在電系統(tǒng)工作中，都是將電信號通過元器件相互傳導，而多個元器件之間表面接觸并進行電信號傳輸?shù)膹碗s電氣狀態(tài)，稱之為電接觸。而電接觸學涉及到電氣設(shè)計、機械制造、材料改進、環(huán)境優(yōu)化、物理、化學分析等多個方面。我們不斷將電接觸學的概念和理論應(yīng)用到電連接的可靠性問題研究方面，就形成了現(xiàn)代電接觸理論�，F(xiàn)代社會中，拖動系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等大型復雜電系統(tǒng)中，一般由電機、電器、控制器件、自動化儀表及計算機等組成，這其中包括了成千上萬的電接觸。在電流等流通時，周圍環(huán)境往往察覺不到電接觸間信號的傳遞、發(fā)生，但電接觸元器件性能的優(yōu)劣卻與大型電氣系統(tǒng)的正常運行息息相關(guān)，如果其中一個或者多個電接觸元器件性能失效，輕者帶來電力系統(tǒng)的大面積癱瘓，重者將會引起道路交通事故、飛機墜落等造成人員傷亡，其后果將會非常嚴重。為了保證電接觸過程中導體接觸表面電流的持續(xù)性，建立安全可靠的金屬——金屬接觸，我們需要對滑動電接觸過程中接觸表面的復雜機械電氣現(xiàn)象進行進一步的了解，對接觸界面的一些基本現(xiàn)象，如接觸電阻的變化、應(yīng)力載荷、表面溫度等進行實時監(jiān)測，為研究合適的措施和手段以減小損傷，以達到提高電接觸的運行可靠性以及摩擦副材料的工作壽命的最終目的，為社會創(chuàng)造更大經(jīng)濟利益提供技術(shù)依據(jù)。

摩擦磨損是滑動電接觸過程中的主要特征，分為機械摩擦磨損和電摩擦磨損兩部分。在滑動電接觸過程中，載流摩擦磨損即受流摩擦磨損，是一種在強電磁場等惡劣環(huán)境中進行滑動摩擦，其導件接觸表面之間通過載流的特殊摩擦行為。載流摩擦磨損是機械摩擦系統(tǒng)與電接觸系統(tǒng)二者耦合作用、相互影響之間的結(jié)果，一般是在高速、大載流條件下進行，其特征與普通的干摩擦所帶來的磨損類似，但其現(xiàn)象較普通的滑動摩擦磨損更為明顯。與傳統(tǒng)僅僅單純的機械摩擦副相比，載流下的摩擦副在高速滑動中明顯多了一個電接觸導流系統(tǒng)，摩擦副在高速滑動過程中機械接觸摩擦與電接觸摩擦耦合作用。由于在載流摩擦磨損過程中加入了載流，電場、電流以及電弧等的多因素作用都會對滑動摩擦副性能產(chǎn)生影響。在摩擦副高速滑動過程中，引起一些機械效應(yīng)與熱效應(yīng)，包括機械摩擦熱、接觸電阻熱以及電火花和電弧會給接觸表面帶來大量熱量，改變接觸表面狀態(tài)和特征，進一步加劇載流摩擦磨損。

在目前大型復雜電系統(tǒng)設(shè)備中，滑動電接觸是其應(yīng)用非常廣泛的接觸元件。盡管元器件的耗材很少，但非常重要。由于在設(shè)計中導體表面一般都是金屬——金屬接觸，其中不乏貴重金屬，故造價昂貴。在復雜電系統(tǒng)中，20A~250A是常用中小電流，400A及以上為強電流，而大載流滑動條件下，機械與電氣耦合作用會嚴重加劇這些電接觸元器件的磨損，直接造成設(shè)備維護維修成本提高。

而滑動電接觸導件的表面溫度作為深入了解滑動電接觸狀態(tài)是否良好的重要參數(shù)，其接觸表面瞬態(tài)高溫會改變接觸表面環(huán)境，燒蝕接觸表面，加重器件摩擦磨損，所以對大載流下滑動電接觸區(qū)域表面溫度場的研究對研究降低接觸面間的磨損、減小接觸元件間磨損、延長其工作壽命有著重要的作用。

大載流高速滑動電接觸研究的主要背景是高速電氣化鐵路系統(tǒng)，例如地鐵、城市輕軌、磁懸浮列車等城市軌道交通的電力傳輸系統(tǒng)工業(yè)使用的發(fā)電機航空航天領(lǐng)域火箭升空過程但當相對滑動速度達到km/s時甚至更高時，可應(yīng)用于電磁發(fā)射中，導軌和電樞之間屬于高速滑動電接觸。

而在我們?nèi)粘Ｉ钪�，最常見的滑動電接觸是高速電氣化鐵路系統(tǒng)，鐵路弓網(wǎng)系統(tǒng)中接觸網(wǎng)導線與受電弓滑板之間的載流接觸屬于典型滑動電接觸，目前的高速電氣化機車系統(tǒng)所受載流一般在400A~850A左右。在整個弓網(wǎng)系統(tǒng)中，滑板與導線之間運行速度非�？�，但其接觸表面實際面積卻非常小，在小接觸面內(nèi)傳輸大電流，載流通過接觸面時會產(chǎn)生較高的接觸電阻熱，加上相對滑動產(chǎn)生的機械摩擦熱以及接觸表面中斷形成的電弧熱，三種熱耦合作用使接觸表面的溫度快速上升，對接觸區(qū)域產(chǎn)生嚴重的燒蝕等電氣磨損，而隨著滑動時間的不斷增加，電燒蝕會造成滑板與導線接觸區(qū)域之間坑洼不平，進而改變弓網(wǎng)系統(tǒng)的摩擦磨損性能及導電性能，從而影響電動機車的正常行駛以及使用壽命。

在高速滑動電接觸過程中，物體一般處于電磁場、溫度場、應(yīng)力場耦合的復雜環(huán)境，滑動電接觸元件在機械、電氣兩方面上相互依賴、彼此制約、互相作用的。在滑動電接觸過程中，接觸表面會產(chǎn)生不同程度的溫升，特別是在大載流、高速的情況下，滑動電接觸表面溫度會迅速升高，瞬態(tài)產(chǎn)生的高溫不僅嚴重影響接觸元件的導電性能，也嚴重腐蝕元件接觸表面，導致金屬合金接觸表面耐磨損性能下降，可能引發(fā)意外事故，造成嚴重損失。因此，直接測量高速滑動電接觸表面瞬態(tài)溫度、進而分析溫度對接觸表面燒蝕、質(zhì)量損失等方面帶來的影響，為以后繼續(xù)對大載流下高速滑動電接觸表面的物理特性的深入研究提供重要依據(jù)。