低压电器中的常用材料

低压断路器常用材料

主要包括以下材料：

1、热双金属材料

2、电阻合金材料

3、触头材料

4、绝缘压塑料

5、磁性材料

6、弹性材料

热双金属材料

热双金属是由两层不同膨胀系数的金属（或合金）组元彼此牢固结合而成的复合材料。其中热膨胀系数较高的一层，称为主动层，热膨胀系数较低的一层，称为被动层。有时为了获得特殊性能，还可以复合第三层（中间层）。由主动层产生的力和由被动层所产生的拉力组成的合力矩使热双金属的弯曲受到限制时，将产生推力，热能转变为机械能。

热双金属材料可分为：高灵敏度型、通用型、低温型、高温型、特殊型和电阻系列等类别。热双金属材料的主要性能有：电阻率、比弯曲、弹性模量E、线性温度围、允许使用温度围和密度等。

比弯曲：单位厚度的平直热双金属试样每变化单位温度时纵向中心线的曲率变化之半。单位名称为每摄氏度，单位符号为/10-6℃-1。

目前最常用的双金属材料有：5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1578（5J16）、R5、R10、R15（R12）、R25、R30、R50等。其中，5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1455（R50）、5J1430（R33）等用于电流规格较小的直热式（由双金属元件直接通电发热）断路器。

5J表示双金属，5J20110中的20为比弯曲K值，110为20℃时的电阻率（μΩ·cm）。

一些中等规格电流如40、50、63A断路器等，它的旁热式或直热式大量使用R15（R12）、R25、R30、R50等。它们使用3Ni24Cr2（镍鉻钢）为主动层，Ni36为被动层，加上中间层如锆铜Cu－Zr（多用于R15、R12）和镍层（用于R30、R50）。改变中间层的厚度，可以调节电阻率的大小。

R后面的数值越小，适用的电流等级越大，反之，适用的电流等级越小。同时还表示该材料20℃时的电阻率（μΩ·cm）。

大电流等级的塑壳式断路器不再采用旁热式或直热式的双金属元件作为过载延时的保护。主要是如此大的热量会使断路器的温升大大超过标准要求，而能满足各项性能的小电阻率的金属材料也很难找到。就采用其他方式，如电流互感器型。

电阻合金材料

电阻合金材料广泛应用于低压断路器，热过载继电器等低压电器产品中，用于调节和控制电流。

这类材料的主要技术要电阻率、机械强度、耐腐蚀性能、耐热性能等。常用的有铜镍、镍鉻铁、铁鉻铝和低电阻的（紫）铜板（带）等。

铜镍系列种类最多，如NC103、NC105、NC110、NC112、NC115、NC120、NC125、NC130、NC132、NC135、NC140、NC145、NC148、NC150。他们的镍含量依次为1％～45％，其余为铜，还有少量的锰。有的厂家也用下面的表示方法，如CuNi1, CuNi2, CuNi6, CuNi8, CuNi10, CuNi14, CuNi19 CuNi23, CuNi30, CuNi44等，主要标识出镍的含量。

NC1后面的数字表示该材料20℃时的电阻率。如NC150的电阻率为50μΩ·cm

镍鉻铁、铁鉻铝合金为高阻发热电阻材料，主要有NCF072、NCF104、NCF113和FCA126、FCA137、 FCA142、FCA153等。

NCF和 FCA后面的数字表示该材料20℃时的电阻率。如NCF072的电阻率为72μΩ·cm，FCA137的电阻率为137μΩ·cm。

紫铜T2Y2或T2 （1/4硬）20℃时的电阻率为1.72μΩ·cm。

另外，不锈钢（1Cr18Ni9）也可作为发热电阻合金材料，20℃时的电阻率为75μΩ·cm。

触头材料

触头材料的基本要求：

1）良好的导电性和导热性；

2）抗熔焊性好；

3）良好的耐电磨损性能；

4）良好的机械性能和焊接性能；

5）化学稳定性；

6）低的气体含量。

断路器中常用的触头材料：

1、银氧化镉合金（AgCdO）

氧化镉含量5％～15％。银氧化镉合金的抗熔焊性仅次于银石墨。导电性高，接触电阻低而稳定，耐电腐蚀性是所有含银大于85%的银基材料中最好的。

主要有AgCdO12、AgCdO13应用较多。

2、银氧化锡合金（AgSnO2＋In2O3）

合金中含有少量的铟。比银氧化镉有更高的热稳定性，其他性能已与银氧化镉相当。

3、银氧化锌合金（AgZnO）

氧化锌含量为8％～10％。有较好的抗熔焊性和抗电弧烧损性。主要用于中小容量断路器，一般63A以下。

4、银氧化铜合金（AgCuO）

氧化铜含量高达10％。有很好的抗熔焊性和抗电磨损性。主要用于中容量断路器。

5、银镍合金（AgNi）

银镍合金中，含镍10％～40％。镍的含量增加，材料的的电导率下降，但硬度增加，可提高机械耐磨损性能。银镍合金在中小电流时的抗熔焊性优于银和硬银合金，但比银氧化镉差。在大电流时银镍很容易熔焊，此时必须与银石墨配对才能使用。

镍含量20％以下的合金可用于10A的辅助触头，镍含量30％以上的合金可用于几百安培的断路器。

6、银石墨合金（AgC）

石墨的含量一般为3％～5％。银石墨是完全不熔焊的。但必须与其他触头材料配对使用。银石墨与银镍30或银镍40配对用于断路器可达到很好的效果。

7、银钨（AgW）

含钨20％～80％，还有少量的镍。随着钨含量的增加，硬度和电阻率增加。银钨的特点是对大电流电弧的承受能力强，含70％～80％的合金抗电弧烧损性能在所有触头材料中是最高的。抗熔焊性与银镍差不多，可设计与银石墨配对来提高抗熔焊性。

银钨合金的电导率较低，容易生成氧化钨和钨酸银表面膜，在使用中会发生接触电阻增大和温升过高的问题，并且还是短路时触头熔焊的原因之一。

银钨合金主要用于较大电流的断路器。

8、银碳化钨（AgWC）