Материал контактов реле: Контакты реле. Материалы контактов электромагнитных реле

Описание параметра «Материал контактов (для электромагнитных реле)»

Материал контактов реле

Материал	Особенности	Типовое применение
Сплав Ag + Au) (cеребро + покрытие золотом)	• Покрытие золотом способствует хорошей устойчивости к коррозии на открытом воздухе • В отличие от других материалов с низким электрическим сопротивлением хорошо показыает себя при небольшой нагрузке • Высокая электропроводность и теплопроводность	• Малая нагрузка — контакты с золотым покрытием почти не выгорают при мощности нагрузки от 10 мВт до 1.5 Вт (резистивная нагрузка) • Средняя нагрузка — после некоторого времени эксплуатации покрытие золотом подвергается разрушению и продолжает работать в основном сплав Ag при нагрузках от 2.4 Вт до 60 Вт (резистивная нагрузка)
Сплав Ag + Pd (серебро + палладий)	• При комнатной температуре хорошо противостоит воздействию серы • Низкое сопротивление контакта • Дотаточно дорогой	• Малая нагрузка — контакты с золотым покрытием почти не выгорают при мощности нагрузки от 10 мВт до 1. 5 Вт (резистивная нагрузка) • Средняя нагрузка — после некоторого времени эксплуатации покрытие золотом подвергается разрушению и продолжает работать в основном сплав AgNi при нагрузках от 2.4 Вт до 60 Вт (резистивная нагрузка)
Сплав Ag + Ni (серебро + никель	• Наиболее часто применяемый для изготовления контактов реле • Высокая электропроводность и теплопроводность • Высокая устойчивость к подгоранию • Средняя устойчивость к привариванию • Легко подвержен воздействию соединений серы, находящихся в атмосфере	• Активная нагрузка и низкоиндуктивная нагрузки • Номинальный ток ниже 12 А • Импульсный ток ниже 25 А
Сплав Ag + CdO (серебро + оксид кадмия)	• Выдерживает высокую нагрузку переменного тока • Высокая электропроводность и теплопроводность • Хорошая устойчивость к выгоранию • Большая устойчивость к привариванию • Легко вступает в соединение с серой, находящейся в атмосфере	• Активная нагрузка, двигатели и индуктивная нагрузки • Номинальный ток ниже 30 А • Импульсный ток ниже 50 А
Сплав Ag + CnO2 (серебро + диоксид кадмия)	• Очень хорошо противостоит свариванию контактов • Этот материал меньше подвержен выгоранию, чем сплав Ag+CdO • Легко подвержен воздействию соединений серы, находящихся в атмосфере	• Резистивные, индуктивные и емкостные нагрузки • Черезмерно большие импульсные токи (до 120 А)
Сплав Ag + CnO2 с добавками оксидов других металлов	• Очень хорошо противостоит свариванию контактов • Этот материал меньше подвержен выгоранию, чем сплав Ag+CdO • Легко подвержен воздействию соединений серы, находящихся в атмосфере	• Резистивные, индуктивные и емкостные нагрузки • Черезмерно большие импульсные токи (до 120 А) • В некоторых случаях применяется с определенными добавками оксидов

Материалы для контактов коммутационных аппаратов | Разъединители и отделители

• разъединитель
• выключатель
• справка
• ОД-КЗ
• материалы
• коммутации
• контакты и соединения

