电接触与电接触材料_六_

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1、电工材料2006No.3堵永国等:电接触与电接触材料(六)49技术讲座电接触与电接触材料(六)堵永国,张为军,胡君遂(国防科技大学,湖南长沙410073)摘要:介绍了接通、闭合、分断等电接触状态及其电接触特征现象,详细分析了电接触理论中5种重要的电接触现象。它们是:电触头间电弧放电及其特性;触头材料的温升;电触头材料转移;电触头材料的电弧侵蚀;电触头的粘着与熔焊。讨论了这些电接触现象与触点材料组元、组织结构及性能之间的基本关系。关键词:电接触理论;电弧;电接触材料中图分类号:TM20文献标志码:A文章

2、编号:1671-8887(2006)03-0049-06根据“闭合”“断开”发生的频率可将电接触分重要的电接触类型。事实上,通常所谓的触点材料为几种形式:①固定接触:其结构通常是在修理时主要是指用于可分合接触开关类电器的电接触材才需要断开接触;②接插件:实现可拆电气连接;③料。可分合接触:“闭合”“断开”频繁转换状态;④滑动可分合电接触过程一般伴随着电弧(等离子体)接触:接触组件间的平移或旋转运动实现从静止接的产生和熄灭,又称为有弧电接触(arccontact)。有触件到运动接触件(或相反)的电能转换

3、,是一种特弧电接触理论就是研究电接触产生、维持和消除过殊的电接触形式,空间上只有“闭合导通”一种状程中两导体(触点材料)接触界面间及触点材料与电态。弧发生的交互作用。电接触失效实际上就是上述交不同类型的电接触其发生的电接触现象不尽互作用过程中产生的接触电阻升高、温升加剧、熔焊相同。固定接触及接插件中的电接触现象主要是由及电侵蚀和转移等导致不能正常闭合分断电接触的于接触面焦耳热、接插磨损及工作气氛的腐蚀作用现象。因此研究可分合电接触承载电流及通断电路而产生接触电阻的变化;对于滑动电接触,主要发中发生的基

4、本电接触现象对于电接触材料的研发及生由于静动接触偶间的摩擦磨损、电弧侵蚀等的作开关类电器触头的合理设计和选材具有重大意义。用引起接触电阻变化、温升、粘着及材料耗损等现象。固定电接触和滑动电接触主要是电接触的维1可分合触头的电接触状态持。而对于可分合电接触,由于触头闭合分断时电在开关电器中,电触头直接承担分断和接通电弧对触点的热力作用及分断接通电路操作过程中路并承载正常工作电流或在一定时间内承载过载电的机械作用,产生的电接触现象则有接触电阻的变流的功能。电接触状态分闭合、接通及分断3种情化和温升、触点熔

5、焊、触点材料的侵蚀及材料转移形。不同状态有不同的电接触现象。等。该类电接触则存在电接触的产生、维持和消除(1)接通过程。接通电路是触头直接执行的重要等过程。各类开关电器执行接通和切断各种电路并功能之一。触头闭合过程中因间隙气体击穿发生短承载正常工作电流的职能,属于可分合接触,是最时电弧放电造成电侵蚀,同时动静触头产生碰撞引起机械磨损,触头机构冲击有时还会引起触头弹跳作者简介:堵永国(1958-),男,江苏人,教授,研究方向:电工电子使燃弧时间非稳态延长,在触头闭合时会产生较大材料,获新型银基电接触材料

6、授权中国发明专利4项,发表相关论的冲击电流,造成电弧放电在较短时间内对电极的文20余篇,(电话)0731-4574791(电子信箱)nudtdyg@连续、多次作用,形成所谓的“动熔焊”。在此过程中126.com。收稿日期:2006-08-05发生的电接触现象是电弧侵蚀和动熔焊。50堵永国等:电接触与电接触材料(六)电工材料2006No.3(2)闭合状态。触头闭合状态类似于固定电接上述现象是在触头闭合过程无弹跳的情况下发触。此时触头的主要作用是承载电流、起电能传递生,如存在触头弹跳,则现象更加复杂。和信

7、号传输的作用。电接触界面应具有低且稳定的因此,触头无论分断电路还是接通电路,均在触接触电阻。因为接触电阻产生的焦耳热效应严重时头之间产生电弧。触头间电弧改变了触头工作表面会导致触头导电斑点区域的材料发生熔化而引起的成分和形貌,进而改变触头间的电接触特性,以各触头焊接在一起,即所谓的“静熔焊”现象,当熔焊种形式使工作条件恶化,影响触头工作的可靠性及力超过开关的机械分断力时,触头无法分开,引起寿命。触头间的电弧特性影响因素非常复杂,如电分断电路失败,或者延缓开关电器的分断动作。在气参数(分断电流、电路电压

8、、负载特性等)、机械参此过程中发生的电接触现象是接触电阻的变化和数(接触压力、分断速度、电极开距、外加磁场等)、环静熔焊。境状况(气氛、介质、温度等)及触头材料本身理化性(3)分断过程。分断电路是开关电器的主要功质等均是触头间的电弧特性影响因素。[1]能。分断电路时由于触头之间会发生电弧放电产生荣命哲等系统研究了与电接触现象联系紧密电弧热力作用于触头表面,在触头表面发生复杂的的电弧放电特性,具体内容为:①阳极型、阴极型电物理冶金过程,如材料相变、材料侵蚀