
电20气20/材4/2料3 与电力设备概论
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4.4.2. 超导的概念与定义
某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质称为超导电性。
低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。
材料为基片（芯片），将组成电路的元器件和互连 线集成在基片内部、表面或基片之上。用铜的新型 微芯片，可以获得30%的效能增益，电路的线尺寸 可以减小到0.12微米，可使在单个芯片上集成的晶 体管数目达到200万个。半导体集成电路的发展， 为铜的应用开拓了新领域。
电2气020材/4/2料3 与电力设备概论
两大类。 电子导电材料包括导体、超导体和半导体。 导体的电导率≥105 S/m ，超导体的电导率为无限大（在
温度小于临界温度时），半导体的电导率为10-7~104 S/m ； 当材料的电导率小于10-7S/m时，就认为该材料基本上不能 导电，而称为绝缘体。
电气材料与电力设备概论
电气材料与电力设备概论
•铝 •2,7 •2,826 •61 •0,004 •220 •23x10-6 •60/80 •150/200 •66000 •20 •40
电气材料与电力设备概论
• 铝合金 铝镁合金：（中强度）主要元素是铝，再掺入
少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。质坚 量轻、散热性较好、抗压性较强，其硬度是传统塑 料的数倍，但重量仅为后者的三分之一。
从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导临界温 度Tc。
超导体的电阻率小于目前所能检测的最小电阻率10-26Ω·cm，
可以认为电阻为零。 特性一：完全导电性，超导体进入超导态时，其电阻率实际上
触头材料电接触性能的先进测评技术
触头材料电接触性能的先进测评技术任万滨;韦健民【摘要】触头材料是电气工程中广泛应用的基本零部件,其电接触性能关乎到相关电器元件、电工产品和电子器件的质量与可靠性。
总结了作者近年来在触头材料静态接触电阻测评技术、电性能模拟试验技术和摩擦磨损测评技术等方面的相关成果。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】6页(P79-84)【关键词】电器;触头材料;电接触;接触电阻;电性能【作者】任万滨;韦健民【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TM501金属电接触与连接具有导通状态下低电阻、开断状态下真正物理绝缘的优点[1]。
一方面常应用于电气开关(包括断路器、接触器、继电器)[2]、功率连接[3]等工程领域中完成电流分合功能;另一方面应用于电阻点焊[4]、球网格阵列插座[5]和芯片倒装[6]连接等工程应用中执行电流导通和信号传递功能。
统计分析表明电气系统中70%的电气故障均与电接触问题直接相关。
因此触头材料的电接触性能是影响电气与电子工程可靠性的关键。
广义上说,电接触性能包括接触电阻、接触温升、熔焊强度、电弧烧蚀率和磨损率等相关参数。
考虑到电接触应用的特殊性,对触头材料关注的侧重点也存在一定差异。
近年来,电器开关制造商的需求普遍体现在产品“小型化、低功耗、长寿命、高可靠”等方面,因此电器开关制造商对于所配套的电触头材料也提出了越来越高的要求。
在此带动下,电工合金行业内的研究机构、科技公司等通过自主创新研发、跟踪对比国外先进技术等策略的实施,针对触头材料的组分优化和制造工艺等方面开展了广泛而又坚实的科研工作,在一定程度上使国产电器开关的电寿命得到了提高。
众所周知,电器开关的(电)寿命与切换负载条件、电器的机械运动特性、工作环境气氛、触头材料电性能等因素均直接相关,因此触头材料电性能与电器(电)寿命的对应关系也并非是确定性的。
触头材料的基本要求
触头材料的基本要求包括以下几点：
具有足够的开断能力：触头材料应具有足够的机械强度和刚度，以承受短路时的冲击力和热应力，同时应具有足够的电气绝缘强度和热稳定性。
