一文详解电磁式低压电器的触头系统

　　触头是一切有触点电器的执行部分，这些电器就是通过在衔铁带动下触头的动作来接通与分断电路的。因此，触头工作的好坏也直接影响整个电路的工作性能。

　　1）触头的结构形式和接触方式

　　触头主要有两种结构形式：桥式触头和指形触头，桥式触头的结构形式如图1.8所示。触头的接触方式一般有三种，点接触、线接触和面接触，如图1.9所示。

　　

　　（1）桥式触头的两个触头串于同一个电路中，电路的通断由两个触头同时完成。桥式触头多为面接触方式，允许通过很大的电流，常用于大容量的接触器中做主触头用。指形触头多为线接触方式，它的接触区域是一条直线或一条窄面，允许通过的电流也比较大，常用于中等容量的接触器中，做主触头用。由于指形触头在通断过程中是滚动接触，以既可产生摩擦自动消除触头表面的氧化膜，保证触头的良好接触，又可缓冲触头闭合时的撞击能量，改善触头的电器性能。

　　（2）点接触方式的触头因允许通过的电流很小，所以只能用于电流较小的电器中，如继电器的触头和接触器的辅助触头就常采用这种接触方式。

　　2）触头的接触电阻及其减小方法

　　触头的接触电阻包括“膜电阻”和“收缩电阻”。“膜电阻”是触头表面的氧化膜产生的电阻，“收缩电阻”是由于动静触头的接触面不是十分光滑，闭合时使有效导电面积减小而增加的电阻。接触电阻的存在，不仅会造成一定的电压损失，而且会使触头发热而温度升高，严重时可导致触头熔焊而不能正常工作。

　　为了减小接触电阻，可采用安装触头弹簧以增加接触压力，在铜基触头上镀银以减小接触电阻，在大容量电器中采用指形触头以自动清除氧化膜，用无水乙醇或四氯化碳及时擦拭触头以清除触头表面尘垢等方法解决。

　　3）触头分断时电弧的产生及常用灭弧方法

　　触头分断时，在刚出现断口之际，由于两触头间距离极小，其间将形成很强的电场，使阴极中的自由电子溢出到气隙中并向阳极加速运动，这称为场致发射。场致发射的电子在前进途中撞击气体原子，使之电离，分裂成为电子和正离子，这称为撞击电离。电离产生的电子在向阳极运动的过程中又将撞击其他原子使其电离，电离产生的正离子则向阴极运动，撞击阴极使阴极温度逐渐升高，从而发射出电子，这称为热电子发射。发射的热电子在向阳极运动的过程中再参与撞击电离。当隙间温度升高到一定程度后，气体原子相互间的剧烈碰撞也会产生电离，这称为热游离。以上发射、电离和游离的结果，在触头间隙间产生大量的带电粒子，在电场作用下，大量带电粒子作定向运动形成电流，于是绝缘的气体就变成了导体，致使两个触头间出现强烈的火花，这就是所谓的“电弧”。可以看出，电弧的产生实际上是一种气体放电现象。

　　电弧的存在不仅延迟了电路的分断时间，其高温还易烧损触头和电器中的其他部件甚至引起火灾和爆炸事故，因此应采取适当措施迅速将其熄灭。常用的灭弧方法有以下几种。

　　（1）双断口灭弧。双断口就是在一个回路中有两个产生和断开电弧的间隙。桥式双断口触头系统如图1.10所示。当触头分断时，在左右两个断口处产生两个彼此串联的电弧，由于两个电弧的电流方向相反，所以两个电弧在回路磁场产生的电动力F的作用下，向两侧方向运动，使电弧受到拉长和冷却，迅速熄灭。

　　

　　（2）磁吹灭弧。在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受到电磁力的作用而被拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质接触而被冷却熄灭，如图1.11所示。

　　

　　（3）金属栅片灭弧。图1.12为金属栅片灭弧的示意图。当触头分断时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成许多串联的短弧，此时彼此绝缘的栅片就成为短弧的电极。要维持电弧燃烧必须在电极附近有一定的电压降，称为临极压降。一对临极压降为12V-20V。由于电弧被分割成许多串联的短弧后使所需的总的电压降增大，从而使电源电压不足以继续维持电弧，再加上金属栅片要吸收电弧的热量，所以电弧将迅速熄灭。