接觸器輔助觸點(diǎn)接觸電阻產(chǎn)生原因分析

摘 要：通過(guò)對(duì)接觸器不同類(lèi)型輔助觸點(diǎn)的研究，探討更合理的維修方式及觸點(diǎn)選型。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛；接觸器；接觸電阻。

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.128

接觸器絕大多是都有輔助觸點(diǎn)，一般情況下，輔助觸點(diǎn)在低壓回路中，用于輸出信號(hào)，將接觸器的“分?jǐn)唷被颉伴]合”狀態(tài)傳遞給相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)。

目前地鐵電客車(chē)使用的接觸器輔助觸點(diǎn)可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是封閉式輔助觸點(diǎn)，一類(lèi)是開(kāi)放式輔助觸點(diǎn)。封閉式輔助觸點(diǎn)即為微動(dòng)開(kāi)關(guān)，是一種具有微小接點(diǎn)間隔和快動(dòng)機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動(dòng)桿的一種開(kāi)關(guān)。開(kāi)放式輔助觸點(diǎn)是一對(duì)或多對(duì)觸點(diǎn)，在電磁鐵芯動(dòng)作時(shí)通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)一起動(dòng)作，達(dá)到傳遞接觸器動(dòng)作狀態(tài)的目的。

近期二號(hào)線(xiàn)電客車(chē)出現(xiàn)的逆變器過(guò)流故障，可能是由于HK接觸器輔助觸點(diǎn)接觸故障導(dǎo)致。在分析故障時(shí)發(fā)現(xiàn)，故障接觸器輔助觸點(diǎn)接觸電阻明顯高于新件輔助觸點(diǎn)接觸電阻。

1 產(chǎn)生接觸電阻的原因

接觸器輔助觸點(diǎn)其中一個(gè)重要指標(biāo)就是接觸電阻，接觸電阻由有三部分組成，一是導(dǎo)體電阻，二是收縮電阻，三是膜層電阻。

導(dǎo)體電阻是由于實(shí)際測(cè)量電連接器接觸件的接觸電阻時(shí)，都是在接點(diǎn)引出端進(jìn)行的，故實(shí)際測(cè)得的接觸電阻還包含接觸表面以外接觸件和引出導(dǎo)線(xiàn)本身的導(dǎo)體電阻。導(dǎo)體電阻主要取決于金屬材料本身的導(dǎo)電性能及環(huán)境溫度。

收縮電阻是由于看起來(lái)比較光滑的接觸表面實(shí)際上都有微小的凸起或者凹坑，在實(shí)際接觸時(shí)都不可能是整個(gè)接觸面整體接觸，而是散布在接觸面上的一些點(diǎn)接觸。圖1為收縮電阻產(chǎn)生的示意圖。

通過(guò)增加接觸面的光滑程度，或者增加接觸壓力可以有效的減少收縮電阻，通常情況下測(cè)試接觸器主觸點(diǎn)接觸器電阻時(shí)，由于觸頭材料主要是硬度較小的銅合金，所以在測(cè)得接觸電阻較大時(shí)可以通過(guò)反復(fù)吸合，觸點(diǎn)反復(fù)擊打使接觸時(shí)接觸面更加貼合以減少收縮電阻。

膜層電阻是由于任何金屬在空氣中都會(huì)有氧化傾向，任何金屬暴露在空氣中都會(huì)很快會(huì)生成幾微米的初期氧化膜。即使是特別穩(wěn)定的金屬，例如金，表面也會(huì)有一層有機(jī)氣體吸附。

消除膜層電阻就是要通過(guò)觸點(diǎn)接觸時(shí)把層膜給擊碎，若不能擊碎，則必須依賴(lài)較高的電壓來(lái)?yè)舸┠る娮?。由于輔助觸點(diǎn)的電壓通常較小，接觸時(shí)擊打力度也較小，所以膜層電阻主要影響接觸器的輔助觸點(diǎn)。

2 接觸器輔助觸點(diǎn)接觸過(guò)程

以常開(kāi)觸點(diǎn)為例，在接觸器線(xiàn)圈得電時(shí)，線(xiàn)圈鐵芯動(dòng)作，接觸器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)瞬間閉合，然后反彈一小段距離，再閉合。閉合完成后，電流流過(guò)輔助觸點(diǎn)。

當(dāng)觸點(diǎn)閉合反彈時(shí)，如果電壓和電流足夠大，則動(dòng)靜觸點(diǎn)之間會(huì)出現(xiàn)電弧，電弧也可以消除膜層電阻，使得反彈后再次閉合后的膜層電阻大大減小，使得觸點(diǎn)真正接通電路。一般情況下，如果觸點(diǎn)不能通過(guò)撞擊有效消除膜層電阻，觸點(diǎn)的閉合是存在最小電壓和最小電流的。若低于最小電壓和最小電流，則有可能觸點(diǎn)閉而不合，不能有效完成接通任務(wù)。

3 輔助觸點(diǎn)狀態(tài)原因分析

輔助觸點(diǎn)接觸電阻測(cè)試時(shí)是在輔助觸點(diǎn)無(wú)電的情況下進(jìn)行，根據(jù)以上接觸電阻產(chǎn)生原因的闡述，輔助觸點(diǎn)接觸電阻較大的情況在有電狀態(tài)閉合是可能會(huì)有所改善。

但是在分解輔助觸頭后發(fā)現(xiàn)接觸面有較多的沉積物，說(shuō)明在電客車(chē)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)輔助觸點(diǎn)閉合時(shí)并未有效的清潔觸點(diǎn)，消除膜層電阻。長(zhǎng)此以往，沉積物越來(lái)越多，造成在接觸器吸合時(shí)輔助觸點(diǎn)并未真正接通，加載在輔助觸點(diǎn)兩端的電壓稍有變動(dòng)就有可能造成輔助觸點(diǎn)檢測(cè)斷路，造成相應(yīng)系統(tǒng)的故障。

分析接觸器結(jié)構(gòu)，觀(guān)察接觸器動(dòng)作時(shí)輔助觸點(diǎn)狀態(tài)。部分接觸器接觸過(guò)程較緩慢，輔助觸點(diǎn)接觸時(shí)撞擊較輕，可能無(wú)法擊碎膜層。同時(shí)輔助觸點(diǎn)為開(kāi)放式觸點(diǎn)，工作環(huán)境相較于微動(dòng)開(kāi)關(guān)更加惡劣，觸點(diǎn)表面容易產(chǎn)生膜層，容易堆積污染物。

封閉式輔助觸點(diǎn)主要指微動(dòng)開(kāi)關(guān)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)是將輔助觸點(diǎn)完全封閉在密閉空間中，一些微動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)部充有防氧化的氣體以保護(hù)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的工作環(huán)境較為清潔。而且微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)通常通過(guò)內(nèi)部彈簧彈片機(jī)構(gòu)，可以有較大的接觸力，保證擊碎膜層電阻。

所以在接觸器輔助觸點(diǎn)選型時(shí)，應(yīng)注意接觸器工作環(huán)境，對(duì)于工作環(huán)境較惡劣的場(chǎng)所使用的接觸器，應(yīng)盡量選擇封閉式輔助觸點(diǎn)。工作環(huán)境較好的接觸器，如果選擇開(kāi)放式輔助觸點(diǎn)，也應(yīng)定期維護(hù)輔助觸點(diǎn)，清潔表面，防止沉積物堆積。

作者簡(jiǎn)介：劉勁松（1992-），男，陜西西安人，本科，助理工程師，主要研究方向：城市軌道交通車(chē)輛維修。