1.4 低压电器的基本结构
低压电器一般由感测机构和执行机构组成。感测机构感测外界信号,通过转换、放大和判断做出有规律的反应,进而使执行机构动作。自控电器中,感测机构大多由电磁机构组成;受控电器中,感测机构通常为操作手柄等。执行机构按照感受机构对外界输入信号的反应进行相应动作,接通或分断电路,达到控制的目的。有触点电器的执行机构一般为触点系统。有触点的电磁式电器工作原理如图1-2所示。
图1-2 电磁式电器工作原理示意图
1.4.1 电磁机构
电磁机构的作用是将电磁能转换为机械能并带动触点闭合或断开,完成通断电路的控制(即通过产生的电磁吸力带动触点动作)。电磁机构主要由吸引线圈、铁心(静铁心)和衔铁(动铁心)组成。
电磁机构的结构按衔铁运动方式可分为直动式和转动式(拍合式),如图1-3所示。直动式铁心衔铁在线圈内做直线运动,多用于中小容量的交流接触器和继电器中。转动式可分为沿棱角转动的拍合式铁心和沿轴转动的拍合式铁心。沿棱角转动的拍合式铁心,衔铁绕轭铁的棱角转动,磨损小,主要用于直流电器和接触器中;沿轴转动的拍合式铁心,衔铁沿轴转动,多用于触点容量大的交流接触器中。
电磁机构的工作原理是,吸引线圈通入电流后,产生磁场,磁通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路,产生电磁吸力,衔铁在电磁吸力的作用下产生机械位移,同时衔铁还受弹簧拉力等与电磁吸力方向相反的反力作用,当电磁吸力大于反力时,衔铁可靠地被铁心吸住,带动相应的触点吸合或断开。
电磁机构的工作特性常用吸力特性和反力特性来表述。电磁机构的吸引线圈通电后,铁心吸引衔铁的电磁吸力与气隙的关系称为吸力特性。电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线称为反力特性。
1.电磁机构的吸力特性
吸引线圈按通入的电流类型可分为直流线圈和交流线圈。
图1-3 电磁机构衔铁的常见运动方式
1—衔铁(动铁心)2—铁心(静铁心)3—吸引线圈
直流线圈通入直流电,产生的磁通恒定,铁心没有磁滞损耗和涡流损耗,只有线圈的铜耗,铁心不发热,只有线圈发热,无骨架,线圈与铁心接触。一般线圈做成高而薄的细长形以利于散热,铁心和衔铁用软钢或工程纯铁制成。
交流线圈通入交流电,除线圈发热外,铁心中有磁滞和涡流损耗铁心,也要发热,有骨架将线圈和铁心隔开。一般线圈做成粗短形以改善线圈和铁心的散热,铁心和衔铁用硅钢片叠成,以减小铁损。
吸引线圈按连接方式可分为串联线圈(又称为电流线圈)和并联线圈(又称为电压线圈)。串联线圈串接于电路中,流过的电流大,为减小分压作用对电路的影响,线圈的导线粗,匝数少,阻抗较小;并联线圈并联在电路中,为减小分流作用对原电路的影响,线圈的导线细,匝数多,阻抗较大。
吸引线圈通入电流后产生的电磁吸力,是电磁式电器的一个重要参数。吸引线圈通电后产生一定大小的磁通,大部分磁通经过电磁铁的铁心和衔铁形成闭合回路,衔铁被磁化产生电磁吸力。由麦克斯韦电磁力计算公式可知,如果气隙中磁场均匀分布,则电磁力的大小与气隙截面积、磁感应强度的二次方成正比,即
式中,μ0为真空磁导率,μ0=4π×10-7 H/m,代入式(1-1),得
