一文詳解電磁式低壓電器的觸頭系統(tǒng)

觸頭是一切有觸點電器的執(zhí)行部分，這些電器就是通過在銜鐵帶動下觸頭的動作來接通與分?jǐn)嚯娐返?。因此，觸頭工作的好壞也直接影響整個電路的工作性能。

1）觸頭的結(jié)構(gòu)形式和接觸方式

觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：橋式觸頭和指形觸頭，橋式觸頭的結(jié)構(gòu)形式如圖1.8所示。觸頭的接觸方式一般有三種，點接觸、線接觸和面接觸，如圖1.9所示。

（1）橋式觸頭的兩個觸頭串于同一個電路中，電路的通斷由兩個觸頭同時完成。橋式觸頭多為面接觸方式，允許通過很大的電流，常用于大容量的接觸器中做主觸頭用。指形觸頭多為線接觸方式，它的接觸區(qū)域是一條直線或一條窄面，允許通過的電流也比較大，常用于中等容量的接觸器中，做主觸頭用。由于指形觸頭在通斷過程中是滾動接觸，以既可產(chǎn)生摩擦自動消除觸頭表面的氧化膜，保證觸頭的良好接觸，又可緩沖觸頭閉合時的撞擊能量，改善觸頭的電器性能。

（2）點接觸方式的觸頭因允許通過的電流很小，所以只能用于電流較小的電器中，如繼電器的觸頭和接觸器的輔助觸頭就常采用這種接觸方式。

2）觸頭的接觸電阻及其減小方法

觸頭的接觸電阻包括“膜電阻”和“收縮電阻”。“膜電阻”是觸頭表面的氧化膜產(chǎn)生的電阻，“收縮電阻”是由于動靜觸頭的接觸面不是十分光滑，閉合時使有效導(dǎo)電面積減小而增加的電阻。接觸電阻的存在，不僅會造成一定的電壓損失，而且會使觸頭發(fā)熱而溫度升高，嚴(yán)重時可導(dǎo)致觸頭熔焊而不能正常工作。

為了減小接觸電阻，可采用安裝觸頭彈簧以增加接觸壓力，在銅基觸頭上鍍銀以減小接觸電阻，在大容量電器中采用指形觸頭以自動清除氧化膜，用無水乙醇或四氯化碳及時擦拭觸頭以清除觸頭表面塵垢等方法解決。

3）觸頭分?jǐn)鄷r電弧的產(chǎn)生及常用滅弧方法

觸頭分?jǐn)鄷r，在剛出現(xiàn)斷口之際，由于兩觸頭間距離極小，其間將形成很強(qiáng)的電場，使陰極中的自由電子溢出到氣隙中并向陽極加速運(yùn)動，這稱為場致發(fā)射。場致發(fā)射的電子在前進(jìn)途中撞擊氣體原子，使之電離，分裂成為電子和正離子，這稱為撞擊電離。電離產(chǎn)生的電子在向陽極運(yùn)動的過程中又將撞擊其他原子使其電離，電離產(chǎn)生的正離子則向陰極運(yùn)動，撞擊陰極使陰極溫度逐漸升高，從而發(fā)射出電子，這稱為熱電子發(fā)射。發(fā)射的熱電子在向陽極運(yùn)動的過程中再參與撞擊電離。當(dāng)隙間溫度升高到一定程度后，氣體原子相互間的劇烈碰撞也會產(chǎn)生電離，這稱為熱游離。以上發(fā)射、電離和游離的結(jié)果，在觸頭間隙間產(chǎn)生大量的帶電粒子，在電場作用下，大量帶電粒子作定向運(yùn)動形成電流，于是絕緣的氣體就變成了導(dǎo)體，致使兩個觸頭間出現(xiàn)強(qiáng)烈的火花，這就是所謂的“電弧”?？梢钥闯?，電弧的產(chǎn)生實際上是一種氣體放電現(xiàn)象。

電弧的存在不僅延遲了電路的分?jǐn)鄷r間，其高溫還易燒損觸頭和電器中的其他部件甚至引起火災(zāi)和爆炸事故，因此應(yīng)采取適當(dāng)措施迅速將其熄滅。常用的滅弧方法有以下幾種。

（1）雙斷口滅弧。雙斷口就是在一個回路中有兩個產(chǎn)生和斷開電弧的間隙。橋式雙斷口觸頭系統(tǒng)如圖1.10所示。當(dāng)觸頭分?jǐn)鄷r，在左右兩個斷口處產(chǎn)生兩個彼此串聯(lián)的電弧，由于兩個電弧的電流方向相反，所以兩個電弧在回路磁場產(chǎn)生的電動力F的作用下，向兩側(cè)方向運(yùn)動，使電弧受到拉長和冷卻，迅速熄滅。

（2）磁吹滅弧。在一個與觸頭串聯(lián)的磁吹線圈產(chǎn)生的磁場作用下，電弧受到電磁力的作用而被拉長，被吹入由固體介質(zhì)構(gòu)成的滅弧罩內(nèi)，與固體介質(zhì)接觸而被冷卻熄滅，如圖1.11所示。

（3）金屬柵片滅弧。圖1.12為金屬柵片滅弧的示意圖。當(dāng)觸頭分?jǐn)鄷r，產(chǎn)生的電弧在電動力的作用下被推入一組金屬柵片中而被分割成許多串聯(lián)的短弧，此時彼此絕緣的柵片就成為短弧的電極。要維持電弧燃燒必須在電極附近有一定的電壓降，稱為臨極壓降。一對臨極壓降為12V-20V。由于電弧被分割成許多串聯(lián)的短弧后使所需的總的電壓降增大，從而使電源電壓不足以繼續(xù)維持電弧，再加上金屬柵片要吸收電弧的熱量，所以電弧將迅速熄滅。