电接触

第六章电接触理论§6-1 概述任何一个电系统，都必须将电流（作为电的信号或电的能量）从一个导体通过导体与导体的接触处传向另一个导体。

此导体与导体的接触处称为电接触，它常常是电信号或电能传送的主要障碍。

由电机、电器、自动元件、仪表、计算机等组成的现代化大型复杂电系统，例如通信系统、控制系统、拖动系统、电力系统等，它们所包含的电接触数目往往成千上万。

如果其中一个或几个工作不正常或失效，则将导致整个系统工作紊乱甚至停顿，其后果极其严重。

电系统和电器元件中电接触的具体结构类型是多种多样的，一般分为三类：1．固定接触两接触元件在工作时间内固定接触在一起，不做相对运动，也不相互分离。

例如母线的螺栓连接或铆接（称永久接触），仪表中的塞子、插头（又称半永久接触器）等。

2．滚动和滑动接触器两接触元件能作相对滚动和滑动，但不相互分离。

例如断路器的滚轮触头，电机的滑环与电刷及电气机车的馈电弓与电源线等。

3．可分、合接触两接触元件可随时分离或闭合。

这种可分、合接触元件常称为触头或触电。

一切利用触头实现电路的接通和断开的电器中都可见到这种接触类型。

上述三种接触型式中，它们共有的工作状态是接触元件闭合接通电流。

运行经验表明，当两导体相互接触流过电流时，接触处会出现局部高温，严重时可达接触导体材料的熔点。

在可分、合接触中它的通电状态除闭合通电以外，还有由闭合过渡到分离，最后切断电路，或由分离过渡到闭合，最后接通电路，以及处于开断状态等。

触头在切断或闭合电路的过程中，触头间往往会出现电弧。

电弧的温度很高，大大超过一般金属材料的熔点或沸点。

即使电弧存在的时间很短，也会使触头表面融化或气化，造成触头材料的损失，或者产生触头的熔焊。

因此，在以上三种电接触类型中，工作任务最重的是分、合接触器。

为了保证电接触长时间稳定而可靠的工作，必须做到：（1）电接触在长期通过额定电流时，温升不超过国家规定的数值，而且温升长期保持稳定。

（2）电接触在短时通过短路电流或脉冲电流时，接触处不发生熔焊成松弛。

第一章0001：按照导体连接方式的不同，电接触可以分为三大类，它们是Ａ、点接触，线接触，面接触。

★Ｂ、固定接触，滑动接触，可分接触。

Ｃ、单断点接触，双断点接触，桥式触点接触。

Ｄ、常开接触，常闭接触，转换接触。

0002：可分接触的触点在电路中所起的作用是（一）接通电路（二）开断电路（三）控制电路的通断（四）防止产生电弧放电。

其中最正确的答案是Ａ、（一）Ｂ、（二）★Ｃ、（三）Ｄ、（四）0003：在触点的工作过程中会发生触点弹跳的工作阶段是Ａ、闭合状态Ｂ、断开状态★Ｃ、闭合过程Ｄ、断开过程0004：相互接触的导体在接触层之间产生接触电阻的原因是（一）接触导体本身的电阻；（二）流过接触面处的电流线发生收缩；（三）接触面上形成表面膜；（四）接触表面承受压力。

