RU176664U1 - Композитный электрический контакт - Google Patents
Композитный электрический контакт Download PDFInfo
- Publication number
- RU176664U1 RU176664U1 RU2017124387U RU2017124387U RU176664U1 RU 176664 U1 RU176664 U1 RU 176664U1 RU 2017124387 U RU2017124387 U RU 2017124387U RU 2017124387 U RU2017124387 U RU 2017124387U RU 176664 U1 RU176664 U1 RU 176664U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- electrical
- contacts
- silver
- carbon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/027—Composite material containing carbon particles or fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к материалам, служащим для изготовления электрических контактов (контакт-деталей) низковольтной аппаратуры. Может быть использована в электромагнитных реле, для устройств сигнализации, централизации и блокировки (устройства СЦБ) на железнодорожном транспорте, для которых необходим большой ресурс, более миллиона циклов электрических коммутаций. В основу полезной модели по композитному электрическому контакту поставлена задача: повышение надежности работы электромагнитных реле.В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении стабильности переходного электрического сопротивления контактной пары в процессе коммутаций и исключении свариваемости контактов на всех режимах работы электромагнитного реле. Указанный технический результат достигается композитным электрическим контактом, выполненным из материала, содержащего углеродную основу и металлические добавки серебра, при этом углеродная основа выполнена из углеродного волокна, ориентированного в направлении течения тока, а металлические добавки распределены на поверхности углеродного волокна в виде покрытия. Кроме этого, толщина углеродных волокон составляет 10-1000 мкм, удельная масса углеродного волокна составляет (55-95)%, толщина покрытия волокон серебром составляет 1,0-50 мкм.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к материалам, служащим для изготовления электрических контактов (контакт-деталей) низковольтной аппаратуры. Может быть использована в электромагнитных реле, для устройств сигнализации, централизации и блокировки (устройства СЦБ) на железнодорожном транспорте, для которых необходим большой ресурс, более миллиона циклов электрических коммутаций.
Отличительной особенностью условий работы низковольтной аппаратуры является наличие при замыкании контактов ударных нагрузок и больших коммутирующих токов. К материалам, из которых изготавливают электрические контакты, предъявляются высокие требования к прочности основы и особые требования к свойствам поверхностей. Так, материал должен обладать хорошей теплопроводностью и электропроводностью при высокой стабильности переходного сопротивления в замкнутом состоянии контактов, контактные поверхности материала, входящие в соприкосновение с ответными контактами, должны иметь достаточную твердость и прочность, высокое сопротивление окислению и электрической эрозии в состоянии замыкания и размыкания контактов, несклонность к свариванию с ответными контактами.
Известны материалы на основе металографита, обладающие высокой прочностью, достигаемой за счет высокого содержания в объеме материала металлов, при объемной доле графита не превышающей 10-15% (4-5 мас. %). Высокие электротехнические свойства достигаются путем создания материалов на основе металографита с добавлением в различных пропорциях меди, никеля, кобальта, алюминия, серебра. Повышение электроэрозионных свойств достигается изготовлением композиционных материалов на основе серебра (Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник/Под ред. И.М. Федорченко - Киев: Наукова думка, 1985, стр. 442).
Однако данные материалы имеет ряд существенных недостатков: они дороги, имеют малый ресурс, склонны к свариванию с серебреными контактами.
Известен композиционный контакт, изготовленный методом порошковой металлургии из графита и серебра (Контакты марок ВАР 112Д и ВАР112Д-1, Технические условия ТУ16-538158-72.). Содержание серебра в данном материале при изготовлении контактов должно быть в пределах от 38 до 44 мас. %.
Электрические контакты обладают недостаточными физико-механическими свойствами, следствием этого является интенсивное изнашивание, высокая склонность к свариваемости, нестабильность переходного электрического сопротивления, особенно в период приработки контактов, когда пятно контакта еще не сформировалось.
Известен композиционный электрический контакт содержащий графитовую основу и металлические добавки серебра, при этом графитовая основа выполнена из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,3% и объемной пористостью 15-25%, металлическая добавка распределена во внутреннем объеме графитовой основы в порах в количестве не менее 10% от объема пор, а на поверхности графитовой основы частицы металлической добавки образуют не сплошное поверхностное покрытие толщиной до 10 мкм. (Патент на полезную модель RU 90931, заявка 2009137411 от 09.10.2009, МПК, Н01Н 9/00). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного технического решения является периодически появляющиеся сбои в работе реле из изменения переходного электрического сопротивления между контактами электромагнитного реле, один из которых содержит графитовую основу и металлические добавки серебра, а второй выполнен из серебра.
В работе («Контакты в реле железнодорожной автоматики» Н.И. Пивоварчик, В.С. Фадеев, http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63587) проведены исследования переходного сопротивления контактов реле с графито-серебряными контактами. Исследования переходного контактного сопротивления проводились на работающих реле имеющих различные электрические и механические нагрузки, а также на работающих реле без электрических нагрузок (холостой прогон), кроме этого, исследовалось переходное сопротивление на контактах реле, находящихся на хранении (не работающих). Получены следующие результаты:
- при различных нагрузках, как механических, так и электрических, переходное сопротивление, в основном, увеличивается. По мере износа сопротивление растет незначительно, находясь в пределах допуска;
- при длительном хранении не работающих реле переходное сопротивление контактов реле с графито-серебряными контактами увеличивается;
- при эксплуатации реле, без электрических нагрузок, переходное контактное сопротивление контактов увеличивается и может превышать допустимые значения.