От материала контакта в сильной степени зависят его срок службы и надежность работы коммутационного аппарата. К этим материалам предъявляются следующие основные требования: они должны обладать высокой электрической проводимостью и теплопроводностью, быть устойчивыми против коррозии и иметь токопроводящую окисную пленку, быть дугостойкими, т.е. иметь высокую температуру плавления и испарения, быть твердыми, механически прочными и легко поддаваться механической обработке, иметь невысокую стоимость. Перечисленные требования противоречивы, и почти невозможно найти материал, который удовлетворял бы всем этим требованиям.
Для контактных соединений применяются следующие материалы.
Медь. Удовлетворяет почти всем выше перечисленным требованиям, за исключением. коррозионностойкости. Окислы меди имеют низкую проводимость. Медь — самый распространенный контактный материал, используется как для разборных, так и для коммутирующих контактов. В разборных соединениях применяют антикоррозионные покрытия рабочих поверхностей. Медь может использоваться и для дугогасительных контактов.
При малых контактных нажатиях (Р < 3 Н) применение медных контактов не рекомендуется
Серебро. Очень хороший контактный материал, удовлетворяющий всем требованиям, за исключением дугостойкости при значительных токах. При малых токах обладает хорошей износостойкостью. Окислы серебра имеют почти такую же проводимость, как и чистое серебро. Серебро применяется для главных контактов в аппаратах на большие токи, для всех контактов продолжительного режима работы, в контактах на малые токи при малых нажатиях (контакты реле, контакты вспомогательных цепей). Серебро обычно применяется в виде накладок — вся деталь выполняется из меди или другого материала, а на рабочей поверхности контакта приваривается серебряная накладка.
Алюминий. По сравнению с медью обладает значительно меньшей проводимостью и механической прочностью. Образует плохо проводящую твердую окисную пленку, что существенно ограничивает его применение. Может использоваться в разборных контактных соединениях (шинопроводы, монтажные провода). Для этого контактные рабочие поверхности серебрятся, меднятся или армируются медью. Следует, однако, иметь в виду невысокую механическую прочность алюминия, вследствие чего соединения могут со временем ослабнуть и контакт нарушится.
Для коммутирующих контактов алюминий непригоден.
Платина, золото, молибден. Применяются для коммутирующих контактов на очень малые токи при малых напряжениях. Платина и золото не образуют окисных пленок. Контакты из этих металлов имеют малое переходное сопротивление.
Вольфрам и сплавы из вольфрама. При большой твердости и высокой температуре плавления обладают высокой электрической износостойкостью. Вольфрам и сплавы вольфрам-молибден, вольфрам-платина, вольфрам — платина-иридий и другие применяются при малых токах для контактов с большой частотой размыкания При средних и больших токах они используются в качестве дугогасительных контактов на отключаемые токи до 100 кА и более.
Металлокерамика — механическая смесь двух почти не сплавляющихся металлов, получаемая методом спекания смеси их порошков или пропиткой одного расплавом другого. При этом один из металлов имеет хорошую проводимость, а другой обладает большой механической прочностью, является тугоплавким и дугостойким. Металлокерамика, таким образом, сочетает высокую дугостойкость с относительно хорошей проводимостью. Наиболее распространенными композициями металлокерамики является: серебро-вольфрам, серебро-молибден, серебро-никель, серебро-окись кадмия, серебро-графит, серебро-графит-никель, медь-вольфрам, медь-молибден, и др. Применяется металлокерамика в качестве дугогасительтных контактов (композиции с серебром в основном для переменного тока) на средние и большие отключаемые токи, а также как главные контакты на номинальные токи до 600 А.
Материалы, применяемые в аппаратостроении, могут быть разбиты на следующие группы:

1. проводниковые — главным образом медь, сталь, алюминий, латунь;
2. магнитные — различного рода стали и сплавы — для магнитопроводов;
3. изоляционные — для электрической изоляции токоведущих частей друг от друга и от заземленных частей;
4. дугостойкие изоляционные — асбест, керамика, пластмассы — для дугогасительных камер;
5. сплавы, обладающие высоким удельным сопротивлением — для изготовления различных резисторов:
6. контактные — серебро, медь, металлокерамика — для обеспечения нормальной электрической износостойкости контактов;
7. биметаллы — применяются в автоматических аппаратах, используя линейное удлинение различных металлов при нагревании током;
8. конструкционные — металлы, пластмассы, изоляционные материалы для придания аппаратам и их деталям тех или иных форм и для изготовления деталей, Технический прогресс в аппаратостроении в значительной степени зависит от качества перечисленных материалов.

Свойства контактных материалов (металлы)

• Назад
• Вперед

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:  
• Главная
• Инфо
• Разъединители
• ОДЗ-2-35 — отделитель

Читать также:

• Выбор материала коммутирующих контактов элегазовых аппаратов
• Выбор материала контактов вакуумных камер выключателей
• Условия работы аппаратов высокого напряжения
• Назначение и классификация электрических аппаратов
• Влияние материала контактов на отключающую способность вакуумных дугогасительных камер

Материалы контактов реле – имеет ли значение?

01

ФЕВРАЛЬ

2021

Материалы контактов реле – имеет ли значение? Норман Карнт.

Если реле «работает», зачем еще беспокоиться о материалах его контактов? Норман Карнт из Finder UK объясняет, почему доступ к нужным контактным материалам может быть важен.

Если реле «работает», зачем еще беспокоиться о материалах его контактов? Норман Карнт из Finder UK объясняет, почему доступ к нужным контактным материалам может быть важен.

Многие пользователи реле берут стандартный продукт, а вместе с ним и стандартное предложение в отношении контактного материала . Чаще всего они совершенно счастливы — никогда не имеют проблем — и не задумываются об альтернативных материалах. Однако для некоторых применений доступ к альтернативным контактным материалам может быть очень полезен.