式中,Fat为电磁力(N);S为铁心端面截面积(m2);B为气隙中的感应强度(T);Φ为气隙中磁通量(Wb);
当铁心端面截面积S为常数时,由式(1-2)可知,电磁吸力与B2或Φ2成正比。
(1)直流电磁机构的吸力特性
如果线圈中通入直流电,由欧姆定律可知,电流大小只与电源电压和线圈电阻有关,当电压和电阻不变时,电流恒定,与磁路气隙无关。
衔铁吸合之前,磁路中气隙(δ)的磁阻Rm=较大,磁通较小,电磁吸力也较小;衔铁吸合时,气隙减小,磁路磁阻随之减小,因此磁通增大,电磁吸力也增大。由此可知,直流电磁机构在衔铁吸合过程中,电磁吸力随着气隙的减小逐渐增大,衔铁完全吸合时气隙最小,电磁吸力最大。要求可靠吸合或频繁动作的控制系统常采用直流电磁机构。
吸力特性曲线是电磁吸力与工作气隙的关系曲线。图1-4所示为直流电磁机构的吸力特性,当电压或电流改变时,电磁机构的吸力特性曲线也随之发生改变。若吸合线圈外加电压或电流增大,则吸力特性曲线上移,曲线变平坦,反之下移。
图1-4 直流电磁机构的吸力特性
1—原吸力特性 2—增加电压或电流时的吸力特性 3—减小电压或电流时的吸力特性
直流电磁机构衔铁闭合后,由于磁路磁阻小,在线圈断电后导磁体剩磁产生的吸力如果足以克服释放弹簧的反力,会使衔铁打不开,这称为“衔铁粘住”现象。为保证衔铁可靠释放,避免衔铁粘住,常在吸力较小的直流电磁机构铁心端面加装非磁性垫片(厚度为0.1mm的磷铜片),在吸力较大的直流电磁机构(如直流接触器)铁心柱端面上加装极靴,以增加衔铁闭合后的气隙,减少剩磁。
(2)交流电磁机构的吸力特性
如果线圈中通入交流电,磁感应强度为交变量,即
将式(1-3)代入式(1-1)可得
式中,为周期性变化的电磁吸力幅值。
由式(1-4)可知,电磁吸力是方向不变的脉动吸力,由两部分组成。第一项为电磁吸力幅值的一半;第二项为最大值为2倍电源频率变化的周期性电磁吸力,幅值为电磁吸力幅值的一半。交流电磁机构的平均电磁吸力为一个周期电磁吸力的平均值。交流电磁机构吸力特性曲线如图1-5b所示,交流电磁机构吸引线圈的电阻远小于其感抗,当作用于线圈的电压、电源频率和线圈匝数不变时,交流电磁机构的磁通幅值Φm几乎不变,不考虑漏磁,电磁吸力的平均值Fav不变。考虑到漏磁的影响,电磁吸力平均值随气隙的减小略有增加,因此,与直流电磁机构相比,交流电磁机构的吸力特性曲线形状一般比较平坦,如图1-5所示。
虽然交流电磁机构的气隙磁通最大值近似不变,但气隙磁阻随气隙长度的增大而成比例增大,交流励磁电流也随气隙长度的增大成正比例增大。因此,交流电磁机构在吸引线圈通电但衔铁未动作时的励磁电流比额定工作电流大得多,一般U形交流电磁机构,线圈通电而衔铁未吸合瞬间,电流可达吸合后额定电流的5~6倍,E形电磁机构将达到10~15倍。如果发生衔铁卡住或用于频繁动作的场合,交流线圈可能因电流过大而烧毁,在可靠性要求高或频繁操作的场合,一般不采用交流电磁机构。
图1-5 电磁机构的吸力特性
a)交流电磁机构吸力特性 b)直流电磁机构吸力特性
交流电磁机构的电磁吸力一个周期内在0(最小值)~Fatm(最大值)之间变化,当电磁吸力的瞬时值大于反力时,衔铁吸合;当电磁吸力的瞬时值小于反力时,衔铁释放,如图1-6所示。电源电压每变化一个周期,电磁铁吸合两次、释放两次,使电磁机构产生振动和噪声,加重铁心接触处磨损,降低电磁机构的使用寿命。
