触头电侵蚀在大电流下的优化方案

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：当大电流时，触头材料的电侵蚀主要表现为弧蚀。另外，如果电流不是太大，触头电侵蚀量还与磁吹磁场有关。在电流较大而操作频率不高时，触头的电侵蚀量与分断次数线性相关。这时，即可认为触头的使用期限已终结，而不必等到触头材料损耗殆尽。为保证触头在其规定使用期限内能正常运行，必须设有能够补偿其电侵蚀的超程。电器触头的超程值主要取决于其允许的最大侵蚀量。有银或银合金触点的触头则取超程值为两触头总厚度的75%左右。

当大电流时，触头材料的电侵蚀主要表现为弧蚀。触头在一次分断中被侵蚀的程度取决于电弧电流、电弧在触头表面上的移动速度和燃烧时间、触头的结构形式等，也与操作频率有关。另外，如果电流不是太大（在数百安以内），触头电侵蚀量还与磁吹磁场有关。在电流较大而操作频率不高时，触头的电侵蚀量与分断次数线性相关。当磁感应强度B值较小时，电弧在触头表面移动的速度是随它一起增大的，故侵蚀量会减小，并在某一B值时达到最小。此后，当B值增大时，侵蚀量先是增大，然后趋于一稳定值。因为在强磁场中会出现液态金属从触头向外喷洒的现象，而当磁场较弱时，有一部分液体还能重新凝固并残留在触头表面上。

据实验，若触头操作次数为n、分断的电流为I，则以质量m来衡量的电侵蚀量为

式中：a——与电流值有关的指数，当I=100～200 A时，a=1，当I＞400 A时，a=2；

　　 K——侵蚀系数，对于铜、银、银-氧化镉合金和银镍合金，其值分别为0.7、0.3、0.15和0.1。

必须指出，这类经验公式很多，但都有其一定的适用范围，这里不一一介绍了。

下面简要介绍电侵蚀与触头的使用期限和超程。

触头的接通和分断过留都伴随着其材料的侵蚀，其中以电侵蚀最为严重。影响电侵蚀量的因素很多，现象和规律又十分复杂，涉及的学科也非常多，所以迄今尚未就此建立能够令人满意的数学模型。

电侵蚀直接影响到触头的使用期限，因为当触头材料损耗到一定程度后，它本身乃至整个电器都无法继续正常工作。这时，即可认为触头的使用期限已终结，而不必等到触头材料损耗殆尽。

触头的电侵蚀并不是均匀的，若电弧很少在其表面移动、触头表面损伤过多以致接触电阻猛增、复合材料中某一组分丧失导致材料性能劣化等，均会使触头提前失效。

为保证触头在其规定使用期限内能正常运行，必须设有能够补偿其电侵蚀的超程。电器触头的超程值主要取决于其允许的最大侵蚀量。铜质触头常取超程值为一个触头的厚度。有银或银合金触点的触头则取超程值为两触头总厚度的75%左右。当然，超程值的选取最终还要视具体运行或试验情况而定。

触头电侵蚀在大电流下的优化方案

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