繼電器觸點(diǎn)概述

觸點(diǎn)是電磁式繼電器的最重要組成部分之一。觸點(diǎn)的性能受到諸如觸點(diǎn)材料、接觸壓力、負(fù)載類(lèi) 型、工作頻率、大氣環(huán)境、觸點(diǎn)配置及跳動(dòng)等因素的影響。如果其中任何因素不能滿足預(yù)定值，可能 就要發(fā)生諸如觸點(diǎn)間的金屬電化學(xué)腐蝕、觸點(diǎn)熔焊、磨損、觸點(diǎn)電阻快速增加等點(diǎn)接觸問(wèn)題。觸點(diǎn)的 額定負(fù)載是指電磁式繼電器允許分?jǐn)嗟碾妷汉碗娏?，?fù)載的大小決定了電磁式繼電器能控制電壓和電 流的大小。電磁繼電器在使用過(guò)程中不能超過(guò)這兩個(gè)值，否則會(huì)很容易造成繼電器觸點(diǎn)的損壞。

觸點(diǎn)的接觸形式有三種，即點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。就電磁繼電器而言，觸點(diǎn)的接觸形式多為點(diǎn)接觸。市面上常見(jiàn)的電磁繼電器有一組觸點(diǎn)、兩組觸點(diǎn)和三組觸點(diǎn)的。為了保證在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最大程度避免觸點(diǎn)本身因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題造成的偶然失效，并盡可能保證在最大空間內(nèi)檢測(cè)觸點(diǎn)接觸壓力，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中放棄選取具有一組觸點(diǎn)和三組觸點(diǎn)的電磁繼電器，而選擇具有兩組觸點(diǎn)的電磁繼電器。

在通電狀態(tài)下，動(dòng)、靜觸點(diǎn)脫離接觸時(shí)，如果被分?jǐn)嚯娐返碾娏鞒^(guò)某一數(shù)值（不同繼電器觸點(diǎn)材料不同，額定電流也不同），或分?jǐn)嗪蠹釉谟|點(diǎn)間隙兩端電壓超過(guò)某一數(shù)值（不同繼電器觸點(diǎn)材料不同，額定電壓也不同）時(shí)，觸點(diǎn)間隙中就會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧實(shí)際上是觸點(diǎn)間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強(qiáng)光和火花。電弧的存在，既燒損觸點(diǎn)金屬表面，降低電器壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，甚至造成繼電器接觸失效，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)或氣體事故。所以要準(zhǔn)確地檢測(cè)出觸點(diǎn)接觸壓力的變化規(guī)律，必須保證在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電磁繼電器分?jǐn)嗟碾娏饕约笆┘釉诶^電器觸點(diǎn)兩端的電壓不能超過(guò)額定值。

在動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，必須施加一個(gè)外加壓力保證動(dòng)、靜觸點(diǎn)間電接觸良好，這個(gè)壓力通常被稱(chēng)為觸點(diǎn)的接觸壓力。

觸點(diǎn)接觸壓力有如下幾個(gè)作用：

（1）保證動(dòng)、靜觸點(diǎn)的良好接觸，使繼電器接觸電阻盡量小。

（2）防止表面膜的生長(zhǎng)和接觸面的污染。

（3）抑制觸點(diǎn)的彈跳。使觸點(diǎn)在閉合時(shí)的碰撞得以緩沖，將碰撞的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，進(jìn)而抑制觸點(diǎn)的彈跳。

觸點(diǎn)的接觸壓力對(duì)于電磁繼電器觸點(diǎn)來(lái)講是一個(gè)很重要的參數(shù)，在產(chǎn)品進(jìn)行初始設(shè)計(jì)時(shí)要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)才能選取得較為合適。如果將觸點(diǎn)的接觸壓力選得比較小，就滿足不了繼電器可靠性方面的要求；如果將觸點(diǎn)的接觸壓力選取的比較大，就需要增大繼電器的操作功，對(duì)反作用彈簧的要求也需要提高，在技術(shù)上不經(jīng)濟(jì)。

