RNC55H28R7FS式(2-15)是近似的表达式,精确的公式为式中 bc―触点的最高温度;

ui―触点表面的温度。               

b与h均为温度夕的函数,而式(2-15)中的j、k均为平均值。

固体物理中说明,对于各种金属n与m的乘积为一与材料种类无关的常量,即ui-ub=LT

式中 T一热力学温度(K);

L一劳仑兹常数,对所有的金属,这个常数都相同,L=2・4×h,V2/K2。

将式(2-17)代入式(2-16)的左边即得

fc加u汐=FcLTdT=uL(T1-T2) I

于是式(2-16)就变为

L(T1-T2)=g

式中 u一用热力学温度表示的最高温度(K);

f一用热力学温度表示的触点表面温度(K)。

g=ui+TO,因此有L(Te+2TO)rc=hu,公式(2-19)充分说明,接触压降uc与触点温升rc之间具有基本上是完全固定的对应关系,与材料种类无关。并且由于在通常情况下u>2T。,这种关系受触点表面温度民的影响也不大。

触点接触压降极易测量,因此叽成为触点在闭合状态时最主要的参数之一。

通过对⒒的测量和观察完全可以看出触点的工作情况。例如,在一对清洁的触点上通以电流,改变电流值的大小,测量接触压降tc及对应的接触电阻Rj,得到如图2-12所示的曲线。

试验条件:两根清洁铜棒交叉接触在一起,触点压力为2 gf。图上BC段是按式(2-18)计算获得的理想曲线,未考虑材料的软化。

随叽上升,最初是Ri上升,因为这时触点材料具有正温度系数。当σc到达一定数值(曲线召点)之后,Rj开始下降,这是由于触点达到软化温度,接触面扩大的结果。到D清洁触点的Rj随⒒的变化曲线.

触点开始熔化电流rrh与通电时间莎的关系如图2-13所示。这一对试验曲线对应于一对面接触的铜触点,接触面积为50×50 mm2。由图可见,在时间u很短时,电流r的变化趋势很陡。当t>ls,电流r几乎不变。这说明接触点的发热温度在1s左右即基本达到稳定值。上述现象是由于接触点体积和热容量都很小,而接

触点向触点本体传热的热阻也比较小,因此接触点的热时间常数也很小的缘故。

触点熔焊不仅发生在大电流电器的触点中,而且也发生在中小电流电器的触点中,如继电器触点,它所控制的电路的额定电流不超过5A甚至更小。但当触点所控制的是电容性电路时,在电路闭合瞬间,有一个上升很快的放电电流―称为涌流流过触点,这时接触面的增长赶不上电流的增长,接触压降超过了金属熔化压降,甚至超过汽化压降,触点表面熔化或产生爆炸式汽化,这种现象也能导致触点熔焊。为了保护继电器触

点不致发生熔焊,在选择使用时要求电路涌流不许超过触点材料的熔焊电流。表2-7给出了熔焊电流的经验数据。

表2-7 触点材料的熔焊电流材料,图2-13 触点开始熔化电流与时间的关系Jrh(A)

注:表中数据适用于未被有机蒸气活化的继电器触点。

2,4.3 触点的冷焊,触点的冷焊也称为触点的粘接或附,这是清洁的触点在完全无电流通过的,由于触点的触表面上塑形区的金属在压力作用下会产生一种塑性流动,如果存在切向(相对于接触表面)作用力,譬如驱使触点相对滑动的作用力,会使这种塑性变形更加显著。塑性流动使接触表面扩大,并且使两金属的界面更加接近。如果两个金属界面上的原子之间的距离已接近于或等于同一金属内原子间的距离,那么不同金属的原子间就会出现明显的吸引力,叫做粘接力。很明显,粘接力与物质内部原子之间结合力具有同样的性质。可见,冷焊是在完全无电流情况下“焊”在一起的。

粘接现象与金属的各种物理及机械性质有关,环境也大大地影响粘接。试验证明,在一定条件下,在氮气中的粘接会比真空中的粘接严重。

冷焊现象对于小压力、高可靠要求的触点是一大危害。常见的触点“冷焊”故障发生于小型密封继电器中,这类继电器常用金或金合金做触点的镀层或压制成触点,以保证接触电阻的稳定性。金是塑性材料,又不会在金的表面生成氧化膜,化学亲和力好;另一方面这类继电器触点都密封于惰性气体中,所以触点的冷焊故障极易发生。

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