Дребезг контактов и способы борьбы с ним, материалы контактов

Дребезг контактов - это явление многократного неконтролируемого замыкания и размыкания контактов в моменты их соприкосновения и расхождения.

Дребезг контактов при замыкании возникает по двум причинам:

1. Влияние непосредственного дребезга самих контактов

2. Влияние дребезга якоря эл. магнита

Дребезг вызывает сбои в работе таких устройств, как счётчики, а также может привести к порче электронных и электрических компонентов. Досрочно выводит из строя элементы с ограниченным ресурсом по числу циклов включения/выключения. Для компенсации дребезга применяют переключатели с обратной связью, с характеристикой в виде прямоугольной петли гистерезиса и т. д.

Материалы контактов

К материалу контактов предъявляются следующие требования:

1. Высокие электрическая проводимость и теплопро­водность.

2. Стойкость против коррозии в воздухе и других газах.

3. Стойкость против образования пленок с высоким удельным сопротивлением.

4. Малая твердость для уменьшения необходимой си­лы нажатия.

5. Высокая твердость для уменьшения механического износа при частых включениях и отключениях.

6. Малая эрозия.

7. Высокая дугостойкость (температура плавления).

8. Высокие значения тока и напряжения, необходи­мых для дугообразования.

9. Простота обработки, низкая стоимость. Свойства некоторых контактных материалов рассмот­рены ниже.

Медь. Положительные свойства: высокие электрическая прово­димость и теплопроводность, достаточная твердость, простота технологии, низкая стоимость.

Недостатки: низкая температура плавления, при работе на воз­духе покрывается слоем прочных окислов, имеющих высокое сопро­тивление, требует довольно больших сил нажатия.

Серебро. Положительные свойства: высокие электро- и тепло­проводность, пленка окисла серебра имеет малую механическую проч­ность и быстро разрушается при нагреве контактной точки. Контакт серебра устойчив, благодаря малой механической прочно­сти достаточны малые нажатия. Устойчивость контакта, малое переходное сопротивление являются характерными свойствами серебра.

Отрицательные свойства: малая дугостойкость и недостаточная твердость серебра препятствуют использованию его при наличии мощной дуги и при частых включениях и отключениях.

Алюминий. Этот материал имеет достаточно высокие электри­ческую проводимость и теплопроводность. Благодаря малой плот­ности токоведущая часть круглого сечения из алюминия на такой же ток; как и медный проводник, имеет почти на 48% меньшую массу. Это позволяет уменьшить массу аппарата.

Недостатки алюминия: 1) образование на воздухе и в актив­ных средах пленок свысокой механической прочностью и высоким сопротивлением; 2) низкая дугостойкость (температура плавления значительно меньше, чем у меди и серебра); 3) малая механическая прочность; 4) при контакте с медью образуется пара, подверженная сильной электрохимической коррозии.

Вольфрам. Положительными свойствами вольфрама являются высокая дугостойкость, большая стойкость против эрозии, сварива­ния. Высокая твердость вольфрама позволяет применять его при частых включениях и отключениях.

Недостатками вольфрама являются высокое удельное сопротив­ление, малая теплопроводность, образование прочных оксидных и сульфидных пленок. В связи с высокой механической прочностью и образованием пленок вольфрамовые контакты требуют большого на­жатия.

Износ контактов при малых токах.

Электрический износ возникает из-за электрической эррозии. В зависимости от того откуда переносится металл (от анода к катоду или наоборот) перенос будет иметь знак «+» или «–». Если больше изнашивается анод то присваивается знак «+».

При малых токах снизить эррозию можно в первую очередь за счёт применения эрозийно-устойчивых материалов (металлокерамика) или применение схемного решения, а именно шунтирование контактов активно-емкостными цепочками. В этом случае при размыкании контактов часть энергии уходит на заряд конденсатора. Длительность искрового разряда за счёт этого существенно уменьшается.

 При увеличении емкости конденсатора выше оптимума через контакты произойдёт разряд конденсатора и как следствие сваривание контактов.