Материалы контактов

Требования:

- механическая прочность;

- высокая электропроводность;

- теплостойкость;

- антикоррозийность;

- простота обработки;

- экономичность.

Выбором материала в большей мере определяется срок службы контактного соединения электрического аппарата. Для контактных соединений нашли широкое применение медь и ее сплавы (латунь и бронза).

Достоинства – малое удельное сопротивление, механическая прочность, легкая обработка. Медь окисляется заметно при температуре свыше + 75⁰С. Для предотвращения окисления медные контакты покрываются оловом. При длительной работе (непрерывной) контакты из меди выполняются с серебряными накладками, толщиной 20-30 микрон электролитическим способом. Позволяет отключать мощную элекродугу, и обеспечивать большое число включений. Наименьшая электропроводность у чистой меди, примеси снижают удельную проводимость. Медь технологична, легко паяется и сваривается.

Недостатки – дефицитность, низкая температура плавления, требуются довольно большое нажатие, наличие оксидной пленки. В контактах, не имеющих взаимного скольжения из-за оксидной пленки, применять медь не рекомендуется.

Медные сплавы делятся на две группы: латунь и бронза.

Латунь – медно-цинковый сплав, содержит цинка до 45 %.Она дешевле меди, но прочнее и тверже ее. Хорошо обрабатывается в холодном и горячем состоянии. С ростом содержания цинка предел прочности при растяжении у латуней возрастает. Поэтому она более пластична в холодном состоянии. Латуни применяются для изготовления литых токоведущих деталей электрических машин и аппаратов, для заливки к.з. роторов асинхронных электродвигателей.

Бронза – сплав меди с различными химическими элементами, кроме цинка и никеля. Она по сравнению с медью отличается высокой механической прочностью, твердостью упругостью. Из нее изготавливают контактные провода, коллективные пластины, контактные ножи, скользящие контакты, токоведущие пружины.

Алюминий. Достоинство – в 3,3 раза легче меди. Удельная проводимость чистого алюминия составляет 65,5 % проводимости стандартной меди – 38 мсм / м r =0,0262 мкОм × м.

Преимущества:

- пластичность;

- хорошая технологичность;

- коррозийная стойкость.

Алюминиевая провод по сравнению с медным той же длины при одинаковом сопротивлении имеет примерно на 65 % больше сечение (диаметр больше на 28 %),однако он при этом будет почти в 2 раза легче.

Алюминий существенно уступает меди в механической прочности.

Алюминий и сталь применяются, главным образом, в неподвижных контактных соединениях. Для защиты от коррозии контакты из алюминия оцинковываются, а из стали покрываются слоем кадмия.

Al имеет достаточно высокие электрические проводимости и теплопроводность. Благодаря малой плотности токоведущая часть круглого сечения из Al на такой же ток, как и медный проводник, имеет почти на 48 % меньше массу. Легче меди в 3,3 раза.

Недостатки Al – образование оксидной пленки с высокой механической прочностью, низкая дугостойкость (температура плавления значительно меньше, чем у меди и серебра), малая механическая прочность.

Для выполнения контактов применяется вольфрам, отличающий теплостойкостью и твердостью, необходимой при частых коммутациях контактов. Имеет высокую дугостойкость, стойкость против эрозии.

Недостаток: высокое удельное сопротивление, малая теплопроводность, оксидная пленка с высокой механической прочностью. Контакты из вольфрама требуют большого нажатия.

Алюминиевые сплавы сочетают легкость с повышенной по сравнению с алюминием механической прочностью. Электрические, механические и технологические свойства можно регулировать легирующими добавками.

Электрический алюминиевый провод делается из сплава АВЕ (алюминий + магний + кремний).

Высокими свойствами обладают контакты, выполненные путем прессования из смеси порошков различных материалов – металлокерамические контакты. Дугостойкость их обеспечивается вольфрамом молибденом. Низкое переходное сопротивление – серебром, медью.

Такие контакты обладают всеми необходимыми свойствами, которые не в полной мере могут удовлетворить чистые металлы. Металлокерамика ведет себя при разных токах по разному. До 100 А наиболее устойчиво серебро.

Никель, платина, серебро и применяются для контактов, рассчитанных на небольшие токи. При большом числе включений в час применяется сплав платины с иридием. Применяются в реле, где требуется высокая чувствительность, точность и надежность срабатывания.

Дата добавления: 2015-09-03