图1-6 交流电磁机构的交变磁通和电磁吸力
为抑制交流电磁机构的振动和噪声,可在铁心的一端加装短路铜环,如图1-7所示。短路环将铁心中磁通分成两部分,使铁心端面有两个不同相位的磁通Φ1、Φ2,如图1-8所示,电磁机构的总吸力F为Φ1、Φ2产生的Φ相位不同的两个电磁吸力F1、F2合成,只要这个合成吸力始终大于电磁机构的反力,就能削弱衔铁的振动和噪声,一般短路环包围2/3的铁心截面。
图1-7 交流电磁机构铁心端部短路环
1—衔铁 2—铁心 3—线圈 4—短路环
图1-8 交流电磁机构加短路环后的磁通和电磁吸力
2.电磁机构的反力特性
电磁机构中与电磁吸力方向相反的力(释放弹簧的弹力、触点弹簧的弹力、运动部件的重力和摩擦力等)统称为电磁机构的反力。反力特性描述作用于衔铁的反力与气隙之间的关系。使电磁机构衔铁释放的力主要是弹簧反力,胡克定律指出:在弹性限度内,弹簧的弹力F和弹簧的长度变化量x成正比,即F=kx。在衔铁开始动作使释放弹簧变长开始,弹簧的长度增大、气隙减小,弹簧反力逐渐增大,这一段主要为释放弹簧的反力变化;当达到低压电器动静触头刚接触的位置时,触点弹簧长度发生改变产生弹力,此时触点弹簧和释放弹簧同时起作用,使反力增大,改变释放弹簧的松紧,可以改变反力特性曲线的位置,释放弹簧拧紧,反力特性曲线上移,释放弹簧放松,反力特性曲线下移。电磁机构的反力特性如图1-9所示。
图1-9 电磁机构的反力特性
1—原释放弹簧 2—拧紧释放弹簧 3—放松释放弹簧
为使电磁机构正常工作,衔铁吸合时,吸力必须始终大于反力,衔铁释放时,吸力必须始终小于反力,如图1-10所示。吸力不能过大或过小,吸力过大时,衔铁与铁心接触时的冲击力大,导致动、静触头接触时的冲击力也大,可能使触头和衔铁发生弹跳,导致触头发生熔焊或烧毁,影响电器的机械寿命;吸力过小时,衔铁运动速度慢,难以满足高操作频率的要求。因此,吸力特性与反力特性必须配合得当,才能保证低压电器可靠工作。
图1-10 吸力特性与反力特性的配合
1—吸力特性曲线 2—反力特性曲线 3—释放过程吸力特性曲线
1.4.2 触头系统
触头是电器的执行机构,通过动、静触头的分合实现电气线路的接通和分断。静触头一般是固定不动的,动触头在分合动作过程中要运动一定的行程与静触头实现接触或分开。一般情况下,低压电器的静触头应接电源,动触头接负载。
1.触头的基本参数
触头有如下4个基本参数。
1)开距:触头断开状态时动静触头间的最短距离。为保证触头能耐受电路中可能出现的过电压及电弧可靠熄灭,需保证合理的开距大小。
2)超程:触头运动到闭合位置后,将静触头移开时动触头还能移动的距离。超程大小影响触头电侵蚀的程度。
3)初压力:触头刚闭合时作用于触头的压力。
4)终压力:触头闭合运动到终止位置时的压力。
触点结构按其原始状态可分为常开触点和常闭触点,原始状态为吸引线圈未通电时的状态。线圈未通电时触头闭合,线圈通电后触头断开的触点称为常闭触点或动断触点;线圈未通电时触头断开,线圈通电后触头闭合的触点称为常开触点或动合触点。图1-11所示为电器触点的示意图。
图1-11 电器触点示意图
2.触头常见接触方式
