在電系統(tǒng)工作中，都是將電信號(hào)通過(guò)元器件相互傳導(dǎo)，而多個(gè)元器件之間表面接觸并進(jìn)行電信號(hào)傳輸?shù)膹?fù)雜電氣狀態(tài)，稱之為電接觸。而電接觸學(xué)涉及到電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、材料改進(jìn)、環(huán)境優(yōu)化、物理、化學(xué)分析等多個(gè)方面。我們不斷將電接觸學(xué)的概念和理論應(yīng)用到電連接的可靠性問(wèn)題研究方面，就形成了現(xiàn)代電接觸理論�，F(xiàn)代社會(huì)中，拖動(dòng)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等大型復(fù)雜電系統(tǒng)中，一般由電機(jī)、電器、控制器件、自動(dòng)化儀表及計(jì)算機(jī)等組成，這其中包括了成千上萬(wàn)的電接觸。在電流等流通時(shí)，周圍環(huán)境往往察覺(jué)不到電接觸間信號(hào)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(yùn)行息息相關(guān)，如果其中一個(gè)或者多個(gè)電接觸元器件性能失效，輕者帶來(lái)電力系統(tǒng)的大面積癱瘓，重者將會(huì)引起道路交通事故、飛機(jī)墜落等造成人員傷亡，其后果將會(huì)非常嚴(yán)重。為了保證電接觸過(guò)程中導(dǎo)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(duì)滑動(dòng)電接觸過(guò)程中接觸表面的復(fù)雜機(jī)械電氣現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的了解，對(duì)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為研究合適的措施和手段以減小損傷，以達(dá)到提高電接觸的運(yùn)行可靠性以及摩擦副材料的工作壽命的最終目的，為社會(huì)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)利益提供技術(shù)依據(jù)。

摩擦磨損是滑動(dòng)電接觸過(guò)程中的主要特征，分為機(jī)械摩擦磨損和電摩擦磨損兩部分。在滑動(dòng)電接觸過(guò)程中，載流摩擦磨損即受流摩擦磨損，是一種在強(qiáng)電磁場(chǎng)等惡劣環(huán)境中進(jìn)行滑動(dòng)摩擦，其導(dǎo)件接觸表面之間通過(guò)載流的特殊摩擦行為。載流摩擦磨損是機(jī)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(jìn)行，其特征與普通的干摩擦所帶來(lái)的磨損類似，但其現(xiàn)象較普通的滑動(dòng)摩擦磨損更為明顯。與傳統(tǒng)僅僅單純的機(jī)械摩擦副相比，載流下的摩擦副在高速滑動(dòng)中明顯多了一個(gè)電接觸導(dǎo)流系統(tǒng)，摩擦副在高速滑動(dòng)過(guò)程中機(jī)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(guò)程中加入了載流，電場(chǎng)、電流以及電弧等的多因素作用都會(huì)對(duì)滑動(dòng)摩擦副性能產(chǎn)生影響。在摩擦副高速滑動(dòng)過(guò)程中，引起一些機(jī)械效應(yīng)與熱效應(yīng)，包括機(jī)械摩擦熱、接觸電阻熱以及電火花和電弧會(huì)給接觸表面帶來(lái)大量熱量，改變接觸表面狀態(tài)和特征，進(jìn)一步加劇載流摩擦磨損。

在目前大型復(fù)雜電系統(tǒng)設(shè)備中，滑動(dòng)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(jì)中導(dǎo)體表面一般都是金屬——金屬接觸，其中不乏貴重金屬，故造價(jià)昂貴。在復(fù)雜電系統(tǒng)中，20A~250A是常用中小電流，400A及以上為強(qiáng)電流，而大載流滑動(dòng)條件下，機(jī)械與電氣耦合作用會(huì)嚴(yán)重加劇這些電接觸元器件的磨損，直接造成設(shè)備維護(hù)維修成本提高。

而滑動(dòng)電接觸導(dǎo)件的表面溫度作為深入了解滑動(dòng)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(huì)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(duì)大載流下滑動(dòng)電接觸區(qū)域表面溫度場(chǎng)的研究對(duì)研究降低接觸面間的磨損、減小接觸元件間磨損、延長(zhǎng)其工作壽命有著重要的作用。

大載流高速滑動(dòng)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(jī)航空航天領(lǐng)域火箭升空過(guò)程但當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)速度達(dá)到km/s時(shí)甚至更高時(shí)，可應(yīng)用于電磁發(fā)射中，導(dǎo)軌和電樞之間屬于高速滑動(dòng)電接觸。

而在我們?nèi)粘Ｉ钪�，最常�?jiàn)的滑動(dòng)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(dǎo)線與受電弓滑板之間的載流接觸屬于典型滑動(dòng)電接觸，目前的高速電氣化機(jī)車系統(tǒng)所受載流一般在400A~850A左右。在整個(gè)弓網(wǎng)系統(tǒng)中，滑板與導(dǎo)線之間運(yùn)行速度非常快，但其接觸表面實(shí)際面積卻非常小，在小接觸面內(nèi)傳輸大電流，載流通過(guò)接觸面時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的接觸電阻熱，加上相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)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(duì)接觸區(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重的燒蝕等電氣磨損，而隨著滑動(dòng)時(shí)間的不斷增加，電燒蝕會(huì)造成滑板與導(dǎo)線接觸區(qū)域之間坑洼不平，進(jìn)而改變弓網(wǎng)系統(tǒng)的摩擦磨損性能及導(dǎo)電性能，從而影響電動(dòng)機(jī)車的正常行駛以及使用壽命。

在高速滑動(dòng)電接觸過(guò)程中，物體一般處于電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)耦合的復(fù)雜環(huán)境，滑動(dòng)電接觸元件在機(jī)械、電氣兩方面上相互依賴、彼此制約、互相作用的。在滑動(dòng)電接觸過(guò)程中，接觸表面會(huì)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(dòng)電接觸表面溫度會(huì)迅速升高，瞬態(tài)產(chǎn)生的高溫不僅嚴(yán)重影響接觸元件的導(dǎo)電性能，也嚴(yán)重腐蝕元件接觸表面，導(dǎo)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(yán)重?fù)p失。因此，直接測(cè)量高速滑動(dòng)電接觸表面瞬態(tài)溫度、進(jìn)而分析溫度對(duì)接觸表面燒蝕、質(zhì)量損失等方面帶來(lái)的影響，為以后繼續(xù)對(duì)大載流下高速滑動(dòng)電接觸表面的物理特性的深入研究提供重要依據(jù)。