小的节流电流：触头材料的截面积应适当，以减小电流通过时的电阻和热效应，从而减少触头的烧损和熔焊。
高的耐电压强度：触头材料应具有高的耐电压强度，以承受高电压的冲击和电场作用，避免发生闪络和击穿。
具有高的抗熔焊能力：触头材料应具有高的抗熔焊性能，以避免在高温下发生熔焊现象，导致接触不良或短路。
含气量要低：触头材料应具有低的含气量，以减少氧化和腐蚀现象的发生。
高的导电率、导热系数和机械强度，小的接触电阻：触头材料应具有高的导电率和导热系数，以减小电流通过时的电阻和热效应，同时应具有高的机械强度和硬度，以承受短路时的冲击力和热应力。
电侵蚀率低：触头材料应具有低的电侵蚀率，以减少电流通过时对触头材料的破坏。
热电子发射能力低：触头材料应具有低的热电子发射能力，以减少电流通过时对触头材料的热损失和烧损。
良好的机械性能：触头材料应具有适当的强度和硬度，同时摩擦系数要小，以减少机械磨损和摩擦力。
良好的化学性能：触头材料应具有很好的化学稳定性，在常温下不易氧化，或者氧化物的电阻尽量小，耐腐蚀。
以上是触头材料的基本要求，根据不同的应用场合和需求，这些要求可以有所侧重或调整。
开关电器电接触材料与接触电阻计算
开关电器电接触材料与接触电阻计算1、电接触材料1.1 电接触材料的技术要求电接触材料是影响开关电器触头/触点电接触效果的最直接因素之一，电接触材料的要求如下：1、热损耗方面的要求：要求电接触材料具有良好的导电性，电阻率小，导热率不大，由此确保触头/触点在闭合位置时的接触电阻小，温升低。
电接触温升低能够减缓电接触材料的氧化，使得有害的表面膜不容易生成，触头分断时的液态金属桥也不容易形成。
2、电接触热性能方面的要求：要求电接触材料的熔点和沸点高，导热性能好。
电接触材料的密度、热容量要大，熔化和汽化的数值要高，由此抵御触头的电磨损。
3、化学性能稳定，元素的电极电位要高，减少化学腐蚀：电接触材料必须具有良好的化学特性，要求电接触的两种金属电极电位的差值要小，可以减轻电化学腐蚀。
电接触材料应当具有稳定的化学性质，不易产生化学腐蚀和无机膜，4、物理特性（硬度、密度和可塑性）方面的要求：电接触材料必须具有良好的机械特性，这里包括合适的硬度和摩擦系数，使得触头/触点在合闸冲力作用下不产生变形，便于机械加工和铆焊。
在使用中要求抗压特性、抗剪切特性和耐磨性要好。
这些要求与开关电器的机械寿命有关。
1.2 弱电流触头/触点的材料选用弱电流触头/触点一般用于二次回路，其电流在5A以下，且不配灭弧罩。
继电器的触点就是典型的弱电流触头/触点。
弱电流触头/触点一般用银、铂、铜等元素制作电接触材料，也有用金、钼和镍。
银的电阻率1.65x10-8Ω•m，是金属材料中最高的，导热性也是最高的。
银在潮湿的环境下易硫化，但在空气中相对稳定不易氧化。
由于银的氧化膜和硫化膜易分解，故银的接触电阻很小而且相对稳定。
银的熔点是961.93℃，熔点相对较低，在强烈的电弧冲击下易发生熔融喷溅。
银一般用作镀层材料，常见于继电器触点或者母线固定搭接面。
铜的电阻率1.7x10-8Ω•m，仅次于银，其硬度和机械强度远高于银。
铜的熔点是1083.4℃，高于银，且价格比银低得多。
低压电器常用的触头材料
低压电器常用的触头材料、各自性能、应用触头材料和结构为了满足各类实际应用领域对触头工作性能所提的要求，触头材料应具有如下的特性：尽可能高的电导率与热导率，高的再结晶温度、熔化温度、沸点温度、熔化潜热、气化潜热、电子逸出功和游离电位；适当高的密度、硬度和弹性，尽量小的蒸气压力、摩擦系数、热电势、汤姆逊系数、液态金属浸润角、表面膜隧道电阻率和机械强度、与周围介质某种成分的化学亲合力。
1.纯金属材料常见的纯金属有Al、Cu、Ag、Pt、Au、Pd、W、Mo等Al是一种价格较低廉的材料，广泛用作电线和母线，它的导电性和导热性都较好，仅次于Cu ，其硬度、熔点、沸点比Cu他是较好的导电材料，但不是好的触头材料。
尤其是它既不耐弧，又在空气中极易氧化，生成机械强度很高的绝缘膜因此，即使是用Al制成母线，都必须在其连接处包敷Cu和其它金属，施加较大的接触力和涂敷导电膏以防环境污染。
Cu的导电性和导热性比Al好，仅次Ag，它是应用最广的导电材料，由于它的硬度、熔点、沸点都比AI高，所以在复合材料发展以前，用它来作大电流触头材料。
