低压电器开关接触性能的影响因素及判别浅析罗伟刚

低压电器开关接触性能的影响因素及判别浅析罗伟刚

罗伟刚

（广东519000）

摘要：在我国现代经济高速发展的今天，工业、农业、交通、国防、通信及家庭生活等各种领域都离不开电。电力产生后，其输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。低压电器开关作为最常见的低压电器产品，它在供配电系统中对电能的发送、分配与应用起着转换、控制、保护与调节等作用。电器的接触性能对电器的使用起着至关重要的作用，同时也是电器产品质量最容易产生问题的地方。因此本文主要以低压电器开关接触性能的影响因素及判别为题进行讨论，以供参考。

关键词：低压电器开关；接触性能；简易判别；

前言：所谓低压是指交流50Hz(或60Hz)、额定电压在1200V及以下，直流额定电压在1500V及以下的电路电压。低压电器开关就是使用上述电网电压的电器产品，使用量大面广。为更好地保证电器的使用，有必要对电器的接触性能的影响因素进行讨论。即主要是充分地考虑低压电器开关的接触部位的电阻情况以及低压电器开关本身使用的材料和低压电器开关的机械性能，与此同时，还要充分地考虑到低压电器开关所承受的工作状态。在进行低压电器开关使用过程中，要充分地考虑到低压电器开关在闭合时，具有的电阻数值会产生一定的热量，并且会对低压电气开关的性能产生一定的影响。

一、低压电器开关接触性能的影响因素

低压断路器作为低压电器开关的一种，我们以它为例看一下电器开关的结构。

1.1低压断路器结构

①弹簧；②主触头；③传动杆；④锁扣；⑤轴；⑥电磁脱扣器；⑦杠杆；⑧、⑩衔铁；⑨弹簧；⑪欠电压脱扣器；⑫双金属片；⑬发热元件。

1.2接触性能影响因素——接触电阻

影响低压电器开关接触性能的关键因素是接触电阻。接触电阻大将使产品温升高，影响产品绝缘材料介电强度、触头材料电气性能、电阻损耗增大，甚至烧毁产品，危害非常大。接触电阻的形成有两个要素：收缩电阻和膜电阻。在电器开关触头接触表面实际上只有一小部分凸出点发生了导电接触，称之为导电斑点。当电流通过这些斑点时会发生电流线收缩现象，由此带来电流路径增加，有效导电截面积减少，使电阻值增加。另一方面，接触表面有膜存在，如果这些膜能够导电，则电流通过薄膜时会受到膜的阻碍而产生膜附加电阻。

影响接触电阻的因素主要有以下四点：

（1）材料性质：是影响接触电阻最直接的因素。从增加有效接触面积，抑制膜生成的角度来看，好的触头材料应保证良好的导电性和导热性，力学、化学性能以及耐电弧性。现在常用的材料有：银－碳化钨、银－钨、银－石墨、银－氧化镉、银－氧化锌等等。

（2）接触形式：分为点接触、线接触和面接触三类。其对接触电阻的影响主要体现在接触点数目上。一般认为点接触的接触点数最少，面接触的接触点数最多。但还应该依据触头所受接触压力综合考虑。

（3）接触压力：增大接触压力可以增加有效接触面积并在最大程度上限制表面膜的影响。触头的接触压力也叫触头压力，分为初压力和终压力。

初压力是动、静触头刚接触时由弹簧产生的压力，作用是限制和防止刚接触时产生机械振动，导致在接通电流时产生电磨损、降低寿命。终压力：在触头完全闭合，动触头不再运动时产生的触头压力。其作用是保证在闭合时接触电阻最小，触头温升不超过允许值，保证触头在通过短路电流时不致因电动斥力产生跳动或引起熔焊。合适的接触压力意义非常大，所以对产品设计时必须从结构上保证这个重要参数的实现。

