基本上在配电箱中都要选择合适的汇流排,那么汇流排起什么作用呢?
当将汇流排和其他导体连接时,相当于两个导体接触面的接触过程。两个表面开始接触时,只有很少的实际接触点,实际接触面积非常小,单位实际接触面积受到的力非常大。起始接触点首先产生弹性形变,然后向塑性形变过渡。当点的实际接触面增大时,两个金属间的空隙部分相互靠近,继续产生新的实际接触点。最后,当总的实际接触面积扩大到支持力与外力平衡时,接触过程结束。
在工作时,电流在流过两金属导体的电接触区域时,如果接触面是理想平面,电流线保持平行通过导体界面,不产生畸变,因此没有因接触产生附加电阻。 当接触面为非平面,例如,假设为理想球面接触时,电流先在接触点界面发生变形,电流通过路径加长,通过的界面大大缩小形成了附加电阻,即收缩电阻。在实际应用中,导体表面不可能是理想平面,存在一定粗糙度,两个导体从界面上的点接触开始,电流流经平面导体到接触点,即转入界面很小的接触点,电流发生剧烈收缩畸变,产生收缩电阻Rs。收缩电阻的形成与以下因素有关:
由于存在表面粗糙,导体之间实际接触面积只是名义接触面积的一小部分。
电流线通过到斑点(实际发生机械接触的小面一般称为接触斑点)时收缩变形,路程增加,引起电阻增加。
收缩电阻和导电斑点的大小、形状、数目、分布有关。而影响导电斑点的因素比较繁多,例如:材料、表面粗糙度、接触形式、表面膜形状、接触力、电流大小、通电时间等。
由于金属表面一般覆盖着不导电的膜层(可以是金属表面的氧化膜,也可以是气体吸附在表面形成的膜,可压碎),因此在实际接触面内,只有少部分膜被压碎的地方才能形成金属与金属的直接接触,电流实际只能从这些更小的金属接触中通过,成为“导电斑点”。
在电接触的接触面,由于接触表面膜及其他污染而覆盖着一层导电性很差的物质,这就是接触电阻RC的另一部分-膜电阻Rf。即Rc = Rs + Rf
实际测量接触电阻时,通常在接触点引出端进行,实际测到的接触电阻还包含了接触表面之外的接触件和引出导线本身的导体电阻Rn。将实际测到的含有导体电阻的统称为总接触电阻Rt。
其中,ρ是电阻率;k是与材料变形情况相关的系数,一般为0.3-1,当接触面比较平时,以弹性形变为主,k取较小值,接触点全部为塑性形变时,k=1;HB为导体的布氏硬度;n为实际接触点,反映接触面积大小;F为接触面正压力;Rn为导体固有电阻;L为导体长度;t为横截面的厚度;s为横截面面积。
从上面的公式可以清楚的看到接触电阻跟哪些因素有关,因此可以有针对性的采取相应方案来改善接触电阻。
导体电阻式相对固定,导体的总接触电阻Rt因接触电阻Rc的变化而变化,而Rc又随着收缩电阻和膜电阻的变化而改变。一旦导体材料选定,则其收缩电阻大小由施加于接触面的正压力和实际接触点数(即接触面积大小)决定。例如,随着力矩增大,接触正压力F增大,接触点n增加,Rs减小。到接触正压力F增加到一定值时,接触表面气体分子层等吸附膜减少到2-3个分子层,此时超过材料屈服点强度,产生塑性形变,表面膜被压碎,增大了两个导体的接触面,使得接触点n迅速增加,从而引起接触电阻很快减小,并得到一个稳定值。因此,力矩的增加可以增加接触点的有效接触面积,有效抑制表面膜对接触电阻影响。
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