JRC4562D电阻气体放电(电弧与火花)和触点磨损等三方面的问题,下面围绕这些问题进行讨论。

图5.1-3 触点的接触方式,(a)点接触触点;(b)线接触触点;(c)面接触触点

接触电阻所谓接触电阻,就是触点接触表面承受压力时,在接触层之间表现出来的电阻。接触电阻的产生,主要有两方面的原因。第一,由于接触表面的凹凸不平,使导体的实际接触面积减小了,因而电流流过接触面时要发生严重的收缩现象而产生所谓收缩电阻;第二,接触面暴露在空气中,因而会在表面形成一层薄膜,如氧化膜之类附着在表面上,这就是表面膜电阻。所以,接触电阻(Rj)由收缩电阻(凡)和表面膜电阻(Rm)两部分组成。其表达式为Ri=Rs+Rmo

收缩电阻接触表面不可能是完全吻合的,就是经过精加工和研磨抛光工序的触点,也不可能是理想的平面,总会有波纹起伏和凹凸不平,因而实际接触时只有一些小的凸起部分相接触。当电流通过时,从截面尺寸较大的导体进入实际接触面很小的接触点,电流分布线会发生剧烈的收缩现象,如图5.1-4所示。这种由于接点处实际接触面减小所呈现的电阻称为收缩电阻。

膜电阻在电接触的接触面上,常常会附有一层导电性很差的膜,它形成的电阻称为膜电阻。膜与纯银差不多,其他大多数金属氧化物都比金属本身导电率低很多。

对某些可靠性要求高的继电器和接触器,为防止触点受污染,常采用密封结构,有的还在密封室内充人惰性气体或者抽成真空,以保证接触电阻低而稳定。

常用的触点材料,传递弱电流的触点材料多采用贵重金属,如银、铂、钨及它们的合金;对于中电流和强流的触点材料,过去多用坚硬而且难熔的金属和它们的合金,如接触器触点大多用银一氧化镉或者银一氧化铜,后来则广泛使用粉末冶金制造的金属陶瓷材料。对于触点材料的基本要求是:电阻率低、导热系数高,同时,还要求触点材料具有足够的机械强度、良好的化学稳定性和良好的加工性能。下面列举几种常用材料:

银导电率和导热率高,接触电阻小,软硬合适,工艺性能好9和其他贵重金属比,价格适中。银虽会氧化,但氧化银薄膜导电性与纯银差不多,而且容易破碎,对接触电阻影响不大;但银的硫化物薄膜电阻大,而且不易消除。因此,银在继电器的触点中应用较广泛。

铂铱合金(含铱10%左右),铂的特性是熔点高(1778°C),不易氧化,抗电磨损性能好。铂的电阻率虽然不低,但它的接触电阻却不大,而且稳定。由于纯铂的硬度不高,所以一般不使用纯铂而使用铂铱合金。使用铂铱合金制成的触点,其使用寿命可以比纯铂增加1倍。

陶瓷合金作为强力电器触头的陶瓷合金是由难熔材料(如氧化镉)的粉末和导电性能好的金属(如银)的粉末混合,并采用粉末冶金的方法烧结而成。在这种混合物中,难熔材料形成许多细孔成为骨架,易熔的导电金属填充在骨架的孔隙中,这样可以承受电弧的高温而不致熔化,从而减小触头的磨损。

触点间电弧的产生与灭弧方法,电弧的产生,在电工基础中已讨论了气体导电的物理过程。当触点断开通有电流的线路时,线路中的电流不是立即下降为零,它要穿过触点间的空气间隙持续导通一段时间,因而常常在触点间产生电弧放电或火花。

当断开电路使触点分离时,触点间的压力逐渐下降,接触电阻逐渐增大,接触面积极小。这就会使触点温度升高。当温度高到金属熔点之后,金属局部熔化,熔化的金属桥接在两个触点之间,成为维持电流的道。这种现象叫做金属桥或液桥。金属桥存在时间很短,可由触点继续运动而被拉断。在金属桥断开后,可能出现下面的情况:

触点间直接生成电弧;

触点间隙被击穿而发生火花放电;

在金属桥断裂后的一瞬间出现短弧。

触点在闭合过程中也可能发生类似的现象,特别是当触点发生“回跳”或“拍合”现象时,这种情况更为严重,可能会由于电弧而产生触点的合间熔焊。

触点断开时直接生成电弧的条件,必须是被断开电路的电流和断开后加在触点间的电压与纯银差不多,其他大多数金属氧化物都比金属本身导电率低很多。

对某些可靠性要求高的继电器和接触器,为防止触点受污染,常采用密封结构,有的还在密封室内充人惰性气体或者抽成真空,以保证接触电阻低而稳定。

常用的触点材料,传递弱电流的触点材料多采用贵重金属,如银、铂、钨及它们的合金;对于中电流和强流的触点材料,过去多用坚硬而且难熔的金属和它们的合金,如接触器触点大多用银一氧化镉或者银一氧化铜,后来则广泛使用粉末冶金制造的金属陶瓷材料。对于触点材料的基本要求是:电阻率低、导热系数高,同时,还要求触点材料具有足够的机械强度、良好的化学稳定性和良好的加工性能。下面列举几种常用材料:

银导电率和导热率高,接触电阻小,软硬合适,工艺性能好9和其他贵重金属比,价格适中。银虽会氧化,但氧化银薄膜导电性与纯银差不多,而且容易破碎,对接触电阻影响不大;但银的硫化物薄膜电阻大,而且不易消除。因此,银在继电器的触点中应用较广泛。

铂铱合金(含铱10%左右),铂的特性是熔点高(1778°C),不易氧化,抗电磨损性能好。铂的电阻率虽然不低,但它的接触电阻却不大,而且稳定。由于纯铂的硬度不高,所以一般不使用纯铂而使用铂铱合金。使用铂铱合金制成的触点,其使用寿命可以比纯铂增加1倍。

陶瓷合金,作为强力电器触头的陶瓷合金是由难熔材料(如氧化镉)的粉末和导电性能好的金属(如银)的粉末混合,并采用粉末冶金的方法烧结而成。在这种混合物中,难熔材料形成许多细孔成为骨架,易熔的导电金属填充在骨架的孔隙中,这样可以承受电弧的高温而不致熔化,从而减小触头的磨损。

触点间电弧的产生与灭弧方法,电弧的产生.

在电工基础中已讨论了气体导电的物理过程。当触点断开通有电流的线路时,线路中的电流不是立即下降为零,它要穿过触点间的空气间隙持续导通一段时间,因而常常在触点间产生电弧放电或火花。

当断开电路使触点分离时,触点间的压力逐渐下降,接触电阻逐渐增大,接触面积极小。这就会使触点温度升高。当温度高到金属熔点之后,金属局部熔化,熔化的金属桥接在两个触点之间,成为维持电流的通道。这种现象叫做金属桥或液桥。金属桥存在时间很短,可由触点继续运动而被拉断。在金属桥断开后,可能出现下面的情况:

触点间直接生成电弧;

触点间隙被击穿而发生火花放电;

在金属桥断裂后的一瞬间出现短弧。

触点在闭合过程中也可能发生类似的现象,特别是当触点发生“回跳”或“拍合”现象时,这种情况更为严重,可能会由于电弧而产生触点的合间熔焊。

触点断开时直接生成电弧的条件,必须是被断开电路的电流和断开后加在触点间的电压.

深圳市唯有度科技有限公司http://wydkj.51dzw.com/