Cu在空气中也易于氧化，生成绝缘的氧化膜，例如当温度达1200c 时，因膜的影响可使接触电阻增高三倍。
因此，铜导线或母线在连接时常在接触面上搪锡或镀银。
Ag的电导率和热导率很高，当然是最理想的导电材料，但因产量有限，价格较高，使用受到限制。
Ag不易氧化，但易硫化。
Ag的氧化物和硫化物在低温下(300度以下)就能分解而且Ag的表面膜机械性能差．易于压破和磨掉，故作固定接触连接不影响导电性能，是理想的固定接触初料。
但是，由于Ag的硬度小，熔点和沸点不高，既不耐磨又不耐弧．故只能作小电流触头用，而强电流触头多用银合金或复合材料制成。
W和Mo最大的特点是熔化、气化温度高，硬度大，因而有高的耐热性和耐磨性，抗熔焊也较好，但由于导电性和导热性较差，在电弧的作用下易生成w 的颗粒状氧化物，故只适用于小电流和接触力大的触头，常与高导电金属制成复合材料用于大电流。
机车电器基础知识—电器的电接触理论
二、金属陶瓷材料
金属陶冶材料是由两种或两种以上的彼此不相熔合的金属组成的机械混合物， 其中一种金属有很高的导电性(如银、铜等)，作为材料中的填料，称为导电 相，另一种金属有很高的熔点和硬度(如钨、镍、钼、氧化镉等)，在电弧的 高温作用下不易变形和熔化，称为耐熔相，这类金属在触头材料中起着骨架 的作用。这样，就保持了两种材料的优点，克服了各自的缺点，是比较理想 的触头材料。
触头的参数 （a）断开状态； （b）刚接触时； （c）闭合状态。
五、触头的压力
1、触头的初压力：触头闭合后，其接触处有一定的互压力，称为触头压力。 触头压力是由触头弹簧产生的。 触头弹簧有一预压缩，使得动触头刚与静触头接触时就有一互压力F0，称为触头初
压力，它是由调节触头弹簧预压缩量来保证的。 初压力可以降低触头闭合过程的振动。 2．触头终压力：动、静触头闭合终了时，触头间的接触压力称为终压力FZ。它是由
在同一压力条件下，线接触的接触电阻比前两种较低。 其原因是触头的压力强度和实际接触面得到了适当配合。面接触的接触点虽较多，但
压力强度小，点接触的压力强度虽高，但接触点少，因此它们的接触电阻都比线接触情 况大。 线接触容易做到触头间有滑动和滚动，从而使触头的工作条件得到改善；线接触触头 的制造、调整、装配均比较方便，因而得到广泛的采用。常用于几十安至几百安电流的 中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的主触头。 触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工 作可靠，多采用点接触或线接触的形式。在近代高压断路器和低压自动开关中，有的采 用多个线接触和点接触并联使用，以减小接触电阻，使得工作可靠，制造检修方便。
电压表测量出其AB长度上的电压降为U， 则AB段导体的电阻为 R U
电气触头采用的材料分类
电气触头采用的材料分类电气触头是一种用于电气设备和电气设施中传递电流的元件。
电气触头的质量和导电性能对设备的运行和安全性非常重要。
电气触头采用的材料不同，其性能和用途也会有所不同。
本文将介绍电气触头常用的材料分类。
1.铜合金铜合金是电气触头最常用的材料之一、铜具有良好的导电性和导热性，所以铜合金可以提供良好的电流传导性能和散热性能。
此外，铜合金具有良好的可塑性和机械强度，可以满足电气触头的制造要求。
常见的铜合金有黄铜、磷青铜等。
2.铝合金铝合金是另一种常用的电气触头材料。
与铜相比，铝的导电性能稍差，但其比铜轻，价格相对较低。
铝合金具有良好的强度和耐腐蚀性能，可以适应不同工况环境。
铝合金的使用可以减少材料成本，并在一些轻负荷或中小功率设备中应用广泛。
3.银合金银具有极好的导电性能，是电气触头材料中最佳的导电材料。
银合金通常应用于高要求的电气触头，如高压断路器和接触器等。
它具有低电阻、低压降和较高的耐熔化温度等优点。
然而，银合金的成本较高，因此在一些低压和低功率设备中，采用银镀层或银合金包覆的铜材料也能满足要求。
4.钨铜合金钨铜合金是一种常用的耐磨材料，常用于高速接触开关和开关触头。
钨铜合金具有高硬度、高熔点和良好的导电性能，可以满足高频率和高电流传导要求。
