電氣發熱與計算

目錄：

1. 電氣發熱的危害

2. 接觸電阻

3. 電氣發熱與允許溫升及散熱

4. 導體的長時發熱與短時發熱

1. 接觸的類型

2. 接觸電阻的組成

3. 電氣設備的接觸電阻過大時的危害

4. 影響接觸電阻的因素

當兩個金屬導體互相接觸時，在接觸區域內 存在著一個附加電阻，稱為

一、接觸的類型 ：

(1)固定接觸

用緊固件(如螺釘或鉚釘等)壓緊的電接觸稱 固定接觸。這種接觸工作時沒有相對運動。

(2)可分接觸

工作中可以接通或分斷的電接觸稱可分接觸。

接觸的雙方是一對電觸頭，一個稱靜觸頭， 另一個稱動觸頭。

觸頭的性能，對開關電器的分斷能力、控制 電器的電氣壽命、繼電器的可靠性等起重要的作 用。

靜觸頭 動觸頭

觸頭是電器的最薄弱環節，容易 發生故障。

(3)滑動及滾動接觸

在工作過程中觸頭可以互相滑動（或滾動） 的接觸方式稱為滑動(或滾動)接觸。

公共電車及電氣火 車的電源引進部分。

二、接觸電阻的組成

接觸電阻Rj由收縮電阻Rs和表面膜電阻Rb兩部分組成

1、收縮電阻

因為接觸點由多個組成， 所以整個接觸面的收縮電阻 Rs ， 為各個接觸點收縮電阻的並聯 值。

整個接觸面的收縮電阻 Rs 與材料的電阻率ρ成正比，與材 料硬度（HB值）的二次根成正 比，與壓力 F和接觸點的數目 n 的二次方根的乘積成反比。

2、表面膜電阻

在電接觸的接觸面上，由於汙染而覆蓋著一 層導電性很差的物質，這就是接觸電阻的另一部 分——表面膜電阻。

表面膜電阻的類型：（1）塵埃膜 （2）吸附膜 （3）無機膜 （4）有機膜

三、電氣設備的接觸電阻過大時的危害：

（1）使設備的接觸點發熱。

（2）發熱時間過長縮短設備的使用壽命。

（3）嚴重時可引起火災，造成經濟損失。

四、影響接觸電阻的因素 ：

1、 觸頭材料（包括表面鍍層材料）

為了防止觸頭冷焊，需要用硬度較高的觸頭 材料，如金、銀、銅、銅鍍銀等。為要改善接觸 性能，材料硬度又不宜太高。要根據實際需要來 選擇。 材料的化學穩定性要好，抗汙染、抗腐蝕、 抗氧化能力要強，導電性能要好，電阻率要低， 以滿足接觸電阻小而穩定的要求。

2、觸頭接觸壓力

觸頭接觸壓力越大，接觸面積越大，接觸電 阻越小。但觸頭壓力增大到一定數值時，會使觸 頭的機械磨損和電磨損增大。因此，觸頭壓力應 控制在適當的範圍內。

3、觸頭形狀和接觸形式

接觸形式與觸頭形狀關係密切。點接觸時 接觸電阻大；線接觸時接觸電阻要小些；面接 觸時接觸電阻更小些。

4、表面粗糙度

觸頭表面加工的粗糙度越小，實際接觸點就越多，而且更不易粘附塵埃、吸附有害氣體和潮氣，增強了 抗腐蝕的能力，同時減小了接觸電阻。

一般觸頭的表面粗糙度為（輪廓算術平均偏差）Ra1.6μm—Ra0.4μm。粗糙度太小了就需要拋光和研磨，拋光時使用的拋光膏的存在會增大觸頭有機會汙染的機會，是極為不利的。粗糙度過小也會增大冷焊的機會。

5.觸頭汙染

觸頭的汙染物有塵埃、潮氣、纖維、有機氣體的液體等，來自周圍環境和加工工藝過程及繼電器本身的結構材料（如絕緣材料）。

汙染是影響接觸電阻的重要因素，會產生較大的膜電阻和化學腐蝕，增大接觸電阻，降低觸頭的壽命。因此要求整潔生產和超淨生產以減少汙染。採用全封密技術或接觸系統、電磁系統單獨密封技術都是抗汙染的措施之一。

6.觸頭溫度

觸頭表面溫度的增加（包括環境溫度和觸頭本身溫度的增加），會使其表面狀況，接觸面積都發生變化。

在觸頭壓力不變的情況下，溫度升高會使金屬的電阻率增大，因此接觸電阻增大。溫度升高到一定程度時，會使觸頭軟化，接觸面積增大，接觸電阻下降。

溫度升高會加劇觸頭金屬氧化和化學腐蝕，不利於工作的穩定和可靠。

改善散熱條件的措施有：充入高壓氣體或罩殼塗黑。

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