一、電弧侵蝕

觸點(diǎn)材料電弧侵蝕是指電極表面受電弧熱流輸入和電弧力的作用，使觸點(diǎn)材料以蒸發(fā)或液體噴濺、固態(tài)脫落等形式脫離觸點(diǎn)本體的過(guò)程，電弧侵蝕是限制密封繼電器工作壽命和工作可靠性的關(guān)鍵因素，也是引起觸點(diǎn)材料損失的主要形式。影響電弧侵蝕的主要因素，一是電弧特性及其對(duì)電極熱流和力的作用，二是觸點(diǎn)材料對(duì)電弧熱、力作用的響應(yīng)。

二、觸點(diǎn)粘結(jié)與熔焊

第一、觸點(diǎn)粘結(jié)是指表面完全清潔的兩觸點(diǎn)由于金屬表面原子接近到晶格距離，靠原子的相互吸引而結(jié)合的現(xiàn)象。如果相互接觸的觸點(diǎn)，表面存在微觀尖峰，由于觸點(diǎn)的接觸壓力使尖峰發(fā)生塑性變形，或由于擴(kuò)展接觸而顯著增加時(shí)，觸點(diǎn)就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的粘結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致觸點(diǎn)工作失效。

第二、觸點(diǎn)的熔焊是指兩電極接觸區(qū)域靠金屬熔化而結(jié)合在一起的現(xiàn)象，根據(jù)形成原因，熔焊可分為靜熔焊和動(dòng)熔焊。由接觸電阻產(chǎn)生的焦耳熱使兩觸點(diǎn)接觸部分熔化，結(jié)合而不能斷開(kāi)的現(xiàn)象稱(chēng)為靜熔焊；而在觸點(diǎn)控制外部電路的過(guò)程中，觸點(diǎn)的接觸壓力在零值及以上附近變化時(shí)，觸點(diǎn)之間產(chǎn)生液態(tài)金屬橋接，或由于電弧熱流使觸點(diǎn)熔化而發(fā)生的熔焊現(xiàn)象則稱(chēng)為動(dòng)熔焊。

三、金屬遷移

當(dāng)用密封繼電器控制外部電路時(shí)，與外部電路正極連接的觸點(diǎn)為正極，另一觸點(diǎn)則為負(fù)極，正、負(fù)極之間形成電場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下，處于負(fù)極的觸點(diǎn)將逐漸失去金屬分子而形成凹陷口子，直至成為洞口，處于正極的觸點(diǎn)將逐漸得到金屬分子而形成微尖峰或鍋底形凸出。隨著密封繼電器動(dòng)作次數(shù)的增加，勢(shì)必引起產(chǎn)品的失效

四、清洗污染

在密封繼電器動(dòng)、靜簧片的加工階段，簧片清洗完畢后從清洗液中取出時(shí)，其上粘附的清洗液在表面張力作用下富集于觸點(diǎn)部位，當(dāng)清洗液揮發(fā)后，其中的污染物(原清洗液或空氣中吸附的塵埃)干固在觸點(diǎn)周?chē)?。觸點(diǎn)工作過(guò)程中，這種粘附物在負(fù)荷作用下部分地?zé)g了，或形成電阻相當(dāng)高的復(fù)蓋層即外膜，造成接觸不良或完全絕緣。

一、電弧侵蝕

影響電弧侵蝕的主要因素，一是電弧的特性及其對(duì)電極熱流和力的作用，二是觸點(diǎn)材料對(duì)電弧熱、力作用的響應(yīng)?？偟膩?lái)說(shuō)，電弧侵蝕的主要形式有兩類(lèi)：

1、氣化蒸發(fā)：在電弧能量的作用下，觸點(diǎn)的表層材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)后，再轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)脫離觸點(diǎn)的過(guò)程。在一定的條件下，觸點(diǎn)材料也存在固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的升華過(guò)程。

2、液態(tài)噴濺：在電弧能量的作用下，觸點(diǎn)的表面某一區(qū)域熔化形成液池，液池內(nèi)的液態(tài)金屬在各種力的作用下，以微小液滴的形式飛濺出去造成材料較大損耗的過(guò)程。這些力包括斑點(diǎn)壓力、靜電場(chǎng)力、電磁力、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的作用力及反作用力、表面張力等。