触头的接触方式分一般有3种:点接触、线接触和面接触,如图1-12所示。触头按结构形式可分为桥式触头和指形触头。图1-12a为点接触形式,适用于电流不大且触头压力小的场合,如继电器电路、辅助触点;图1-12c所示为面接触形式,适用于大电流场合,多用于较大容量接触器的主触点。图1-12a、c在结构形式上属于桥式触头,触头开距小,电器结构紧凑、体积小,触头闭合时冲击能量小,有利于提高机械寿命。图1-12b在结构上属于指形触头,触头的接触方式为线接触,在触头接通或分断时产生滚动摩擦,既有利于去掉氧化膜,又可缓冲触头闭合时的撞击能量,改善触头的电器性能;缺点是触头开距大,增大了电器体积,动触头采用软连接,影响了机械寿命。
图1-12 触头的接触方式
a)点接触 b)线接触 c)面接触
3.触头的常见问题
(1)触头的振动
触头在闭合过程中,触头间的碰撞、触头间的电动斥力和衔铁与铁心的碰撞都可能引起触头的机械振动。两个触头在闭合时发生碰撞产生振动是不可避免的,为了提高触头的使用寿命,必须消除触头闭合过程中的有害振动。
当触头闭合时,电器传动机构的力直接作用在动触头支架上,使得质量为m的动触头以速度v1向静触头运动,在动、静触头相撞时动触头具有一定的动能,如图1-13a所示。触头发生碰撞后,触头表面将产生弹性变形,此时,一部分能量消耗在碰撞过程中(因为触头不是绝对弹性体),而大部分能量转变为触头表面材料的变形势能。当触头表面达到最大变形xSD时(图1-13 b),变形势能达到最大,而动触头的动能降为零,于是动触头停止运动。紧接着触头的弹性变形开始恢复,将势能释放,由于静触头固定不动,动触头会受到反力作用,以初速度v2弹回,甚至离开静触头,并把触点弹簧压缩,将动能储存在弹簧中,在触点弹簧的作用下,动触头反跳的速度逐渐减小。与此同时,传动机构继续推动触头支架将弹簧进一步压缩。当动触头反跳的速度降为零时,反跳距离达到最大值xm(图1-13 c)。随后,动触头在弹簧张力的作用下又开始向静触头运动,触头间发生第二次碰撞和反跳。
图1-13 触头振动过程示意图
a)触头碰撞开始瞬间 b)触头碰撞后瞬间 c)触头振动变化过程中 d)触头表面变形量变化曲线
1—静触头 2—动触头 3—触点弹簧 4—动触头支架
xSD—塑性和弹性变形量 xD—弹性变形量 xm—最大振幅
由于触头第一次碰撞和反跳都要消耗掉一部分能量,同时,在碰撞和反跳的过程中,传动机构使触点弹簧进一步压缩,因而动触头的振动时间和振幅一次比一次要小,直至振动停止,触头完全闭合。另外,在触头带电接通时,由于实际接触的只有几个点,在接触点处便产生电流线的密集或弯曲。畸变的电流线和通过反向电流的平行导体一样,相互作用产生斥力,使触头趋于分离,该电动力称为收缩电动力。收缩电动力也能引起触头间的振动,特别是在闭合大的工作电流或短路电流时,电动斥力的作用更为显著。对于电磁传动的电器,在触头闭合过程中,衔铁以一定的速度向静铁心运动,当衔铁吸合时,同样会因碰撞而产生振动,以致触头又发生第二次振动。
在触头振动过程中,如果xm≤xSD,则碰撞后触头不会分离,这样的振动不会产生电弧,对触头无害,因而称为无害振动;反之,若xm>xSD,则碰撞后动静触头分离,在触头间隙中会出现金属桥,造成触头磨损或熔焊,甚至产生电弧,严重影响触头的寿命。
