开关触点上涂润滑油究竟是好是坏？ 第1页

这个问题有点意思！

开关的触点和触头，属于电接触的范畴。区别在于，前者的电流小（5A以下），用于控制回路；后者的电流大（10A到6300A），用于传递电能的主回路，并且需要配套灭弧罩。题主谈到的是键盘、工业测控电接触，还有家里的开关面板等等，这些都是触点而非触头。

题主问题的背后，是电接触理论。为了能让问题解析得更加清晰，我们先建立几个有关电接触的概念吧。

1.电接触的表面膜

我们来设想一下，把一支铜棒切断，然后上机床精磨，再把两者合并起来，见下图：

图1中的问题解答是：切断铜棒后拼接，与之前的铜棒相比，虽然电流大小相同，测量电压的测量点距离也相同，但切断后的铜棒电压高于之前的电压。

我们设电压表取值点之间的铜棒电阻是Rt， Rt=ρL/S，这里的L是电压取值点之间的距离，S是铜棒的截面积，ρ当然就是铜棒的电阻率了。我们再设接触电阻是Rj，则铜棒切断拼接后产生的总电阻是Rt+Rj=ρL/S+Rj。如果电流I不变，当然拼接后的电压高于之前的电压了。

尽管我们对铜棒的切面实施精磨，肉眼看铜棒断面非常光滑平整，但从微观看，断面依然是凸凹不平的。电接触理论告诉我们，接触点一般只有几个，故而接触面会产生接触电阻，使得电压值偏大。

接触电阻由两种类型的电阻构成。其一是收缩电阻，也就是电流线从铜棒中收缩到几个接触点中，接触点中的电流密度加大，温升升高。另外，收缩电阻会产生电磁斥力，又称为霍姆力。电磁斥力的能产生把动触点斥开的作用。可见，当电流超过一定的值把动触点斥开后，动、静触点或者触头之间就会产生电弧。这种作用叫做开关电器的动稳定性；其二是表面膜电阻。表面膜电阻对应的表面膜有尘埃膜、无机膜、有机膜和吸附膜。与题主问题相关的就是无机膜和有机膜。

无机膜主要是指氧化膜。我们以铜为例，铜的电阻率是 ，但铜氧化后，会形成较厚的 无机膜，其电阻率为 ，相差十分悬殊。如果触点/触头是用纯铜制成，则闭合时必须施加较大压力把氧化膜给压碎，才能实现良好的电接触。

如果我们在铜棒接触面上采取一些措施，例如施压压力，镀上一层银或者镍，或者适当地打磨，我们会发现接触电阻会减小。这说明，接触电阻与材料表面的状况密切相关。事实上，铜棒接触面上会形成一层表面膜，上述这些措施就是为了破坏这层表面膜，降低了接触电阻。

图3中我们看到插头插入插座时，伴随着摩擦的过程。正是此摩擦过程清除了电接触材料的表面膜，降低了电接触的接触电阻。

2.接触形式、接触压力及电接触材料与接触电阻的关系

电接触的接触形式有3种，分别是点接触、线接触和面接触。

我们看下图：

图4中，我们看到了点接触的触点闭合过程。闭合过程中电磁机构施加的闭合作用力，使得动触点带着冲力向静触点方向运动。动、静触点刚接触瞬间，冲力起到击碎表面氧化膜的作用。接着反力弹簧施加反力，动触点在反力和回弹力矩的作用下回弹脱离静触头。此时若系统电压超过12到20V，电流大于0.2A，则动、静触点之间会出现电弧。回弹力矩消失后动触点再次向静触点运动，再次回弹，但回弹距离会小很多。几次回弹过后，动触点就与静触点紧密闭合在一起了，实现电接触。

可见，开关触点的闭合是一个过程，动触点与静触点的闭合弹跳持续时间一般在5到10毫秒。这一点对于工控人来说印象特别深刻，例如我们在PLC的程序中要设置触点闭合状态的判断延迟，时间一般是20毫秒，以消除触点弹跳带来的工作状态误判。

触点/触头的材料与接触电阻的关系密切。我们用材料系数K来表征材料性质，K值越小，接触电阻就越小，电接触的效果当然也就越好。下图是材料K系数：

我们从图4中看到，银-银接触时的K值最低，接触电阻最小。镀锡铜-镀锡铜的K值为100，接触电阻稍大。黄铜-黄铜的K值达到670，可见黄铜的电接触效果不佳。

现在，我们可以给出接触电阻的表达式了，如下：

，式1

式1中的K是材料系数；F是接触压力，单位是N；m是接触形式，点接触时m=0.5，线接触时m=0.5~0.8，面接触时m=1。注意到接触电阻的单位是微欧。

我们来看一个例子：设某继电器触点材料为镀锡的铜，采用点接触形式。已知接触压力是25N，求它的接触电阻。

取m=0.5，K=100，F=25，代入式1：

计算结果是63微欧。别小看这数值不大，但流过电流后也会造成发热，而发热的后果引起电接触材料的氧化，形成氧化膜继而增大接触电阻。

可见，电接触避免触点/触头出现无机膜和有机膜非常关键。

3.题主问题分析

我们看题主问题说明：“以前折腾键盘时有人说轴体开关氧化，喷点wd40进去就好了，并且残留的油形成油膜还能防止触点再次氧化。但也有人说喷wd40进去反而失灵更频繁了。

