接觸電阻對電器溫升的影響

接觸電阻對電器溫升的影響引言我廠是生產接觸器和斷路器的主要廠家，二者是控制線路和輸配電線路中不可缺少的電器元件，由于存在一些質量問題，往往影響它的使用壽命，從長期的使用和用戶的反映中，大電流規(guī)格產品的溫升升高問題比較突出。我們知道，運行中的電器由于導體通過電流，產生電阻損耗，磁性材料在交變電場作用下產生介質損耗等原因而產生發(fā)熱現(xiàn)象。對我廠的接觸器和斷路器而言，影響其發(fā)熱的最主要因素則是電阻損耗，因為介質損耗在產品設計完成時就已恒定，而電阻損耗則往往因各種各樣的原因而造成，如接觸不良等造成損耗成倍增長。電阻損耗的增大使的導體溫升過高，超過極限允許值，嚴重影響電器的電氣性能，造成損壞，使絕緣材料的介電強度下降。進一步引起接觸電阻劇增，電阻損耗也增大，溫升更高，使電器燒毀，所以解決溫升升高的問題對于提高其使用性能，延長壽命，減少損失有著非常重要的價值和經濟意義。接觸電阻增大的原因及對溫升的影響當兩個金屬導體相接觸時，在接觸區(qū)域內存在著一個附加電阻，稱為接觸電阻。接觸電阻由收縮電阻和膜電阻組成。即：Rj=Rs+Rb(1)Rs:收縮電阻Rb：表面膜電阻導體總電阻R為：R=Rl+Rj(2)Rl—導體固有電阻F—加于兩導體的機械壓力(N)HB—材料的布氏硬度與材料變形情況有關的系數，一般情況為0.3?1,當接觸面較平，彈性變形是主要的，則取小值，接觸點全部是塑性變形時，E=1n—接觸點數目表面膜電阻Rb則與表面覆蓋層的性質有關?？梢姡ㄟ^上面的3個公式分析得出，對于一個已設計好的產品，R1是相對固定的，導體總電阻R因Rj的變化而變，而Rj又因Rs和Rb的變化而變。其Rs由公式(3)得出，一是導體材料選定，則其大小由F和n決定，在我廠所生產的電器中，往往由于這些質量問題接觸電阻Rj增大，從而使的溫升升高。鉚接質量：焊接和鉚接都要求緊密聯(lián)接、牢固可靠，若有松動，則造成被聯(lián)接件之間接觸電阻增大，鉚質量差，松動不易發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了不易修理，而其影響卻是十分嚴重的，觸頭的溫升明顯升高。曾做過試驗，通過更換鉚接質量合格的觸關后立即解決了其溫升升高的問題，平均各點溫升降低了50多度。焊接質量：由于點焊具有操作方便、效率高的特點。在電器生產中最為常用，但點焊也有焊接質量不穩(wěn)定，不能直觀檢查(我廠檢驗方法：人為破壞)，易造成虛焊、點焊等缺點。對于所有導電部分的焊接都要求牢固連接，并保證有一定的接觸面積是有難度的，但是如果焊接不牢或焊接面積不夠，則導電截面縮小(如圖1所示)，在接觸面附近電流線發(fā)生劇烈收縮，收縮電阻Rs急劇增大，由公式(3)得出，Rs增大，電阻損耗發(fā)熱Q=I2Rt增大，增大，溫升升高，此類問題大都發(fā)生在關鍵導電部位，如動靜觸頭、熱元件、軟聯(lián)接等。曾用一臺一相焊接不牢的產品做試驗，試驗時①?④處溫升超過允許值10?50°C(如圖2所示)，更換觸頭平均各點溫升降低40多度。見表1。圖2觸頭壓力：接觸電阻與壓力的常用經驗公式是：Rj=kj/(0.102F)m式中F—觸頭壓力(N)m—與接觸形式有關的系數Kj—與接觸材料，表面情況、接觸方式等比ttKtt7Z48HO&S動觸契12772Si曲所以，增大觸頭壓力F可使接觸電阻Rj減少，其原因是增加接觸點的有效接觸面積以及有效地抑制表面膜對接觸電阻的影響。前者可使收縮電阻減少，后者可使膜電阻減少，即當接觸壓力F增大，在接觸點超過一定值時，可使觸頭表面氣體分子層等吸附膜減少到2?3個分子層；當超過材料屈服點強度時，產生塑性形，表面膜被壓碎，增大了金屬的接觸面，使接觸電阻迅速下降，并得到較穩(wěn)定的值。觸頭表面鍍層的影響：為了降低成本，節(jié)約貴重金屬。目前大多數生產廠家都把觸頭表面鍍銀改為鍍錫或鍍銀層變薄等。但由于鍍錫以后在銀觸頭表面增加了一層錫層，使銀觸頭失去了意義，并且，錫的電阻率(0.128)比銀的電阻率(0.016)大8倍，因而表面膜電阻Rb也增大8?9倍，從而溫升升高。若鍍銀層太薄，觸頭則相當于裸件，通電發(fā)熱后容易氧化，氧化層電阻遠遠大銅的電阻，溫升自然升高。由以上分析可見，接觸電阻對電器溫升影響很大，要使溫升符合標準要求，接觸電阻就必須足夠小。從實踐和試驗中得出減少接觸電阻的幾點措施為了使電器溫升符合標準要求，由以上分析得出幾條減少接觸電阻的措施，以此來提高產品質量，保證使用性能和使用壽命。保證鉚接質量，不得使被聯(lián)接件之間有間隙有松動現(xiàn)象。提高焊接質量，對導電零部件的焊接一定要焊牢焊全。如銀觸頭