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影響接觸電阻大小的因素有哪些

h1654155282.3538 ? 來源:艾特貿(mào)易 ? 作者:艾特貿(mào)易 ? 2020-01-31 16:26 ? 次閱讀
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(1)銀

電阻率和布氏硬度都較小,在低溫下不易氧化,高溫下銀的氧化物又很容易還原成金屬銀;其氧化物電阻率也較低,可見銀的氧化膜對基礎(chǔ)電阻的影響不是主要的問題。雖然銀的硫化物有較高的電阻率,但在300℃時(shí)也就開始分解了??梢姡褂勉y作為接觸材料,尤其是觸頭是理想的。

它的主要優(yōu)點(diǎn)主要有接觸電阻低且穩(wěn)定、允許溫度高。但其缺點(diǎn)是:熔點(diǎn)低、硬度小。適用于做繼電器和小容量接觸器的觸頭材料。因?yàn)殂y的價(jià)格昂貴,故常采用銅鍍銀或鑲銀的方法來實(shí)現(xiàn)。

(2)銅和黃銅

銅有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能,僅次于銀,其強(qiáng)度和硬度都比銀高,熔點(diǎn)也高于銀,價(jià)格卻低于銀,易于加工。其缺點(diǎn)是在高溫下,在大氣或在變壓器油中也能氧化生成Cu2O,導(dǎo)電性很差,其氧化膜厚度隨著時(shí)間和溫度的增加而不斷地增加,接觸電阻將成倍地增加,有時(shí)甚至使閉合電路出現(xiàn)斷路現(xiàn)象。因此,銅不適于做非頻繁操作電器的觸頭材料,對于頻繁操作的接觸器,電流大于150A時(shí),氧化膜在電弧的高溫作用下分解可采用銅觸頭。從減少接觸電阻的角度看,銅是僅次于銀的材料,為減小銅觸頭的接觸電阻可在銅上鍍銀或鑲銀,也可以鍍錫。錫的優(yōu)點(diǎn)是布氏硬度值小,氧化膜的機(jī)械強(qiáng)度很低,因此銅件上鍍錫后可以減少接觸電阻。

(3)鋁

鋁在導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能上,在純金屬中僅次于銀、銅和金,質(zhì)輕且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,價(jià)格便宜。其最大缺點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)活潑,在空氣中的室溫條件下就很容易生成堅(jiān)硬的厚氧化膜(Al2O3),導(dǎo)電性差,也不易被破壞;也就是說在空氣中腐蝕速度快;鋁不能用做觸頭材料,一般只用于固定接觸,并且為了防止電化學(xué)腐蝕常采用表面覆蓋銀、銅、錫等金屬的方法以減小接觸電阻。

3.接觸壓力

接觸壓力對接觸電阻的影響很大,若只靠加大接觸面積的尺寸而無足夠的接觸壓力,對于減小基礎(chǔ)電阻是無法有滿意效果的。接觸壓力的增加實(shí)際上是增加接觸點(diǎn)的有效接觸面積,同時(shí)可以最大限度地抑制表面膜對接觸電阻的影響。

接觸壓力增加,接觸點(diǎn)的數(shù)目則減少,這就使收縮電阻減小。當(dāng)接觸壓力超過一定值時(shí),可使觸頭表面的氣體分子層等吸附膜減少到9~3個(gè)分子層;當(dāng)超過材料的屈服壓強(qiáng)時(shí),產(chǎn)生塑性變形,表面膜被壓碎出現(xiàn)裂縫,從而增加了接觸面積,所以接觸壓力對收縮電阻和表面膜電阻的影響都是極為顯著的。

4.接觸表面的加工情況

接觸表面的加工應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、接觸形式和用途等因素而定。接觸表面可以是粗加工,也可以是精加丁,甚至采用機(jī)械或電化學(xué)拋光。表面的光潔度對接觸電阻有一定的影響.主要表現(xiàn)在接觸點(diǎn)數(shù)目的不同上。

5.觸頭密封結(jié)構(gòu)

觸頭密封結(jié)構(gòu)主要用于可靠性要求高的電器,如繼電器、高壓斷路器等。對高壓斷路器而言主要是其可靠性,防止觸頭污染,采取觸頭單獨(dú)密封的結(jié)構(gòu),并在密封室內(nèi)充以惰性氣體或抽真空等辦法,這樣可以減少甚至避免腐蝕,使接觸電阻低而且穩(wěn)定,減少觸頭由其他原因引起的故障。真空斷路器的觸頭就是密封在真空絕緣的外殼內(nèi),主要優(yōu)點(diǎn)是防火、防爆且觸頭防污染。

6.接觸電阻在長期工作中的穩(wěn)定性

這里主要是電接觸中的腐蝕問題。腐蝕有各種方式,前述的無機(jī)膜的生成即是腐蝕的一種。腐蝕有兩種:一種是化學(xué)腐蝕,另一種是電化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕亦稱化學(xué)銹蝕,是金屬跟周圍環(huán)境里接觸到的物質(zhì)(如空氣中的氧、變壓器油中的有機(jī)酸等非電解質(zhì)或弱電解質(zhì))直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而引起的一種腐蝕。該種腐蝕的程度與金屬種類、周圍介質(zhì)及接觸面的溫度有很大關(guān)系。

電接觸的長期允許溫度一般都很低,這是由于接觸面處的金屬雖然不與周圍介質(zhì)相接觸,但周圍介質(zhì)中的氧等會(huì)從接點(diǎn)周圍逐漸侵入,與金屬起化學(xué)作用,形成金屬氧化物從而使實(shí)際接觸面積減小,使接觸電子增加。接觸點(diǎn)溫度越高,氧分子的活動(dòng)力越強(qiáng),可以更深地侵入到金屬內(nèi)部,這種腐蝕作用就更為嚴(yán)重,所以就限制了其長期允許溫度。

電化學(xué)腐蝕的原理也就是化學(xué)電池的原理。任何兩種不同的金屬構(gòu)成電接觸時(shí),都會(huì)發(fā)生這種腐蝕。它使負(fù)電極金屬溶解到電解液中,造成負(fù)電極金屬的腐蝕。在早些時(shí)候,限于當(dāng)時(shí)的條件,我國采取了以鋁代銅做金屬導(dǎo)體的方針,所以在電接觸中銅和鋁接觸的機(jī)會(huì)很多,因此所謂“銅鋁接頭”的腐蝕問題引起了電力工業(yè)界的普遍重視。為了避免電化學(xué)腐蝕,可以在鋁表面用銅或銀等覆蓋,一般采用電鍍的方法,也有在銅鋁兩金屬間加墊鋅片的,借此以減少電化學(xué)腐蝕作用。

7.溫度

當(dāng)接觸點(diǎn)溫度升高時(shí),金屬的電阻率就會(huì)有所增大。但材料硬度又有所降低,從而使觸點(diǎn)的有效接觸面積又增大。前者使收縮電阻增大,后者使收縮電阻減小,結(jié)果是兩者互為補(bǔ)償,因此接觸電阻的變化甚微。但是,當(dāng)觸頭電流長期超過額定值時(shí),溫度明顯升高,加速接觸面氧化,使接觸電阻急劇上升,發(fā)熱更甚,形成惡性循環(huán)。為了使接觸電阻保持穩(wěn)定,電接觸的長期工作允許溫度都規(guī)定得較低。

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