 |
4.5 Эрозия и износ контактов.. 4.6 Материалы контактов.
|
|
|
|
4. 5 Эрозия и износ контактов.
Электрическая эрозия контактов – физико-химическое изменение материала контакта, сопровождающееся направленным переносом частиц металла и происходящее под воздействием энергии, выделяемой протекающим током.
Наиболее характерный результат эрозии – перенос металла с одного контакта на другой. В начальной стадии размыкания цепи образуется металлический мостик, вследствие термоэлектрических эффектов и неодинаковой передачи тепла он смещается в сторону одного из контактов, в результате при большом числе отключений на одном контакте металл наращивается, а на другом – убывает. Изменение знака тока приводит к изменению направления переноса.
Проведенные исследования показали, что в ряде контактных пар благодаря соответствующему сочетанию теплофизических параметров материалов наблюдается выравнивание тепловой асимметрии жидкого металлического мостика и самоограничение эрозии. Например, если катодом является платина или палладий, а анодом – серебро или золото.
Дуговой износ контактов – выжигание материала за счет высокой температуры и энергии дуги.
Дуговой износ может в 5 ¸ 20 раз превышать количественно мостиковую эрозию.
Электрическая эрозия и износ контактов может происходить не только при отключении, но и при включении цепи. При включении также может существовать расплавленный металлический мостик (перешеек) (рис. 4. 1, справа) между контактами, электрическая дуга или искра.
Особенно усиливает износ контактов их вибрация (дребезг) при включении, т. е. отскоки подвижного контакта после соударения с неподвижным контактом. Вибрация контактов и сопровождающий ее дуговой разряд могут происходить при пусковых токах, которые в 5 ¸ 10 раз превышают номинальные токи, что увеличивает износ.
|
|
|
4. 6 Материалы контактов.
Контактные материалы – металлы, сплавы металлов, металлокерамика.
Требования к контактным материалам противоречивы:
1. материалы с высокой электро- и теплопроводностью – мягкие и плохо противостоят износу;
2. твердые и упругие – не имеют необходимых электро- и теплопроводных свойств.
Поэтому применяют сплавы и металлокерамику из разнородных материалов.
Для сильноточных контактов применяют медь и серебро. Металлы мягкие и плохо противостоят износу, интенсивно окисляются. Окислы меди плохие проводники и повышают переходное сопротивление, окислы серебра при нагреве током разлагаются, и контакты самоочищаются. Вследствие этого переходное сопротивление серебряных контактов более стабильное, но стоимость их выше.
Слаботочные контакты – серебро, золото (в гальванических покрытиях), палладий, вольфрам и сплавы металлов.
Сплавы меди и серебра – повышенная стойкость к свариванию и износостойкость.
Сплавы серебра с золотом – пластичны и стойки к коррозии, но подвержены образованию пленок.
Сплавы серебра с платиной и палладием – хорошие электрические и механические свойства, но дороги.
Сплавы серебра с кадмием – улучшенные условия коммутации, вследствие образования окисью кадмия, под воздействием дуги или искр, продуктов диссоциации, которые создают дутье на дугу.
Сплавы золота с никелем – повышенная стойкость к свариванию и мостиковому переносу.
Сплавы палладия с иридием – повышенная твердость и коррозионная стойкость.
Сплавы платины с иридием - те же свойства, применяются для прецизионных контактов.
Металлокерамические материалы – отличаются износоустойчивостью. Представляют собой композицию обычно из двух компонентов: один – хороший проводник, другой – тугоплавкий материал. Тугоплавкий компонент создает подобие решетки, поры которой заполнены электропроводным компонентом. При горении дуги этот материал плавится, но удерживается в порах «решетки», после гашения дуги он снова застывает, что резко сокращает объем улетучивающегося материала.
|
|
|
Изготавливаются методом порошковой металлургии – смесь компонентов спекают под давлением в специальной форме при такой температуре, когда лишь разрушается кристаллическое строение тугоплавких компонентов, но сами компоненты не плавятся. Процесс повторяется два-три раза.
Соединение «серебро – окись кадмия» – низкое удельное и переходное сопротивление контактов. Хорошо обрабатывается резанием.
Соединение «серебро – никель», «серебро – вольфрам» - хорошая износоустойчивость, но высоко удельное и переходное сопротивление контактов. Контакты имеют склонность к свариванию и плохо обрабатываются резанием.
Соединение «серебро – графит» - сравнительно низкое удельное и переходное сопротивление контактов, устойчиво против приваривания и хорошо сопротивляется механическому истиранию. Применяются в качестве скользящих контактов.
Соединение «медь – вольфрам» - по устойчивости к оплавлению и привариванию превосходит многие металлокерамические материалы. Имеет высокое удельное сопротивление, непластично.
|
|
|