试判断Ａ、只有（一）（二）正确★Ｂ、只有（二）（三）正确Ｃ、只有（三）（四）正确Ｄ、只有（一）（四）正确0005：接触电阻中形成收缩电阻的物理本质是★Ａ、相互接触导体的实际接触面积减小了Ｂ、相互接触导体的电阻率增大了Ｃ、相互接触导体表面温度升高而使电阻增大Ｄ、加在相互接触导体上的压力增大0006：用银制成的触点表面被氧化后Ａ、收缩电阻增大Ｂ、膜电阻增大Ｃ、收缩电阻和膜电阻都增大★Ｄ、对接触电阻影响不大0007：电流流过闭合的触点时会使触点温度上升，这是由于★Ａ、导体电阻和接触电阻上的电能损耗Ｂ、动静触点发生弹跳引起能量损耗Ｃ、动静触点相互摩擦引起发热Ｄ、加在触点上的电压太高0008：接触电阻的两个组成部分是Ａ、导体电阻和触点电阻Ｂ、触点电阻和膜电阻★Ｃ、膜电阻和收缩电阻Ｄ、收缩电阻和导体电阻0009：研究电接触理论所涉及的三类问题是Ａ、接触形式，触点结构，接触电阻Ｂ、接触形式，接触压力，接触电阻Ｃ、接触材料，气体放电，触点磨损★Ｄ、接触电阻，气体放电，触点磨损0010：当相互接触的两触点上的压力增大时，会使Ａ、收缩电阻减小，膜电阻增大Ｂ、膜电阻减小，收缩电阻增大Ｃ、收缩电阻和膜电阻都增大★Ｄ、收缩电阻和膜电阻都减小0011：触点在闭合过程中常常会发生弹跳现象，其原因是★Ａ、动静触点的相互碰撞和电动力的推斥Ｂ、动触点运动太快，动能太大Ｃ、返回弹簧的推斥作用Ｄ、静触点对动触点的反作用力0012：触点的接触形式对接触电阻有很大影响，在一定压力的条件下，对点接触和面接触两种形式的比较可知（一）点接触的膜电阻小（二）面接触的膜电阻小（三）点接触的膜电阻大（四）面接触的膜电阻大，上述四个结论中只有Ａ、（一）（二）正确Ｂ、（二）（三）正确Ｃ、（三）（四）正确★Ｄ、（一）（四）正确0013：继电器的触点压力很小，为了获得低值而稳定的接触电阻，其触点多数采用★Ａ、点接触Ｂ、线接触Ｃ、面接触Ｄ、三种形式都可以0014：加在闭合触点上的压力很小时，面接触的接触电阻要比点接触的接触电阻Ａ、小★Ｂ、大Ｃ、时大时小Ｄ、大小一样0015：接触电阻的存在是触点发生故障的重要因素，为了提高电接触的可靠性，可以采取相应措施以便（一）完全消除接触电阻（二）减小接触电阻（三）提高接触电阻的稳定性。

电接触与电弧（2006-12-21）第四章 电接触第一节 电接触的分类一：电接触的分类电器导电回路总是有若干部件构成。

其中，两个零件通过机械方式互相接触，而实现导电的现象，这称为电接触现象。

接触方式有三大类：（1）：固定接触；（2）：可分接触：1）：弱电电流触点：电流在1安以下；2）：中负荷触头：电流从几安到几百安； 3）：强电流触头：几百安以上； （3）：滑动及滚动接触二：对电接触的主要要求（1）：在长期工作中，要求电接触在长期通过额定电流的情况下，温升不能超过稳定值，接触电阻稳定。

（2）：通过短路电流时。

不发生或喷溅；（3）：在关合过程中要求能关合短路电流（对断路器）； （4）：在开断过程，要求触头在开断过程中磨损尽可能小。

对固定接触、滑动或滚动接触，只遵循前两项要求。

第二节：接触电阻一：接触电阻两个相接触的导体，通电以后，产生接触压降，说明存在着一个电阻，称为接触电阻。

接触电阻由两部分组成，收缩电阻s R 和膜电阻m R ，即j R ＝s R ＋ m R （4－3）1：收缩电阻s R由于电流收缩而引起的，一个接触点的收缩电阻为：1s R ＝2aρ（4－4）其中，ρ—电阻率；若电接触是由n 个接触点组成，则得：s R ＝1s R n＝2naρ（4－5）接触点半径a 及接触点数目n 个接触点组成和接触压力有关，也与导体材料、外形尺寸和表面状态有关，即2n a H Bρπξ=（4－6）式中，H B —材料的布氏硬度； ξ—与材料变形有关的系数。

一般情况0.3<ξ<1。

当压力大时，接触处全部是塑性变形时，ξ＝1。

上述二式合并得到：s R （4-7）2:膜电阻m R ，膜电阻是金属氧化物、硫化物等组成，这类化合物主要是由于接触材料与周围空气介质如空气、油污等形成，以及水膜、污物等。

这些金属氧化物电导率很小。

其金属氧化物如表4－2所示。

氧化薄膜使接触电阻大为增加。

计算表明，其薄膜几个A （510-㎝）的氧化薄膜，几乎成为不导电的绝缘体。

1.背景电接触理论在电力一次和二次装置的设计中有着重要的作用，却广泛的被忽视，造成了很多的质量问题，本文主要对电接触的理论及其实际应用进行了分析，以期对电力一次和二次设备的开发有所帮助。

2.金属表面接触肉眼看到干净平滑的金属表面实际上是凹凸不平的，当两个金属表面相接触时，粗糙表面将刺破表面氧化层和其他污染膜层，从而建立局部的金属接触导电路径，这些接触斑点成为a斑点，如下图。