此外，钨铜合金还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能，在高负荷和高温环境下，能够保持稳定的工作性能。
除了上述常用的材料，还有其他一些材料也被用于电气触头的制造，如金、镍、钢等。
这些材料的选择取决于触头的具体要求，如电流大小、工作环境、耐磨性要求等。
总之，电气触头采用的材料可以根据导电性能、机械强度、耐腐蚀性、耐磨性等要求选择。
合理选择材料可以提高电气触头的性能和可靠性，保障设备的正常运行和安全性。
交流接触器的触头的材料
交流接触器的触头的材料交流接触器是一种常见的电器元件，用于控制电流开关和切换电路。
其触点材料对于接触器性能和寿命起着至关重要的作用。
本文将介绍交流接触器中常见的触点材料以及它们的特点和应用。
1. 银触点材料：银是一种常见的接触器触点材料，具有优良的导电性和导热性能。
银触点的主要特点是接触电阻小、稳定性高、寿命长。
银触点适用于大部分电流和电压范围，并且高频电路中也能有效地减少电磁干扰。
2. 铜触点材料：铜是另一种常见的接触器触点材料，具有较好的导电性能和热导性能。
铜触点主要适用于低电流和电压范围，如小功率电器或控制电路。
与银触点相比，铜触点的接触电阻较大，容易被电弧氧化，因此其使用寿命较短。
3. 铁触点材料：铁触点在交流接触器中的应用相对较少，主要用于某些特殊场合。
铁触点具有较好的导电性能和强度，适用于高电流和高压范围。
铁触点的主要缺点是易产生电弧，因此需要配合其他材料来限制电弧的产生和传播。
4. 钼触点材料：钼是一种高熔点金属，具有优良的电性能和耐高温性能。
钼触点适用于高频电路和高温环境中的接触器。
钼触点的主要特点是耐磨损、抗氧化、抗腐蚀。
由于钼触点价格较高，一般在高要求的工业和航天领域中使用。
5. 合金触点材料：合金触点是将不同金属合金化得到的触点材料，具有优良的综合性能。
合金触点通常由银合金、镍合金、钨合金等组成，能够在较大的电流和电压范围内保持良好的接触性能。
合金触点的特点是接触电阻小、使用寿命长、抗氧化、耐腐蚀等。
总结起来，交流接触器触点的材料有银、铜、铁、钼和合金等。
不同材料具有不同的特点和适用范围，选择合适的触点材料对于确保接触器的稳定性、可靠性和寿命具有重要意义。
在实际应用中，需要根据具体的电流、电压和环境条件等因素进行选择。
断路器触头参数
断路器触头参数断路器触头是电力系统中至关重要的部件之一，它起着保护电路和设备的作用。
断路器触头的参数对其性能和可靠性起着重要的影响。
下面将从断路器触头的材料、形状和接触压力三个方面入手，介绍断路器触头的参数，并探讨其在实际应用中的指导意义。
首先是断路器触头的材料。
断路器触头常用的材料主要有铜、铜镍合金和铜铅合金等。
铜的导电性好、抗氧化能力强，使其成为首选材料。
铜镍合金具有更高的硬度和抗磨性，适用于高电流和频繁开断的场合。
铜铅合金的硬度更高，适用于高压大电流的断路器。
选择合适的材料可以提高断路器触头的导电性能和使用寿命，确保其可靠工作。
其次是断路器触头的形状。
断路器触头的形状决定了其在接触和分离过程中的接触面积和接触电阻。
通常有圆形、平板形和刀形等形状。
圆形触头接触面积较小，适用于低电流断路器。
平板形触头接触面积较大，适用于中低电流断路器。
刀形触头接触面积更大，适用于高电流断路器。
选取合适的形状可以使触头在接触和分离过程中产生更大的接触面积，降低接触电阻，减少电弧的形成和磨损，提高了断路器的开断能力和寿命。
最后是断路器触头的接触压力。
接触压力影响着触头接触的可靠性和稳定性。
过大或过小的接触压力都会导致接触不良，增加接触电阻，甚至引起灭弧失败。
因此，断路器触头的设计和调整需要合理控制接触压力。
一般来说，应根据断路器的额定电流来选择适当的接触压力。
较小电流断路器可采用较低的接触压力，较大电流断路器则应采用较高的接触压力，以保证接触的可靠性和稳定性。
在实际应用中，合理选择断路器触头的参数对电力系统的安全运行具有重要意义。
通过对断路器触头材料、形状和接触压力的优化设计，可以提高断路器的开断能力、防止灭弧失败、降低接触电阻，确保电力设备的正常运行，有效保护电源和负载设备。
综上所述，断路器触头的参数在保护电路和设备方面具有重要意义。
在实际应用中，选择合适的材料、形状和接触压力，可以提高断路器的性能和可靠性。