Переключение питания

Надежное переключение при низких уровнях мощности

Тем не менее, есть варианты, которые пользователь может или даже должен использовать, когда речь идет о контактных материалах. Вообще говоря, следует избегать использования реле с материалами силовых контактов, поскольку характеристики, которые делают их хорошими переключателями мощности, имеют тенденцию работать против надежного переключения низкого уровня. Но иногда возникает необходимость переключения обоих силовые и низкоуровневые цепи ; тогда единственным реальным вариантом было бы выбрать силовое реле с очевидной аномалией с позолоченными контактами. «Аномалия», так как позолоченные силовые контакты не имеют большого смысла, так как золото дорогое и просто сгорит в условиях переключения питания. «Очевидно», потому что мы знаем, что в редких случаях это решает задачу смешанной коммутации с надежностью на обоих концах шкалы. Однако здесь есть очень важный аспект. Золото должно быть покрыто значительной толщиной, избегая любых намеков на использование золотого покрытия, которое обычно имеет толщину порядка 0,2 микрона.

Дело не только в том, что такое тонкое покрытие механически изнашивается за несколько тысяч операций; так что не заблуждайтесь, думая, что, поскольку реле срабатывает в вашем приложении только раз в месяц, все будет хорошо — это не так! Для надежного переключения низкого уровня отлично подойдет золотая пластина, но золотая вспышка, скорее всего, будет хуже чистого серебра! Причиной этого является очень интересное сочетание физики и химии, но, к сожалению, подробное объяснение выходит за рамки этой статьи.

Немного отступив назад, что мы подразумеваем под переключением низкого уровня? Обычно силовое реле 16 А из ассортимента реле компании автора имеет указанную минимальную коммутационную нагрузку 10 В / 10 мА / 1000 мВт, что для реле, специально предназначенного для коммутации нагрузок до 4 кВт, неплохо. Спецификация означает, что должны быть соблюдены все три минимальных значения.

A 7 Реле средней мощности с контактами AgNi имеет минимальные характеристики переключения 5 В / 5 мА / 300 мВт. Это реле также доступно с позолоченными контактами; когда пересмотренные значения станут 5 В / 2 мА / 50 мВт.

Если необходимо надежно коммутировать гораздо более низкое напряжение, рассмотрите возможность включения двух контактов параллельно. Это значительно снижает минимальную коммутационную нагрузку — два параллельных позолоченных контакта позволяют работать с нагрузками до 0,1 В / 1 мА / 1 мВт. Может быть полезно понять, что статистически ненадежность двух параллельных контактов равна ненадежности одиночного контакта, возведенной в степень двойки. Итак, просто чтобы проиллюстрировать математику, 1% ненадежной схемы переключения становится 0,01% ненадежной, то есть 100-кратное повышение надежности. А для трех параллельных контактов ненадежность будет возведена в степень трех — повышение надежности в 10 000 раз!

Материалы контактов реле – имеет ли значение?

Если реле «работает», зачем еще беспокоиться о материалах его контактов? Здесь Норман Карнт из Finder UK объясняет, почему доступ к нужным контактным материалам может быть важен.

Многие пользователи реле приобретают стандартный продукт, а вместе с ним и стандартное предложение в отношении материала контактов. Чаще всего они совершенно счастливы, никогда не имеют проблем и не задумываются об альтернативных материалах. Однако для некоторых применений доступ к альтернативным контактным материалам может быть существенным.

Силовое переключение
Силовое переключение до 50 А, как правило, возможно с помощью стандартных промышленных реле, в то время как более высокие токи обычно являются прерогативой контакторов. Основными контактными материалами, используемыми для реле с номинальным током контактов в диапазоне от 5 до 50 А, чаще всего являются никель-серебро, оксид серебра-кадмия и оксид серебра-олова.

Серебряный никель существует почти всегда. Относительно небольшое содержание никеля (десять процентов) в первую очередь предназначено для механического упрочнения серебра и повышения устойчивости к электрической эрозии контактных поверхностей, что делает его намного более прочным при более высоких электрических нагрузках. Он хорошо подходит для резистивных нагрузок при полном номинальном токе контакта и для других нагрузок, где ток нагрузки меньше. Это экономичный и хорошо работающий материал общего назначения, который довольно часто является стандартным материалом для многих силовых реле.

Оксид серебра и кадмия пользуется популярностью уже около 50 лет, особенно благодаря его хорошим характеристикам при переключении индуктивных и двигательных нагрузок. Уменьшается эрозия материала контактов, и, в частности, материал обладает повышенной стойкостью к сварке контактов в условиях кратковременных высоких пиковых пусковых токов, возникающих при переключении больших катушек контакторов, ламп накаливания и небольших двигателей.

