城市轨道交通车辆电气系统中的触头磨损问题解决方案

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耗和损坏，这种现象称为触头的磨损。磨损直接影响电器的寿命。

1.磨损的原因

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，它使触头接触表面产生压皱、裂痕或塑性变形。化学磨损是由于周围介质中的腐蚀性气体或水蒸气对触头材料侵蚀所造成的，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接触压力作用下，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%以下。

触头的磨损主要取决于电磨损。电磨损主要发生在触头的闭合和开断过程中，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振动所产生的，在触头开断电流时所产生的电磨损是由高温电弧所造成的。

2.电磨损的形式

触头分断与闭合电路过程中，会产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象，引起金属转移、喷溅和汽化，使触头材料损耗和变形，这种现象称为触头的电磨损。电磨损主要有液桥的金属转移和电弧的烧损两种形式。

1）液桥的形成和金属转移

触头在断开过程中，动、静触头间形成熔化的液态金属桥，称为液桥。触头断开前的瞬间，接触压力和接触点数目逐渐减小，这样就使接触点的电流密度急剧增加，促使接触处的金属熔化，形成金属液体滴。触头继续断开时，将金属液体滴拉长，形成液桥。实践证明，由于液桥的金属转移作用，经过多次操作后，触头的阳极因金属损耗而形成凹坑，阴极金属增多形成针刺，凸出于接触表面。在弱电流电器（如继电器）中，液桥对触头的电磨损起着重要影响。

2）电弧对触头的烧损

电弧对触头的烧损十分严重，电弧磨损要比液桥引起的金属转移高出5～10倍。当电弧的温度极高，触头间距离又较大时，一般都采用电动力吹弧的方法来熄灭电弧，加上强烈的金属蒸气浪冲击，往往会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，金属蒸气再度沉积于触头接触表面上的概率已大大减小，使触头的阴、阳极都遭到严重磨损，由于阳极温度高于阴极，因此阳极磨损更为严重。(www.xing528.com)

3.减小触头电磨损的方法

减小触头电磨损，可从减小触头在开断过程中的磨损和减小触头闭合过程中的磨损两方面着手。

（1）减小触头开断过程中的磨损，即减小触头开断时的电弧。

①选择灭弧系统参数，例如磁吹的磁感应强度B。B值过小，吹弧电动力太小，电弧在触头上停留时间较长，触头电磨损增加；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，电磨损也增加，因此，应选择恰当的B值。

②对于交流电器（如交流接触器）宜采用去离子栅灭弧系统，利用交流电流通过自然零点而熄弧，减小触头的电磨损。

③采用熄灭火花电路，以减小触头的电磨损。该方法是在弱电流触头电路中，在触头上并联电阻、电容，以熄灭触头上的火花。这种火花熄灭电路对开断小功率直流电路很有效。

④正确选用触头材料。例如，钨、钼的熔点和气化点高，因此，钨、钼及其合金有良好的抗磨损性能，银、铜的熔点和气化点低，抗磨损性能较差。

（2）减小触头闭合过程中的磨损。触头闭合过程中的磨损，主要由触头在闭合过程中的振动引起，所以，减小触头闭合过程中电磨损必须减小触头的机械振动。