因此，电力系统运行人员应对断路器触头参数有深入的了解和正确的选择，以确保电力系统的安全运行。
第3章_电接触与触头总结
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。
1 收缩电阻： Rs n
Zn
Pt
HCl
各种金属在电解液中的电位(与氢相比较)，按电位高低排
成次序，叫做电化序表。
金属 电位/V Al Zn Cr Fe Cd Ni Sn H Cu Ag Pt
-1.34 -0.76 -0.56 -0.44
-0.4
-0.2
-0.14
0
0.345
0.8
0.86
两种金属在表中的位置相隔越远，组成电池时的电动势就 越高。当电池正负电极用导线短路后将有电流I流通。在 电流流过的同时，负电极金属溶解到电解液中，造成负电 极金属的腐蚀。电动势越高，电流越大，腐蚀越严重。正 电极则不会出现这种腐蚀作用。 不同金属构成电接触时也会发生类似的腐蚀现象。如铜铝 接触、铜铁接触等。
一、接触电阻的异常恶化问题
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 须分析造成接触电阻不稳定的原因。
3-实际导电斑点
R j Rs Rm
二、接触电阻的影响因素及工程算法 1. 材料性质 构成电接触的金属材料的性质直接影响接触电阻的大小。 这些性质是材料的电阻率ρ,材料的布氏硬度Hb，材料的 化学性能以及金属化合物的机械强度与电阻率。
交流接触器触头表面什么材料
交流接触器触头表面什么材料
在交流接触器的设计中，选用合适的材料非常重要，因为不同的材料具有不同的特性和性能，直接影响到接触器的使用寿命和可靠性。
在交流接触器触头表面的选择中，一般不宜选用材料纯度较低的金属，因为杂质和不纯物质可能会使触头表面产生电弧，从而导致接触器的烧损和故障。
常见的触头表面材料有银合金、铜合金和镀银等。
银合金具有良好的导电性能和导热性能，且具有较低的电弧腐蚀性，因此在许多交流接触器中广泛使用。
铜合金也有较好的导电性能，但相对于银合金来说，其电弧腐蚀性略高。
因此，在难以使用银合金的情况下，可以使用铜合金作为替代材料。
镀银是将银镀覆在其他材料表面，以提高其导电性能和耐腐蚀性。
总体而言，交流接触器触头表面应选择具有良好导电性能、较低电弧腐蚀性和良好的耐磨性的材料，确保接触器的正常运行和使用寿命。
具体选择什么样的材料，还要根据实际情况、工作环境和要求来决定。
触点材料
AuNix （x=5、9、10、16等） AuCo合金
成分：AuCo5 特点：强度高、抗氧化性好、材料迁移小。应用于对材料迁移要求高的场合
Pd基合金
目的：降低成本 方法：加入Cu、Ag、Ni、W、Ru（钌）
PdCu：特点：桥转移小、硬度高、耐电流冲击。应用于弱电触点材料 PdAg：特点：金属转移小。应用于弱电触点材料
Pt基合金
PtIr（铂铱）：硬度高、熔点高、耐蚀、接触电阻低，是典型的弱电触点材料 PtRu（铂钌）：可替代PtIr
（3）复合触点
Ag-氧化物
成分：Ag-（10~15）wt% CdO，或SnO2、ZnO、CuO、MgO、PbO、In2O3 特点：氧化镉质点有助于灭弧、抗熔焊、粘合，烧损率比Ag小得多(Ag与CdO不互溶) 应用：低压电器中 成分：Ag、Ni烧结而成，不是合金 （室温下Ag在Ni基中的固溶度小于2%，Ni在Ag中不溶） 特点：导电导热好,抗金属转移,电弧和浸蚀,耐磨,强度高, 延展性加工性好 应用：负荷开关和断路器 特点：硬度高，耐电弧、粘着、熔焊 缺点：表面形成混合氧化物使接触电阻提高 应用：低压电器触点材料
2）触点材料 （1）纯金属
贵金属：Ag、Au、Pt、Pd（钯） 贱金属：W、Cu、Mo、Ni、Co 优点：导电导热率高、加工性好、价格便宜、不易氧化 缺点：硬度低、熔点和沸点不高。不耐磨和电弧 应用：小电流触点
Ag：
Au、Pt、Pd：
优点：导电导热好、加工性好 缺点：价格昂贵 应用：弱电触点
缺点：难机械加工、价格贵、耐氧化性差 应用：舌簧继电器
MEMS微幵关的设计 和研制 对触点材料的要求
MEMS工艺兼容，导电和导热性能好， 能耐电弧、金属转移轻,熔点高、不易 产生触点粘结现象，且有硬度、疲劳 极限和弹性模量高的特征
电接触材料的要求和分类.