为提高触头的使用寿命,必须减小触头的振动。减小触头振动主要有以下几种方法:
1)使触头具有一定的初压力。增大初压力可减小触头反跳时的振幅和振动时间。但初压力增大是有限的,如果初压力超过了传动机构的作用力(例如,电磁机构的吸力),则不仅触头反跳的距离增加,触头也不能可靠地闭合,反而造成触头磨损增加。
2)降低动触头的闭合速度,以减小碰撞动能。由实验可知,减小触头闭合瞬间的速度可减小触头振动的振幅。这要求吸力特性和反力特性配合良好。当触头回路电压高于300V时,若闭合速度过小,则在动、静触头靠近时,触头间隙会击穿形成电弧,反而会引起电磨损的增加。
3)减小动触头的质量,以减小碰撞动能,从而减小触头的振幅。在减小触头质量时,必须考虑触头的机械强度、散热面积等问题。
4)对于电磁式电器,减小衔铁和静铁心碰撞时的振动,以减小触头的二次振动。其方法是吸力特性与反力特性有良好的配合及铁心具有缓冲装置。
(2)触头的熔焊
触头的熔焊主要发生在触头闭合有载电路的过程中和触头处于闭合状态时。
在触头闭合过程中,触头的机械振动使触头间断续产生电弧,在电弧高温的作用下,使触头表面金属熔化。当触头最终闭合时,这些熔化金属可能凝结而引起熔接,使动、静触头熔焊在一起不能打开。
在触头处于闭合状态时,若通过过大的电流,会使触头接触处温度升高,如果达到了熔化温度,两触头接触处的材料便熔化并结合在一起,使接触电阻迅速下降,其损耗和温度都下降,熔化的金属可能凝结而引起熔接。这种由热效应而引起的触头熔接,称为触头的“熔焊”。
还有一种触头熔接现象,产生于常温状态,通常称为“冷焊”。“冷焊”常常发生在用贵金属材料(如金与金合金等)制成的小型继电器触点中。原因为贵金属表面不易形成氧化膜,纯净的金属接触面在触头压力作用下,由于金属原子间化学亲和力的作用,使两个触头表面结合在一起,产生“冷焊”现象。“冷焊”在触头间产生的黏结力很小,但是在小型高灵敏继电器中,由于使触头分开的力也很小(一般小于9.8×10-2N),不能把由于冷焊粘接在一起的触头弹开,出现触头粘住不释放的现象。
(3)触头的磨损
触头在多次接通和断开有载电路后,它的接触表面将逐渐产生磨损,这种现象称为触头的磨损。触头磨损达到一定程度后,其工作性能便不能保证,此时,触头的寿命即告终结。继电器和接触器的电寿命主要取决于触头的寿命。
触头磨损包括机械磨损、化学磨损和电磨损。机械磨损是在触头闭合和打开时研磨和机械碰撞造成的,它使触头接触面产生压皱、裂痕或塑性变形和磨损。化学磨损是由于周围介质中的腐蚀性气体或蒸气对触头材料的侵蚀所造成,它使触头表面形成非导电性薄膜,致使接触电阻变大且不稳定,甚至完全破坏了触头的导电性能。这种非导电性薄膜在触头相互碰撞及触头压力作用下,逐渐剥落,形成金属材料的损耗。机械磨损和化学磨损一般很小,约占全部磨损的10%。
触头的磨损主要取决于电磨损。电磨损主要发生在触头闭合和开断过程中,尤其以触头开断过程中产生的电磨损为主。在触头闭合电流时产生的电磨损,主要是由于触头碰撞引起的振动所产生,在触头分断电流时所产生的电磨损,主要是由高温电弧造成的。