从上图可以看出，导电的接触面积只是名义接触面积的一小部分，通常认为远小于1%。

例如完全退火的两个铜表面接触，施加10N的力，导电接触面积只占实际接触面积的0.008%，1000N的力，只占0.8%。

两个金属表面从施加力到接触完成的过程：当粗糙表面相互接触时，最高的粗糙顶峰最先接触，出现局部的应力，使顶峰被压缩，新的顶峰参与接触，承受大部分载荷。

当接触的粗糙顶峰数量增加到足够承受所施加的载荷时，接触完成。

3. 电接触材料3.1 铜铜的硬度低，可锻造，延展性好，并且具有比较高的电导率。

当前电力工业中应用比较多的是EPT铜，而EPT铜因为含有氧元素在氢气环境中加热到370度会发生氢脆现象，可以采用特殊的工艺得到基本不含氧纯度为99.98%的纯铜，成为无氧高导电率铜（OFHC）。

紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜(T1、T2、T3---这个编号是按照杂质的含量，T1是小于 0.05%，T2是小于0.1%，T3是小于0.3%)、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。

黄铜是铜和锌的合金，锌的含量为15%~40%，其电导率为紫铜的1/4，很少用于导电器件，一般是加工成无缝钢管用于热交换器和冷凝器，硬度比紫铜高，也可以用于连接件。

铜在含有氨和氯化物的空气中会产生十分严重的腐蚀，在沿海地区的盐分会加重铜的腐蚀，潮湿空气中的二氧化硫也会腐蚀铜。

3.2 银银广泛的用于闭合触点和断开触点，其缺点主要是熔点和沸点低，机械强度低，其最严重的缺陷是在含硫化合物的影响下较容易产生硫化特性。

三相电接触器接法
三相电接触器是一种用于控制三相电路的电子设备，它通常由3个接触器组成，可以通过开关或其他输入进行控制。

以下是三相电接触器的接法：
1. 三相电源接法：将三相电源的三个相线分别接到接触器的A1、A2、A3端子上，其中A1和A2端子是电源的两个相线，A3端子则是中性线。

2. 电动机接法：将电动机的三个相线分别接到接触器的T1、T2、T3端子上，其中T1和T2端子是电动机的两个相线，T3端子则是中性线。

3. 控制电路接法：将控制电路的输入接到接触器的控制端子上，通常是接在接触器的A1和A2端子之间。

控制电路可以通过开关、传感器等方式控制接触器的开关状态，从而控制电动机的运行和停止。

需要注意的是，三相电接触器的接法比较复杂，在安装和使用时应严格按照说明书和相关标准进行操作，避免出现电器故障和安全事故。

电接触学,一门研究电子可靠连接的学科“没有可靠的电子连接，就没有先进的电子学。

”阿波罗顾问J.B.P.威灵逊博士如是说。

事实证明，假如没有可靠的电接触予以保证，任何先进的电路或系统都无法发挥其应有功能。

本文着重介绍了电接触学科的重要必以及国内外在这一领域的研究开发和进展概况。

何为电接触学电接触学是一门研究电子可靠连接的科学。

在电子、通信或电力系统中，不仅元件之间、电路之间、设备之间乃至元件内部都需要可靠的电子连接。

传统上，称这门学科叫“电接触学”。

近年来，也有不少人称之为电子连接与内部连接系统的科学。

应用该科学理论及科研成果所制造的元件如连接器、继电器、开关、键盘、电位器、电刷与导电环等称之为机电元件，取这个名字的原意是指通过机械连接装置，以达到电子连接的目的。

连接的类型有很多：永久连接。

如焊接、压接、缠接等；半永久连接，如各种连接器，中小功率开关继电器等；滑动连接：如电刷/导电环；电弧连接，如中、小型继电器、断路器等。

电接触学在电连接中的重要意义在一个通信系统或电力传输系统中，存在着大量的连接环节，任何一个连接处出现故障，都会影响系统的可靠运行。

恼人的通信系统中断，烦人的计算机错码，骇人的控制系统失灵，误事的传输图象失真，人的生活中一系列不愉快的事情，以及多种事故的隐患，重大事故的发生，往往都与接触不良有关。

以阿波罗登月飞船为例：该飞船系统大约有一百万个接点，登月成功并保证按期返回地球，表明其接触点是完全可靠的，实际上，美国宇航局NASA为此投入了1亿美元的研究经费。

然而，要使电接触可靠并非易事。

它与其它电子元件不同，其可靠性不仅取决于其本身的材料、结构与几何尺寸等参数，更由于接触点大多暴露在大气中，大气污染如尘土、腐蚀性气体、湿度、温度，都会直接影响连接可靠性。

由于电子结构小型化。

连接器的尺寸亦随之减小，外界大气污染，温度影响和电磁干扰都会造成接触不可靠。

近年研究表明，电接触故障是数字通信电路系统中产生高误码率的重要原因之一，实际上电接触发生故障相当于在电路系统中介入了一个多变的网络，从而造成误码，这种误码大多无法用电路方法消除。