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彈簧觸指結(jié)構(gòu)的接觸電阻與溫升分析
發(fā)布時間：
2022-03-15
彈簧觸指作為一種特殊接觸件連接在插針與插孔之間，通過其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生多個接觸點，形成電互連，每個接觸點起到“橋梁”的作用，使電流均勻流動。由于其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，適合批量制造，廣泛應(yīng)用于中高壓開關(guān)、母線連接器、大電流連接器、固定電極、高壓電纜端件、熔斷器連接器以及機(jī)械和電子應(yīng)用。下面我們來了解下彈簧觸指結(jié)構(gòu)的接觸電阻與溫升分析。
彈簧觸指作為一種特殊接觸件連接在插針與插孔之間，通過其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生多個接觸點，形成電互連，每個接觸點起到“橋梁”的作用，使電流均勻流動。由于其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，適合批量制造，廣泛應(yīng)用于中高壓開關(guān)、母線連接器、大電流連接器、固定電極、高壓電纜端件、熔斷器連接器以及機(jī)械和電子應(yīng)用。下面我們來了解下彈簧觸指結(jié)構(gòu)的接觸電阻與溫升分析。
大功率互聯(lián)裝置運(yùn)行狀態(tài)下彈簧觸指的允許溫升須滿足電氣設(shè)備在正常使用環(huán)境條件下環(huán)境空氣溫度不高于40°的相關(guān)技術(shù)要求。手指的接觸電阻主要集中在引腳與手指的界面處，焦耳熱引起的斑點超溫將是彈簧觸指的允許溫升。因此，采用接觸面耦合法建立彈簧觸指模型模擬電流收縮效應(yīng)，通過熱電耦合仿真得到接觸電阻和接觸溫升。然后在1、1.5、2、2.5 kA4組電流條件下，進(jìn)行了交流和DC條件下彈簧觸指的溫度場仿真計算，確認(rèn)了交流趨膚效應(yīng)引起的電阻損耗對溫升的影響。通過理論計算預(yù)測了觸指結(jié)構(gòu)的溫升，其中主要考慮了接觸部件的生熱率以及傳導(dǎo)、對流和輻射引起的熱損失。
接觸電阻與觸頭的發(fā)熱率直接相關(guān)，發(fā)熱率是觸頭溫升的根本原因，也是評價觸頭可靠性的重要指標(biāo)之一。一般由收縮電阻、薄膜電阻和導(dǎo)體電阻組成。在特定的使用環(huán)境下，接觸電阻越低，接觸可靠性越高。通過ANSYS有限元軟件的模擬，得出可以通過適當(dāng)增加彈簧觸指與插針的正接觸壓力、改進(jìn)電鍍工藝、降低材料表面粗糙度來降低縮阻的結(jié)論。膜電阻通常是由觸點的表面膜或其他污染物產(chǎn)生的，長期暴露在惡劣環(huán)境下造成的觸點表面腐蝕也會產(chǎn)生膜電阻，尤其是鍍金件對碳?xì)浠衔镉泻軓?qiáng)的吸附性，生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免接觸。
觸頭的溫升隨著接觸面積的增加而降低，設(shè)計安裝彈簧觸指的插孔V型槽結(jié)構(gòu)，與平底槽結(jié)構(gòu)相比，可大大增加觸點數(shù)量和接觸面積。同時，通過實驗的方法驗證了彈簧觸指電連接器的等效接觸電阻隨著彈簧合金銅線直徑的增大和壓縮變形的增大而減小，但是當(dāng)壓縮變形達(dá)到一定值時，接觸電阻開始飽和。因此，可以通過適當(dāng)增大彈簧合金銅線的直徑或適當(dāng)增大彈簧觸指與插針的配合過盈量來降低接觸電阻，但要考慮到過盈量的增大會造成插拔時電連接器的磨損，所以要選擇合適的裝配過盈量。此外，通過適當(dāng)增加彈簧夾的數(shù)量也可以降低接觸電阻。
南通摩爾新材料科技有限公司主營產(chǎn)品有表帶觸指、彈簧觸指、復(fù)合表帶觸指、黃銅、銅絲、連接器、彈簧觸頭、銅合金彈簧等。南通摩爾新材料科技有限公司是從其前身南通摩爾電氣有限公司中發(fā)展而來，是一家專門從事高強(qiáng)高導(dǎo)合金材料及電連接產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和研究的企業(yè)。公司在業(yè)內(nèi)取得了廣大客戶的高度認(rèn)同和美譽(yù)。公司本著專業(yè)先進(jìn)，創(chuàng)業(yè)開拓的精神，樹立嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實，基本理念。以做一件產(chǎn)品，鑄一個精品為企業(yè)宗旨，并充分發(fā)揮企業(yè)靈活多樣的特點，用心服務(wù)好每一個客戶。
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