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影响接触电阻大小的因素有哪些

h1654155282.3538 来源:艾特贸易 作者:艾特贸易 2020-01-31 16:26 次阅读

(1)银

电阻率和布氏硬度都较小,在低温下不易氧化,高温下银的氧化物又很容易还原成金属银;其氧化物电阻率也较低,可见银的氧化膜对基础电阻的影响不是主要的问题。虽然银的硫化物有较高的电阻率,但在300℃时也就开始分解了。可见,使用银作为接触材料,尤其是触头是理想的。

它的主要优点主要有接触电阻低且稳定、允许温度高。但其缺点是:熔点低、硬度小。适用于做继电器和小容量接触器的触头材料。因为银的价格昂贵,故常采用铜镀银或镶银的方法来实现。

(2)铜和黄铜

铜有良好的导电和导热性能,仅次于银,其强度和硬度都比银高,熔点也高于银,价格却低于银,易于加工。其缺点是在高温下,在大气或在变压器油中也能氧化生成Cu2O,导电性很差,其氧化膜厚度随着时间和温度的增加而不断地增加,接触电阻将成倍地增加,有时甚至使闭合电路出现断路现象。因此,铜不适于做非频繁操作电器的触头材料,对于频繁操作的接触器,电流大于150A时,氧化膜在电弧的高温作用下分解可采用铜触头。从减少接触电阻的角度看,铜是仅次于银的材料,为减小铜触头的接触电阻可在铜上镀银或镶银,也可以镀锡。锡的优点是布氏硬度值小,氧化膜的机械强度很低,因此铜件上镀锡后可以减少接触电阻。

(3)铝

铝在导电和导热性能上,在纯金属中仅次于银、铜和金,质轻且具有一定的机械强度,价格便宜。其最大缺点是化学性质活泼,在空气中的室温条件下就很容易生成坚硬的厚氧化膜(Al2O3),导电性差,也不易被破坏;也就是说在空气中腐蚀速度快;铝不能用做触头材料,一般只用于固定接触,并且为了防止电化学腐蚀常采用表面覆盖银、铜、锡等金属的方法以减小接触电阻。

3.接触压力

接触压力对接触电阻的影响很大,若只靠加大接触面积的尺寸而无足够的接触压力,对于减小基础电阻是无法有满意效果的。接触压力的增加实际上是增加接触点的有效接触面积,同时可以最大限度地抑制表面膜对接触电阻的影响。

接触压力增加,接触点的数目则减少,这就使收缩电阻减小。当接触压力超过一定值时,可使触头表面的气体分子层等吸附膜减少到9~3个分子层;当超过材料的屈服压强时,产生塑性变形,表面膜被压碎出现裂缝,从而增加了接触面积,所以接触压力对收缩电阻和表面膜电阻的影响都是极为显著的。

4.接触表面的加工情况

接触表面的加工应根据负荷大小、接触形式和用途等因素而定。接触表面可以是粗加工,也可以是精加丁,甚至采用机械或电化学抛光。表面的光洁度对接触电阻有一定的影响.主要表现在接触点数目的不同上。

5.触头密封结构

触头密封结构主要用于可靠性要求高的电器,如继电器、高压断路器等。对高压断路器而言主要是其可靠性,防止触头污染,采取触头单独密封的结构,并在密封室内充以惰性气体或抽真空等办法,这样可以减少甚至避免腐蚀,使接触电阻低而且稳定,减少触头由其他原因引起的故障。真空断路器的触头就是密封在真空绝缘的外壳内,主要优点是防火、防爆且触头防污染。

6.接触电阻在长期工作中的稳定性

这里主要是电接触中的腐蚀问题。腐蚀有各种方式,前述的无机膜的生成即是腐蚀的一种。腐蚀有两种:一种是化学腐蚀,另一种是电化学腐蚀。

化学腐蚀亦称化学锈蚀,是金属跟周围环境里接触到的物质(如空气中的氧、变压器油中的有机酸等非电解质或弱电解质)直接进行化学反应而引起的一种腐蚀。该种腐蚀的程度与金属种类、周围介质及接触面的温度有很大关系。

电接触的长期允许温度一般都很低,这是由于接触面处的金属虽然不与周围介质相接触,但周围介质中的氧等会从接点周围逐渐侵入,与金属起化学作用,形成金属氧化物从而使实际接触面积减小,使接触电子增加。接触点温度越高,氧分子的活动力越强,可以更深地侵入到金属内部,这种腐蚀作用就更为严重,所以就限制了其长期允许温度。

电化学腐蚀的原理也就是化学电池的原理。任何两种不同的金属构成电接触时,都会发生这种腐蚀。它使负电极金属溶解到电解液中,造成负电极金属的腐蚀。在早些时候,限于当时的条件,我国采取了以铝代铜做金属导体的方针,所以在电接触中铜和铝接触的机会很多,因此所谓“铜铝接头”的腐蚀问题引起了电力工业界的普遍重视。为了避免电化学腐蚀,可以在铝表面用铜或银等覆盖,一般采用电镀的方法,也有在铜铝两金属间加垫锌片的,借此以减少电化学腐蚀作用。

7.温度

当接触点温度升高时,金属的电阻率就会有所增大。但材料硬度又有所降低,从而使触点的有效接触面积又增大。前者使收缩电阻增大,后者使收缩电阻减小,结果是两者互为补偿,因此接触电阻的变化甚微。但是,当触头电流长期超过额定值时,温度明显升高,加速接触面氧化,使接触电阻急剧上升,发热更甚,形成恶性循环。为了使接触电阻保持稳定,电接触的长期工作允许温度都规定得较低。

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