影响接触电阻的因素有哪些?
材料性质构成电接触的金属材料的性质直接影响接触电阻的大小。比如电阻率、材料的布氏硬度、材料的化学性能、材料的金属化合物的机械强度与电阻率等。下面介绍几种常用的导体材料性质。
(1)银
其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。。
2023-06-12 广告
目前用于工业上的接触形式很多,总的说可分为三类,即点接触、线接触和面接触。接触形式对收缩电阻Rs的影响,主要表现在接触点的数目上,一般的说,面接触的n最大(n为接触点数)而收缩电阻Rs最小;点接触则n最小,收缩电阻Rs最大;线接触则介于两者之间。一般的说,点接触形式F1最大,这就容易把表面膜破坏,所以使Rb有可能减到最小;反之面接触的F1就最小,故对Rb破坏力最小,Rb值就有可能最大。
然而,初看上去,似乎面接触n最大,所以接触电阻就应该最小。其实不然,在接触压力最小时,面接触的接触电阻并不比点或线接触的接触电阻小。固定接触的连接,一般采用螺栓、螺纹或铆钉等压紧,压力很大,故常采用面接触,使Rj减小。可分接触的连接一般用弹簧压紧,压力较小,并考虑到装配检修方便和工作可靠,多采用点接触或线接触的接触形式。现代的高压断路器和低压自动开关中,可分触头的滑动、滚动的接触连接,一般采用多个线接触或点接触并联使用,使接触电阻减小,工作可靠,而且制造、检修也比较方便。