К сожалению, несмотря на то, что практически все эксперты согласны с тем, что содержание кадмия настолько мало и так хорошо связывается с серебром, что не представляет опасности для окружающей среды, его использование в течение некоторого времени было ограничено Европейской директивой RoHS 2002/9.5/ЕС. В его первой редакции кадмий был полностью запрещен, но дальнейшая редакция разрешила его использование в электрических контактах. И так называемый «RoHS II» 2011/65/EU по-прежнему разрешает это, но устанавливает крайний срок (если не будет какого-либо дальнейшего пересмотра в ближайшие месяцы) — июль 2016 года для общего использования и июль 2024 года — для приборов промышленного контроля и управления. По этой причине, а также с учетом того, что такая директива вообще не применяется на некоторых рынках (например, в автомобилестроении или странах за пределами ЕС, таких как США или БРИКС), Finder будет поддерживать версии реле с оксидом серебра и кадмия — для ближайшее будущее.

Оксид серебра и олова является более поздней инновацией и, как и AgCdO, производится в процессе порошка/спекания, в отличие от AgNi, который представляет собой настоящий сплав. Невероятно тонкое измельчение оксида олова до субмикронных частиц, его равномерное распределение в порошкообразном серебре и окончательное формование под высоким давлением для обеспечения контакта — процедура, требующая самого тщательного контроля процесса. На заре AgSnO2 контроль качества и, следовательно, характеристик этих спеченных материалов не всегда был таким постоянным, как это должно было быть. Однако сегодня на высокие характеристики AgSnO2 можно положиться, особенно при работе с большими пиковыми пусковыми токами, в основном вызванными конденсаторами коррекции коэффициента мощности, связанными с люминесцентными и другими газоразрядными лампами, а также входными цепями, связанными с современными энергосберегающие лампы, CFL или LED.

Фундаментальная проблема с переключением на конденсаторы заключается в том, что в цепи практически нет преднамеренного ограничения тока. Поэтому мгновенные токи ограничены только импедансом источника и линии и будут порядка нескольких сотен, если не нескольких тысяч ампер. Аналогичные пиковые токи возникают при включении импульсных источников питания и инверторных приводов с регулируемой скоростью. Неудивительно, что контактная сварка исторически была серьезной проблемой в этих приложениях, но после тщательной оценки применения по сравнению с известными характеристиками реле в таких условиях часто можно предсказать вероятное улучшение, которое принесет переход на AgSnO2. Однако изготовителю реле потребуется обширный банк данных о производительности и возможность экспериментального тестирования и оценки с повторяемостью и в короткие сроки.

Надежное переключение при низких уровнях мощности
На другом конце шкалы токов контакты не изнашиваются или не свариваются вместе, а обеспечивают надежное соединение с низким сопротивлением.

Проще говоря, чем ниже коммутируемое напряжение и ток, тем сложнее контактным поверхностям обеспечить хорошее соединение. Это хорошо понимают производители реле, и большое внимание уделяется обеспечению достаточного давления между контактами и поддержанию минимального уровня чистоты во время производства.

Тем не менее, есть выбор, который пользователь может или даже должен использовать, когда дело доходит до предмета контактных материалов. Вообще говоря, следует избегать использования реле с материалами силовых контактов, поскольку характеристики, которые делают их хорошими переключателями мощности, имеют тенденцию работать против надежного переключения низкого уровня. Однако иногда возникает необходимость коммутировать как силовые, так и низкоуровневые цепи — тогда единственным реальным вариантом будет выбор силового реле с очевидной аномалией с позолоченными контактами. «Аномалия», так как не имеет смысла использовать позолоченные силовые контакты, так как золото стоит дорого и просто сгорит в условиях переключения питания. «Очевидно», потому что мы знаем, что в редких случаях это решает проблему смешанной коммутации с надежностью на обоих концах шкалы. Однако здесь есть очень важный аспект. Золото должно быть покрыто значительной толщиной, избегая любых намеков на использование золотого покрытия, которое обычно имеет толщину порядка 0,2 микрона.

Дело не только в том, что такое тонкое покрытие механически изнашивается в течение нескольких тысяч срабатываний, так что не заблуждайтесь, думая, что, поскольку реле срабатывает в вашем приложении только раз в месяц, все будет хорошо — это не так! Для надежного переключения низкого уровня отлично подойдет золотая пластина, но золотая вспышка, вероятно, будет хуже чистого серебра. Причиной этого является очень интересное сочетание физики и химии, но, к сожалению, подробное объяснение выходит за рамки этой статьи.

Немного отступив назад, что мы подразумеваем под переключением низкого уровня? Обычно силовое реле на 16 А из линейки реле Finder имеет указанную минимальную коммутационную нагрузку 10 В / 10 мА / 1000 мВт, что для реле, специально разработанного для коммутации нагрузок до 4 кВт, неплохо. Спецификация означает, что должны быть соблюдены все три минимальных значения.

Реле средней мощности 7A с контактами AgNi имеет минимальные характеристики переключения 5 В / 5 мА / 300 мВт.