前两天又看到有人油封华诺微动后用了5年都没有氧化。再次搜索相关信息，还看到工业上似乎有专用的开关触点油，还有防止打火花的功效，各类电机的电刷上也有用到。所以好奇开关触点或者电刷触点上涂抹油脂究竟是好是坏？如果给家里面板开关和插座开关里涂抹一些油是否能延长寿命并减少火花？”。

wd40是什么？我们看百度怎么说：

图5中的f条，说WD-40的绝缘电压极高，不导电。又说涂抹后它的厚度为2.5到7.6微米，不会使得触点、插件断路。这不是矛盾吗？

由前所述，当动触点在闭合瞬间冲击静触点并击碎氧化膜，降低接触电阻。按图5的f条，WD-40的油膜又覆盖在静触点表面，看似可以阻止材料氧化，但对于电接触来说，增加了有机膜和尘埃膜，继而增加了接触电阻，起到不良作用。

注意到这里的前提是系统的电压要足够高，可以把WD-40的油膜击穿。对于弱电，这一点是很难做到的。

题主提到了工业电刷触点涂抹油脂，那是导电膏。我们来看百度对导电膏的说明：

原来导电膏就是把金属微粒搅拌在硅油中，涂抹在电接触表面。导电膏在使用时会出现一种特殊效应，叫做隧道效应。导电膏中的金属微粒会形成导电沟道，电流就通过这些导电沟道流通。同时，导电膏能阻止空气进入接触面，阻值材料氧化。所以导电膏在工业中应用很广，特别是面接触例如母线搭接和电缆搭接面，使用导电膏后的效果较好。

控制电器的触点，虽然它的电流在5A以下，但也会有电弧出现。触点涂抹了华润油，等效于给自己增添了电气火灾的隐患。也因此，导电膏一般用在静态电接触的场所，也即母线搭接，而不用于动态电接触，例如触头和触点中。

由此可见，导电膏与WD-40是两回事，而静态电接触与动态电接触的要求也不一样。

我的看法是，不管是何种弱电的电接触，还是少用或者不用WD-40为好。

总之，不建议在开关触点上涂抹滑润油。当然，这是我的看法，仅供题主参考。建议题主听听其他人的看法和建议。

这篇帖子写了很长，到这里就结束吧。

昨天写的帖子，看了评论，大家对电接触问题很感兴趣，我来概要性地介绍一下吧。

开关电器有五大理论，即电器的发热理论、电动力理论、电接触理论、电弧理论和电磁系统理论，可见电接触是电器理论中很重要的一环。

上世纪中叶著名的科学家霍姆创建了电接触理论，所以电接触中很多原理是以霍姆来命名的。以下概要性地介绍一下。

1）关于动触头受到的电磁斥力

由于动触头中的接触点很小，电流会收缩。我们用右手螺旋定则判断磁力线方向，再用左手定则判断电动力方向，可以判断出动触头所受到的电磁斥力的方向与吸合方向相反。

触头斥力（霍姆力）的表达式为：

，式2

式2中，R是触头视在面积半径，R0是触头实际接触面积半径。一般地，R0只是R的1~10%。

当开关电器流过短路电流时，因为保护电器的实际开断会延迟约20毫秒以上，而冲击短路电流峰值出现在短路后10毫秒，故动触头会因为霍姆力被斥开。斥开后霍姆力消失，安培力不足以抵御触头压力，故动触头返回，然后再斥开，出现短暂的振荡。触头振荡期间会产生电弧烧蚀，有可能把动、静触头熔融粘连在一起。

在国家标准GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则》中，把开关电器抵御短路电流造成触头粘连的作用叫做开关电器的动稳定性。在GB/T 14048.4《低压开关设备和控制设备 第4部分：接触器……电动机起动器》中，把断路器的开断和接触器触头粘连之间的关系叫做与保护电器之间的协调配合关系，用SCPD来命名。SCPD有两种类型，类型1(type1)接触器触头会粘连，类型2(type2）不会粘连。

2）接触电阻的大小见式1

3）接触电阻造成的温升与接触电压Uj有关。这里有两个表达式：

触头导电杆的温升τ1： ，式3

式3中，ρ是导电杆电阻率，Kt是综合散热系数，M是导电杆截面周长，S是导电杆截面积，I是电流。

动、静触头接触点处的温升τ2： ，式4

式4中，Uj是接触电压，L是洛伦兹系数，T是触头材料与导电杆焊接处的绝对温度。

一般地，τ1占比为70%~90%。故在GB14048.1-2012中，把开关电器接线端子处的温升（导电杆温升）定义为开关电器的运行温升，道理就在这里。

4）接触电压Uj与电接触温度θ之间的关系叫做φ（θ）理论，它揭示了接触电压与触头温度之间的动态变化过程；接触电阻Rj与电接触温度θ之间的关系叫做R（θ）理论，它揭示了触头材料从软化到熔融的动态变化过程。下图是两铜棒之间的R（θ）实测曲线：

上图摘自某技术手册，手册中利用仿真和实测对触头进行研究。

5）有关触头的动稳定性与电动力补偿措施、电接触材料的研究内容这里就不介绍了。

由于电接触在工业、国防和民用中大量出现，例如开关电器的电接触，插头插座的电接触，高铁电力机车电接触弹弓，手机充电器、键盘以及USB插头，电路板中的各种插件和可变电阻等等，电接触无所不在，可见研究电接触现象的意义十分重大，也很有实用价值。

以下链接供参考：

就补充到这里吧。