触头在分断与闭合电路过程中,在触头间隙中产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象,引起触头材料的金属转移、喷溅和汽化,使触头材料变形,这种现象称为触头的电磨损。触头的电磨损主要有两种:液桥的金属转移和电弧的烧损。
1)液桥的形成和金属转移。触头分断时,从触头完全闭合到触头刚开始分离的时间内,首先触头的接触压力和接触面积逐渐减小,接触电阻越来越大,电流密度剧增,产生的热量使接触处的金属熔化,形成金属液滴。触头继续断开时,将金属液滴拉长,形成液态金属桥。由于温度沿液桥的长度分布不对称,且其最大值发生在阳极附近,使金属熔液由阳极转移到阴极。由于液桥的金属转移作用,多次操作后,触头的阳极出现凹坑,阴极出现凸起,液桥对弱电流电器的触头电磨损影响很大。
2)电弧对触头的腐蚀。电弧磨损比液桥引起的金属转移高5~10倍。当负载电流很大时,电弧的温度极高,触头间一般有电动力吹弧,强烈的金属蒸气热浪冲击。往往把液态金属从触头表面吹出,向四周飞溅。这种磨损与小功率电弧的磨损不同,金属蒸气再次沉积于触头表面的概率很小,使触头阳极遭到严重磨损,且由于阳极温度高而磨损更为严重。
一般可以从以下两方面减小触头在通断过程中的磨损:
1)减小触头分断过程中的磨损。
① 合理选择灭弧系统的参数,例如,磁吹的磁感应强度B。B值过小,吹弧电动力小,电弧在触头上停留时间长,增加触头的电磨损;B值过大,吹弧电动力过大,会把触头间熔化的金属液桥吹走,增加电弧的电磨损。
② 对于交流电器(如交流接触器),采用去离子栅灭弧系统,利用交流电流通过自然零点时不再重燃熄弧,减小触头的电磨损。
③ 在弱电流触头电路中,在触头上并联电阻、电容以灭弧。
④ 正确选用触头材料。例如,钨、钼的熔点和汽化点高,因此,钨、钼及其合金具有良好的抗磨损特性;银、铜的熔点与汽化点低,其抗磨损性较差。
2)减小触头闭合时的磨损。触头闭合时的磨损主要由触头闭合过程中的振动引起,因此,为减小触头的电磨损,必须减小触头的机械振动。
4.触头材料
触头材料关系到触头工作的可靠性,对触头磨损影响大。根据电器的用途和使用条件不同,对触头材料性能的要求也不同,一般要求如下:
1)电气性能:要求材料本身电阻系数小、接触电阻小、稳定性好。要求生弧的最小电流和最小电压大,电子逸出功及游离电位大。
2)热性能:熔点高,导热性好,热容量大。
3)机械性能:有适当的强度和硬度,耐磨性好。
4)化学性能:化学稳定性好,常温下不易氧化或氧化物的电阻小,耐腐蚀。
此外,还要考虑材料的可加工性能好,价格便宜,经济适用。但实际上不可能同时满足以上各项要求,只能根据触头的工作条件及负荷的大小,满足其主要的性能要求。
触头材料分为3大类,即纯金属、合金和金属陶冶材料。
(1)纯金属材料
1)银:银是高质量的触头材料,导电和导热性能良好。银在常温下不易氧化,其氧化膜能导电,在高温下易分解还原成金属银。银的硫化物电阻率很高,高温时也进行分解。因此,银触头能自动清除氧化物,接触电阻小且稳定,允许温度较高。银的缺点是熔点低,硬度小,不耐磨且价格高,一般用于继电器和小功率接触器的触头或用于接触零件的电镀覆盖层。