12电气（2） 段浩
触头材料是所有开关电器中必不可少的元件。电接触的可 靠工作与否，与采用的触头材料的性质有着密切的关系， 可以认为采用优异性能的触头材料是改善电气性能和制造 出高技术竞技指标电器产品的关键性措施之一。
电接触材料的要求： 1：尽可能高的导电性和导热性 2：良好的力学性能 3：良好的化学性能
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Байду номын сангаас• •
金属陶瓷材料（粉末冶金材料）
• （1）银-氧化隔---这种材料具有好的耐电磨损、抗熔 焊和接触电阻而稳定的特点。它被广泛用于中等功率 的电器中。 （2）银-氧化铜---与银-氧化隔相比，耐磨损，抗熔焊 性能好，无毒，使用寿命长，价格便宜，组织结构更 均匀，分解温度更高。缺点是当焊接温度稍高或时间 偏长时，触头表面就会起泡，在生产和焊接过程中所 形成的粉尘对人体有害。 （3）银-氧化锌---抗熔焊，抗电弧磨损性能好，且电 导率高，常用于各种低压开关电器中。
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谢谢观赏
接触材料的分类：
纯金属材料 1：银 2：铜 3：金 4：钨 金属合金材料 金属陶瓷材料 1：银-氧化隔 2：银-氧化铜 3：银-氧化锌
1：银合金
2：金合金 3：铂合金 4：钨合金
纯金属材料：
• （1）银（Ag）——纯金属中银的导电和导热都是最好的。 银在空气中不易氧化，在潮湿的介硫气体中易硫化。银的氧 化膜和硫化膜易分解，故接触电阻小且稳定，允许温度高。 银的熔点低，在强电弧作用下易喷溅，只适用于小功率电器 触头，或在固定触中作镀银材料。 （2）铜（Cu）----铜的导电和导热性能仅次于银，与银相 比有较大的硬度和强度，熔点较高，价格低，易加工。缺点 是易氧化，使接触电阻随温度和时间迅速增长。现在，用纯 铜作触头材料已较少见。 （3）金（Au）----金的导电和导热性次于银和铜，突出的 优点是不氧化，接触电阻稳定。金的缺点是价格贵，易于产 生冷焊、变形和磨损，一般用于弱电触头或用作镀层。 （4）钨（W)------钨的许多性质和铂相近,但它有很高的 硬度、耐热性和耐腐蚀性，因而它的抗电弧烧损、抗熔焊性 能都很好。缺点是在高温下形成不导电的氧化膜，需要很大 的接触力才能破坏，故适用于大功率电器的触头。
低压电器常用的触头材料、各自性能、应用
低压电器常用的触头材料、各自性能、应用电触头是仪器仪表、电器开关中非常重要的接触元件。
高压输变电间大容量超高压发展, 低压配电系统与控制系统对自动化水平、灵敏程度要求的提高以及电子工业产品的更新换代, 都对触头材料提出了新的要求。
电触头在开闭过程中产生的现象极其复杂, 影响因素较多, 理想的电触头材料必须具备良好的物理性能、力学性能、电接触性能、化学性能、加工制造性能等。
国外对电接触元件和材料的研究已有六七十年的历史。
早期的触头材料多采用纯钨、纯钼、纯铜及贵金属银, 以后开始研制复合触头, 目前研究比较多的是低压电器银基触头材料、双层或多层复层触头材料、真空开关及其它封闭开关用触头材料等。
我国从1956 年开始研究和生产触头材料, 经过40 多年的发展, 目前可生产银基触头材料、钨基触头材料、铜基触头材料、贵金属基弱电接点材料等。
1 铜基触头材料1.1 铜钨系触头材料铜钨系触头材料具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性、强度高等优点。
但由于其开断能力不大, 只适用于小容量的真空断路器和真空接触器。
近几年随着触头结构和灭弧介质的改进, 铜钨触头的开断容量有了很大提高, 如在少油断路器中达到了1200MVA。
在铜钨合金中添加镍可使其抗电弧腐蚀性能得到进一步提高。
1.2 铜铋合金触头材料铜铋合金具有良好的抗熔焊性、较低的截流值、一定的开断能力。
但因强度低、电弧侵蚀大, 故触头寿命较短, 可用于20kV 以下的真空断路器中。
为满足更高电压等级及分断更大电流的要求, 美国研究了CuBiAl( 12% Al, 1% Bi, 质量分数) 合金, 这种合金耐电压能力是铜铋( 0.5%Bi) 合金的3 倍, 抗熔焊能力也很强。
为提高分断容量, 日本又研究了CuTeSe 触头材料, 这种触头开断能力大, 损蚀率小。
1.3 铜铬材料铜铬材料的特点是耐电压水平高、分断容量大、有很强的吸气能力、耐损蚀特性好、截流值不太高。
