真空电器触头

可断触头是开关电器中不可缺少的部分，按其结构不同，又可分为以下几种：

（1）刀形触头：其结构简单，分为面接触和线接触，广泛应用于低压开关和高压隔离开关。

（2）对接式触头：具有结构简单、动作速度快的特点，但接触面不稳定，随压力变化较大，动作时容易发生弹跳，无自洁作用，触头容易被电弧烧伤。这种触头常用于额定电流在1000A以下和低于500A的配电断路器中。

（3）楔入形（触指）触头：由用双头螺栓套弹簧压装在导电座上的成对触片和楔形触块组成，一般楔形触块作为动触头，但也有反过来将楔形触块作静触头，夹在导电座上的触片作动触头的。这种触头在动、静触头的接触中，相互磨擦，接触面得以自动清扫。它的电动稳定性较高，有自洁作用，增加触片和楔块的组数可能增大额定电流，但横向尺寸也增加了，使装配发生困难。工作电流一般限制在5000A以下，最高可达12000A。触头的工作表面容易被电弧烧伤，一般只作主触头而不作灭弧触头。

（4）插入式（梅花形）触头：静触头是由多片梯形触指组成。分为有挠性导电片和无挠性导电片两种。有挠性导电片的插座，触指上有一凹槽，槽内嵌入绝缘套，放进螺管弹簧，以保证触指对导电杆的压力，弹簧另一端由圆环支持，可以沿导电杆（动触头）的周围稍微调节触指位置。触指通过挠性导电片与触头底座连接。无挠性导电片的插座，取消了结构复杂和性能不稳定的导电片，利用弹簧直接将触指压在导电座上。动触头为圆形铜导电杆，为了增加触头的抗弧能力，常常在触头座外套端部加装铜钨合金保护环，在导电杆端部加装铜钨合金的耐弧头。接通时，导电杆插在插座内，梯形触指被弹簧压在导电杆上，利用插座内径与导电杆的适当配合，使每片触指与导电杆形成两条线接触，接触可靠。同时，动静触头间的压力方向与运动方向垂直，触头接通时的弹跳小。动、静触头相对运动时产生磨擦，有自洁作用。短路电流通过时，由于触指间和触指与导电杆之间电流方向一致，电动力趋向将触指压向导电杆，动稳定性好，但这种触头结构比较复杂，允许通过的电流也受到限制，且开断时间较长。也多应用在35KV以下的配电电网中。滑动触头是保持动、静触头间既能相对运动又不分离的连接。分为Z形触指式滑动触头和滚动式滑动触头。

（5）Z形触指式滑动触头：结构与插座式触头相似。它是将Z形触指装在导电座内，用弹簧保持触指位置，并将触指的两侧分别压向导电杆与导电座而构成。它的优点是：高度小，装配简单，没有导电片，接触稳定，有自洁作用，所以应用很广。

（6）滚动式滑动触头：动触头为圆形导电杆，定触头是由两根圆杆导电座和成对装在导电杆和导电座之间的紫铜滚轮所组成，滚轮两侧装有弹簧，借助弹簧的压力，保持滚轮和导电杆、滚轮与导电座之间的接触。电流就在导电杆、滚轮、导电座之间传导。由于动触头是运动的，滚动磨擦阻力小，触头的自洁作用差。多用作高压断动器的中间触头。

随着开关电器向高电压、大电流及小型化、长寿命方向发展，对触头材料的电性能要求也越来越高。 纳米触头材料成为触头材料研究和制备的一个热点。

对纳米块体触头材料的研究大多还处在实验室研究阶段， 离实际应用还有很多问题需要解决,主要原因有：

（1）纳米结构在块体材料中的应用比低维材料困难得多，不仅理论分析比低维纳米材料复杂，而且纳米结构块体材料的可控制备更是一个复杂的制备科学和技术问题。 已经制备出的纳米触头材料普遍存在气体含量偏高、致密度较低等缺陷，因而阻碍了纳米触头材料电性能的提高。

（2）纳米触头材料电性能研究不够深入和全面 。触头材料使用场合不同， 对电性能的要求亦不同。如对于高压真空触头材料，要求截流值低、耐压强度高和分断能力高；对于低压开关用触头材料，要求截流值低、耐电弧烧蚀和抗熔焊性能好。

（3）对于纳米材料的开发大多凭借开发人员的经验， 采用大量的破坏性型式试验筛选的方法，缺少理论的指导。对组成纳米触头材料的微粒尺寸和成份与电参数和热学参数之间的关系研究不够深入，多得出的是定性的结果，如相对于常规触头材料，纳米触头材料的熔点降低、比热容增大、热导率降低等。 为了综合评价纳米触头材料的电性能，减少开发成本和缩短开发周期，需要加强纳米材料理论研究。

触头是开关电器的关键部件之一， 开关电器的主要性能及寿命的长短， 在很大程度上取决于触头材料的好坏。 触头材料通常要求具有良好的导电性、较低的接触电阻、较高的抗熔焊性能、较高的耐电弧侵蚀性能和抗材料转移能力， 对于真空触头材料，

还要求截流值小、耐压强度高和分断能力高。触头材料的微观结构对其宏观性能有重要的影响，触头材料的电性能，如抗熔焊性、耐电弧烧蚀和耐压能力不仅和组成触头材料的成份有关， 而且和组成材料晶粒的大小有关。