（4）接触表面加工情况：对于大负载触头，宜采用平整度高的表面，避免因装配时出现倾斜而导致有效接触面积大幅度减小；对于小功率电器的触头要求表面粗糙度较低，可以保证接触电阻低值且稳定。无论何种负载，都不宜追求过于精细的表面，它对降低接触电阻未必有利。

另外，设计人员还必须全面、客观地分析主、客观影响因素。根据低压断路器的性质及特点来优化设计，提高电器产品的工作性能，避免其结构组件受到外界因素的影响，如周围空气温度方面、空气相对湿度、冲击与振动、污染恶劣环境的影响同样需要引起注意。另需定期检查、维修电器开关，避免其内部零部件脱落，尽可能避免爆炸危险介质、不存在腐蚀金属、导体尘埃等。

二、低压电气开关接触性能的简易判别方法

自动化电路对电器的触头有很多要求。当电路的电压和电流达到一定值并通过电路时，触头间会产生电弧或火花，对触头会产生腐蚀作用。电气连接器及接插元件，一般是在不带电情况下接通与分断电路，操作过程中接触部分不产生电弧或火花。触头的性能方面，触头材料的硬度与弹性要适当，硬度太大时，接触面积小，弹性较大的材料在触头闭合时，由于触头间的弹跳使磨损加大，所以触头接触面积和压力都很重要。因此，我们对开关触头的接触面积、压力和触头材质都会做相应的检测。判别过程中，其方法简单，检验器材，也就地取材。我们一般采用以下几种方法。

2.1开关触头接触面积检查

具体在接触面积检查方面的操作如下：用朱红印泥涂在动、静触头的接触面上，中间夹一张白纸，将开关合上后并断开，取下白纸。动、静触头接触面积不应少于动触头面积的80%，如达不到此要求，则要将两个平面细心调整，使之满足要求。

2.2开关触头接触压力检查

将接触器触头间分别加上纸条，然后将开关合上，用弹簧称垂直于触头接触面，向分开方向测得刚刚能将纸条抽出时之值。该值应符合厂家提供的参数。如DZ系列开关，一般100安的≥7牛，250安的≥40牛，600安的≥73.5牛，三相之间压力差，不大于三相平衡值的20%。如达不到要求，则应找出原因，调整或更换某些部件，否则为不合格不宜使用。

2.3触头间接触电阻的测试

可双臂电桥或降压法测量触头的接触电阻，测试值应符合厂家提供的参数。

2.4开关实际载流试验

在接触器每相触头通上额定电流，检查触头发热情况。将大电流发生器与接触器连接，脱开过流脱扣器，合上被测接触器。合上电流发生器电源，逐步升电流到额定值，然后用红外线测温仪或半导体点温计测触头表面温度。每隔十分钟测下温度，在室温不超过35℃时，两小时内接触器触头表面表温度不应超过80℃。若升温过快，基本上可以断定触头材质有问题或接触器触头接触面严重损坏，要更换合格的触头或降标准使用，至于降多少，仍应以长期加电流时触头表面温度不超过80℃为准，同时应对过流脱扣器作相应的调整，否则不能使用。

结束语：

综上所述，在进行低压电器开关的设计时要充分考虑影响产品接触性能的影响因素，使用中能进行判别，另外在整体使用时良好的外部接线，也是保证产品可靠运行的因素，所以一定要严格按操作要求进行。结合实际情况，在充分地考虑到低压电器开关的使用范围以及低压电器开关的性能检测过程中体现出的性能基础上，科学合理地对低压电器设备开关进行设计，保证低压电器开关的使用性能。从而使其能安全稳定的运行下去。

参考文献：

[1]杨清.低压电气开关主要性能研究--微型断路器和塑壳断路器温升、寿命和短路试验研究[D].上海交通大学,2013.

[2]杨帆.断路器在低压配电系统中的应用访中南建筑设计院股份有限公司电气副总汪隽[J].电气应用,2010(19):6-8.

作者简介：

罗伟刚，男。身份证号：42020319840502xxxx