但就某单一方面的性能, 铜铬触头还存在明显不足,如耐压不如铜钨合金, 抗熔焊性略逊于铜铋合金, 截流值则高于银钨合金, 而且, 由于铜与铬的互溶性差, 通过烧结收缩致密化有一定困难。
触头按用途分类
触头按用途分类触头是指用来实现电气接触的一种元件，广泛应用于电力、电子、通信、机械等行业。
按照其用途，触头可以分为以下几类：1. 电源触头：电源触头主要用于电源插座和电源开关等设备中，其作用是实现电源引入和切断。
电源触头通常由金属材料制成，具有良好的导电性能和机械强度。
常见的电源触头有螺母触头、插销触头等。
2. 信号触头：信号触头主要用于传输电子设备中的信号电流。
它的设计目标是实现可靠的电气连接和低失真的信号传输。
信号触头通常采用高纯度金属材料制造，例如铜、银等。
在高频信号传输或者需要抗干扰性能较高的场合，还会采用特殊处理和屏蔽技术来提高信号触头的性能。
3. 通信触头：通信触头主要用于通信设备和网络设备中，用于实现数据传输和连接。
通信触头要求具有良好的传输性能、低插拔力和长寿命。
常见的通信触头有RJ45触头（网线插头）、光纤接口等。
4. 汽车触头：汽车触头主要用于汽车电子系统、发动机电控系统等场合，实现电气连接和控制。
汽车触头要求具有耐高低温、抗振动、抗腐蚀等特性，并且能够承受汽车运行过程中的各种复杂环境。
常见的汽车触头有插销触头、卡插触头等。
5. 轨道交通触头：轨道交通触头主要用于地铁、高铁等轨道交通系统中，用于电气连接和供电传输。
由于轨道交通的特殊工作环境和对安全可靠的要求，轨道交通触头具有较高的技术要求，例如防火阻燃、防尘防水、高传输容量等。
6. 机械触头：机械触头主要用于机械设备和机器人系统中，用于传输电气信号和实现机械部件之间的电气连接。
机械触头通常具有防尘、耐磨、耐腐蚀等特性，并且能够承受机械运动和振动。
常见的机械触头有接插式传感器触头、插头插座等。
除了以上分类，触头还可以根据材料、形状、连接方式等进行分类。
触头的用途决定了其设计和制造的要求，不同行业和应用场合对触头的要求也有所不同。
随着科技的进步和应用需求的不断扩大，触头的材料、结构和性能也在持续创新和改进，以满足不同领域的需求。
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两种金属在表中的位置相隔越远，组成电池时的电动势就 越高。当电池正负电极用导线短路后将有电流I流通。在电 流流过的同时，负电极金属溶解到电解液中，造成负电极 金属的腐蚀。电动势越高，电流越大，腐蚀越严重。正电 极则不会出现这种腐蚀作用。
不同金属构成电接触时也会发生类似的腐蚀现象。如铜铝 接触、铜铁接触等。
为触头的本体温度Tb；
在接触处，由接触电阻产生的热损 接触面
本体
耗集中在很小范围内。这些热量只
能通过传导向触头本体传热，因此
接触点处的温度Tm要比触头本体温 度高。 Tb与Tm之差称为接触点温升
j
Tm
Tb
I 2R2j
8
j
I
2
R
2 j
8LT
对所有金属材料： LT
L称为洛仑兹常数：
本体的绝
L 2.4108 V 2 K 2 对温度
极性，另一个电极显负极性，电池的电动势决定于金属种
类。
electrons
Zn
Pt
HCl
各种金属在电解液中的电位(与氢相比较)，按电位高低排 成次序，叫做电化序表。
金属 Al
Zn
Cr
Fe
Cd
Ni
Sn
H
Cu
Ag
Pt
电位/V -1.34 -0.76 -0.56 -0.44 -0.4 -0.2 -0.14 0 0.345 0.8 0.86
电接触与触头材料
❖ 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。
铜铜器板上上的的铁铁铆铆钉钉为为什什么么特特别别容容易易生生锈？锈？
减少电化学腐蚀的措施：
为了减少不同金属接触时出现的电化学腐蚀作用，应注 意避免采用在电化序表中相距较远的金属构成电接触。但在 高压断路器中，常不可免地需要采用铝铜接触。此时，可在 铝表面上用铜、银或锡覆盖，或在铝、铜两金属间加上锌垫 片以减少电化学腐蚀作用。也可在接触面周围涂抹油脂，防 止水分侵入形成电解液。
措施：增加接触压力可以提高接触电阻的稳定性;另一个有 效措施就是在容易腐蚀的金属上覆盖银、锡等金属。
2）电化学腐蚀
不同金属构成电接触时，还会产生电化学腐蚀。电化学腐 蚀会造成电接触的严重破坏。
电化学腐蚀的原理也就是化学电池的原理。用不同金属作
电极插入电解液中时，就形成了一个电池。一个电极显正
【例】计算玫瑰触头在长期通过额定电流时的接触点温升τj，已知 额定电流I=600A，本体温度90 ºC,接触电阻Rj =6.6μΩ.