電弧侵蝕的形式隨著觸點(diǎn)材料和負(fù)載電流條件的不同而變化。當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，觸點(diǎn)材料的侵蝕以氣化蒸發(fā)侵蝕為主；增大電流，則不僅有材料的氣化蒸發(fā)，而且還會(huì)出現(xiàn)液態(tài)金屬的噴濺現(xiàn)象，進(jìn)一步增大電流時(shí)，金屬的液態(tài)噴濺則成為觸點(diǎn)材料侵蝕的主要形式。

二、觸點(diǎn)粘接

觸點(diǎn)粘接通常發(fā)生在觸點(diǎn)靜態(tài)接觸時(shí)，由于接觸電阻使導(dǎo)電斑點(diǎn)及附近的材料溫度升高，從而導(dǎo)致擴(kuò)散速度的極大提高和接觸面積的大幅擴(kuò)大。觸點(diǎn)接觸部位的金屬分子互相擠壓滲透所形成的分子力是導(dǎo)致觸點(diǎn)粘結(jié)的內(nèi)在因素；觸點(diǎn)間的滑動(dòng)摩擦是加速分子擠壓滲透和積聚粘結(jié)力的必要條件。粘結(jié)力的大小取決于觸點(diǎn)材料的剛性與導(dǎo)致分子擠壓滲透的物理?xiàng)l件，觸點(diǎn)間是否粘結(jié)取決于粘結(jié)力是否大于簧片的返回力。

三、觸點(diǎn)金屬遷移

在觸點(diǎn)通斷電路的過(guò)程中，通常兩觸點(diǎn)間均有材料的相互轉(zhuǎn)移，只有當(dāng)這種相互轉(zhuǎn)移不能抵消時(shí)，才出現(xiàn)材料的凈轉(zhuǎn)移，顯著的觸點(diǎn)金屬遷移是存在大凈轉(zhuǎn)移的結(jié)果。觸點(diǎn)工作中的各種因素的不對(duì)稱(chēng)是觸點(diǎn)產(chǎn)生金屬遷移的主要原因，這些因素包括電弧、觸點(diǎn)材料特性和各種外力的作用。具體情況如下：

1、電弧對(duì)觸點(diǎn)存在各種形式的能量輸入。對(duì)處于陰極的觸點(diǎn)而言，離子流經(jīng)過(guò)陰極經(jīng)降壓加速后碰撞陰極的動(dòng)能、離子流在陰極表面和電子復(fù)合時(shí)放出的位能、弧柱輻射或傳導(dǎo)至陰極表面的能量，以及陰極體內(nèi)電流產(chǎn)生的焦耳熱。這些能量的輸入都會(huì)使觸點(diǎn)材料的溫度升高，出現(xiàn)熔化蒸發(fā)。

2、觸點(diǎn)在工作過(guò)程中還有各種力的作用，包括電子力、靜電力、電磁力、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的反作用力、等離子流力，這些力都可能使觸點(diǎn)表面熔融液池中的金屬發(fā)生液態(tài)噴濺。

3、影響觸點(diǎn)金屬遷移的材料特性主要是：導(dǎo)電導(dǎo)熱率、比熱容、熔化和氣化潛熱、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，以及熔融狀態(tài)下液池的冶金動(dòng)力學(xué)特性。另外觸點(diǎn)的尺寸、形狀、觸點(diǎn)間的連接形式等也會(huì)對(duì)觸點(diǎn)的金屬遷移產(chǎn)生影響。

繼電器線圈在電路中用一個(gè)長(zhǎng)方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線圈，就畫(huà)兩個(gè)并列的長(zhǎng)方框。同時(shí)在長(zhǎng)方框內(nèi)或長(zhǎng)方框旁標(biāo)上繼電器的文字符號(hào)“J”。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫(huà)在長(zhǎng)方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個(gè)觸點(diǎn)分別畫(huà)到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點(diǎn)與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號(hào)，并將觸點(diǎn)組編上號(hào)碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：

1、動(dòng)合型（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

2、動(dòng)斷型（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開(kāi)。用斷字的拼音字頭“D”表示。

3、轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開(kāi)和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來(lái)斷開(kāi)的成閉合，原來(lái)閉合的成斷開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱(chēng)為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。