2)铜:铜是广泛使用的触头材料,导电和导热性能仅次于银。铜的硬度大,熔点高,易加工,价格较低。缺点是易氧化,氧化膜的导电性很差,长时间处于较高的环境温度下氧化膜不断加厚,使接触电阻成倍增长,甚至会中断电流通路。因此,铜不适用于作非频繁操作电器的触头材料。对于频繁操作的接触器,当电流大于150A时,氧化膜在电弧高温作用下分解,可做成单断点指式触头,利用触头分合过程中的研磨清除氧化铜薄膜。
3)铂:铂化学性能稳定,不易生成氧化物和硫化物,接触电阻非常稳定,有很高的生弧极限,不易生弧,工艺性好。缺点是导电和导热性能差,硬度低,价格昂贵。因此,一般采用铂的合金作小功率继电器的触头。
4)钨:钨的熔点高,硬度大,耐电弧,钨触头在工作过程中不易产生熔焊。但钨的导电性能较差,接触电阻大,易氧化,特别是易与塑料等有机化合物产生蒸气作用(例如,封闭塑料外壳内的钨触头),生成透明的绝缘表面膜,且此膜不易清除,加工困难。因此,除少数特殊场合(如火花放电间隙的电极)外,一般不采用纯钨作触头材料,而与其他高导电材料制成陶冶材料。
根据纯金属本身性能的差异,将它们以不同的成分相配合,构成金属合金或金属陶冶材料,使触头的工作性能得以改进。
(2)合金材料
常用的合金材料有银铜、银钨、钯铜及钯铱等。
1)银铜合金:适当提高银铜合金的含铜量,可提高合金的硬度和耐磨性能。但含铜量不宜过高,否则容易氧化,接触电阻不稳定。银铜合金熔点低,一般不用作触头材料,主要用作焊接触头的银焊料。
2)银钨和钯铜:银钨和钯铜都有较高的硬度,比较耐磨,抗熔焊,可用于小功率电器及精密仪器仪表中。
3)钯铱合金:钯铱合金使用较广泛,铱有效地提高了合金的硬度、强度及抗腐蚀能力。
(3)金属陶冶材料
金属陶冶材料是由两种或两种以上彼此不相熔合的金属组成的机械混合物,其中一种金属有很高的导电性(如银、铜等),作为材料中的填料,称为导电相;另一种金属有很高的熔点和硬度(如钨、镍、钼、氧化镉等),在电弧的高温作用下不易变形和熔化,称为耐熔相,这类金属在触头材料中起着骨架的作用。陶瓷材料保持了两种材料的优点,克服了各自的缺点,是比较理想的触头材料。
常用的金属陶冶材料有银-氧化镉、银-氧化铜、银-钨及银-石墨等。
1)银-氧化镉:导电性能和导热性能好、抗熔焊、耐电磨损、接触电阻低且稳定,特别在高温电弧的作用下,氧化镉分解为氧气和镉蒸气,能驱使电弧支点迅速移动,有利于吹灭电弧,因此,银-氧化镉触头具有一定的自灭弧能力。银-氧化镉的可塑性好、易于加工。因此,银-氧化镉材料是一种较为理想的触头材料,广泛用于中、大容量的电器中。
2)银-氧化铜:与银-氧化镉相比,银-氧化铜耐磨损,抗熔焊性能好、无毒、在高温下触头硬度更大、使用寿命长、价格便宜。试验结果表明,银-氧化铜触头比银-氧化镉触头在接触处具有更低且稳定的接触电压降,导电性能更好、发热较少、温升较低。因此,近年来银-氧化钢材料得到了广泛的应用。
3)银-钨:银-钨具有银的良好导电性,同时又具有钨的高熔点、高硬度、耐电弧腐蚀、抗熔焊以及金属转移小等特性,常用作电器的弧触头材料。随着含钨量的增加,其耐电弧腐蚀性能和抗熔焊性能也逐渐提高,但其导电性能下降。银-钨的缺点是接触电阻不稳定,随着开闭次数的增加,接触电阻增大,其原因在于分断过程中,触头表面产生三氧化钨、钨酸银等电阻率高的薄膜。
4)银-石墨:其导电性好、接触电阻低、抗熔焊、耐弧能力强、在短路电流作用下也不会熔焊,缺点是电磨损大。