【解】触头本体绝对温度为
T tb 273 363K
j
I
2
R
2 j
8LT
(600 6.6 106 )2 8 2.4 106 363
0.23
K
这个计算结果表明，只要接触电阻不大，在长期通过额定电流 时，接触点温度与触头本体温度相差无几。但当接触电阻由 6.6μΩ 增加为66μΩ 时，接触点温升将由0. 23K增大为23K，接 触电阻对接触点温升的影响已不容忽视了。
当触头长期闭合时，接触面虽不与周围介质相接触，但周 围介质中的氧分子等会从接触点周围逐渐侵入，与金属起 化学作用，形成金属氧化物。这样会使实际接触面积减小， 接触电阻增加。接触点温度愈高，氧分子活动能力越强， 可以更深地侵入到金属内部.这种作用更为严重。因此，为 了使接触电阻在长期工作情况下保持稳定，必须保证接触 点在长期工作下的温度不应过高。电接触的长期允许温度 所以很低的原因就在于此。
※
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟非金属单质直接 多种金属或合金
接触
跟电解质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被分解
联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
二、触头温升与熔焊
电流流经电器的导电部分时，导电杆、触头等的温度都
要升高。开关电器的触头大多是用截面很大的紫铜制成，
紫铜导热性又很好，因此触头部分的温度几乎相同，称
130
4
机加工，表 面有油
340
3
研磨加工
1900
1
研磨加工， 表面有油
2800
6
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是很困难的，通常只能用经验公式估
算。
与接触材料、表面加工等有关，由
Rj
K FmΒιβλιοθήκη ()实验确定与接触形式 有关
点接触：m = 0.5
由于接触点处导电状态的恶化破坏或在突然的短路电流作用下 热效应剧增，接触处的温度就可能达到金属材料的软化点或熔 点，使触头局部软化或熔化。如果熔化较厉害就会造成熔焊。 熔焊严重时就有可能将触头焊在一起而无法自行分开。
价低。
1)银：电阻率ρ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。
线接触：m = 0.75
系数K值：
面接触：m = 0.8~0.95
合金
接触材料
银-银
铜 – 铜 铜-铜（镀锡） 铝 – 铜
铝 – 黄铜
K
60
80~140 100
980
1900
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：
①发热 ②熔焊
与接触电阻异常恶化有关
③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。
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，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。
磨损的结果又加剧发热和熔焊的发生。
一、接触电阻的异常恶化问题
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 须分析造成接触电阻不稳定的原因。
弱电流触头：≤1A
中电流触头：几~几百A
强电流触头：几百A以上 √
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) 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：
Rs
1 n
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。
Rj Rs Rm
1-视在接触面 2-实际接触面 3-实际导电斑点
二、接触电阻的影响因素及工程算法
1. 材料性质 构成电接触的金属材料的性质直接影响接触电阻的大小。
这些性质是材料的电阻率ρ,材料的布氏硬度Hb，材料的化
学性能以及金属化合物的机械强度与电阻率。
理想材料：电阻率ρ小,硬度Hb小，高熔点，不易氧化，造
镀银
3)铝：电阻率及硬度不算太高;铝的严重缺点是化学性质活泼. 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 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。