Исходя из требований, предъявляемых к материалам контактов, контакты в процессе работы должны самоочищаться, что и происходит при работе реле под нагрузкой. При замыкании и размыкании контактов, при образовании электрической дуги, происходит эрозия графитовых контактов. Относительное перемещение контактов приводит к появлению новых окисленных поверхностей, с более высоким контактным электрическим сопротивлением. Это отражают полученные результаты, незначительный рост контактного электрического сопротивления.
Основной причиной нестабильного электрического. контактного сопротивления, при длительном хранении и работе реле при отсутствии электрических нагрузок, является образование пленок на поверхности контакта с участием различных веществ, находящихся в атмосфере и плохо проводящих электрический ток, а также сложный состав графитовой основы, в состав которой входят графит, сажа, пек, кокс.
Решение проблемы по стабилизации электрического контактного сопротивления контактов реле путем увеличения контактного нажатия (давления) и увеличения длины пути скольжения контактов не приемлемо, такое решение ведет к конструктивному изменению реле и энергопотреблению, что не допустимо.
В основу полезной модели по композитному электрическому контакту поставлена задача повышение надежности работы электромагнитных реле.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении стабильности переходного электрического сопротивления контактной пары в процессе коммутаций и исключении свариваемости контактов на всех режимах работы электромагнитного реле.
Указанный технический результат достигается композитным электрическим контактом, выполненным из материала, содержащего углеродную основу и металлические добавки серебра, при этом углеродная основа выполнена из углеродного волокна, ориентированного в направлении течения тока, а металлические добавки распределены на поверхности углеродного волокна в виде покрытия. Кроме этого, толщина углеродных волокон составляет 10-1000 мкм, удельная масса углеродного волокна составляет 55-95%, толщина покрытия волокон серебром составляет 1,0-50 мкм.
Использование основы контакта, выполненной из углеродного волокна, ориентированного в направлении течения тока, и распределение металлических добавок на поверхности углеродного волокна в виде покрытия позволяет получить контакт-деталь со стабильными свойствами которые не зависят от отдельных партий графитовой основы. Углеродные волокна обладают стабильными свойствами по электрическим и механическим параметрам.
Предлагаемый композитный электрический контакт позволяют образовать контактную поверхность с наличием серебра, не склонную к свариванию с ответным серебряным контактом. На поверхности контакта серебро находится виде тонких перегородок разделенных графитовой основой, такое распределение серебра, при наличии проскальзывания серебренного контакта по поверхности позволяет исключить сваривание контактов. Серебро в контакте образует сплошной токопроводящий каркас в теле контакта в направлении течения тока. Такое распределение серебра позволяет получить постоянной электрическое сопротивления, не зависимо от износа контакт детали. Кроме этого достигается снижение количества металлического серебра, в качестве покрытия углеродных волокон основы, необходимого для получения необходимого электрического сопротивления.
Для практической реализации заявляемого композитного электрического контакта использовали углеродные волокна 200 текс 3К, которые металлизировали в вакууме серебром, затем формовали из них жгут диаметром 8,0 мм и подвергали термообработке. После термообработки получали стержень-заготовку, которую разрезали на цилиндрические контакт-детали необходимой высоты. Полученные такими способами контакт-детали монтировали на контактные пружины, устанавливали в реле НМШ-1440 и испытывали при коммутации каждым замыкающим контактом активной нагрузки 2А, 24В. Результаты испытаний заявляемого композиционного электрического контакта, изготовленного по предлагаемому способу, представлены в таблице в сравнении с контакт-деталью (прототипом), содержащей 40% мас. серебра, остальное - углерод.
Как видно из таблицы, начальное сопротивление в контактных парах прототипа и предлагаемого технического решения отличатся мало. Износостойкость, характеризуемая количеством коммутаций, увеличивается более чем в 2 раза, свариваемость контактов не наблюдалась. В процессе испытаний предлагаемого технического решения не наблюдалось графитового распыления в отличии контактов изготовленных методом порошковой металлургии, что повышает надежность работы реле в целом, обеспечивается стабильность переходного электрического сопротивления и исключает свариваемость контактов при импульсных токовых перегрузках (в аварийных режимах).
Claims (4)
1. Композитный электрический контакт, выполненный из материала, содержащего углеродную основу и металлические добавки серебра, отличающийся тем, что углеродная основа выполнена из углеродного волокна, ориентированного в направлении течения тока, а металлические добавки распределены на поверхности углеродного волокна в виде покрытия.
2. Композитный электрический контакт-деталь по п. 1, отличающийся тем, что толщина углеродных волокон составляет 10-1000 мкм.
3. Композитный электрический контакт-деталь по п. 1, отличающийся тем, что удельная масса углеродного волокна составляет 55-95%.
3. Композитный электрический контакт-деталь по п. 1, отличающийся тем, что толщина покрытия волокон серебром составляет 1,0-50 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124387U RU176664U1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Композитный электрический контакт |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124387U RU176664U1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Композитный электрический контакт |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176664U1 true RU176664U1 (ru) | 2018-01-25 |
Family
ID=61024303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017124387U RU176664U1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Композитный электрический контакт |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176664U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198536U1 (ru) * | 2019-11-01 | 2020-07-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационные Технологии На Железнодорожном Транспорте" (Ооо "Итжт") | Контакт-деталь низковольтного электромагнитного реле |
RU201151U1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | Контактная группа модульного типа для электромагнитного реле |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001202841A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-27 | Tokuriki Honten Co Ltd | Ag系−炭素系接点材料およびその製造方法 |
US20090178905A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-07-16 | Abb Research Ltd. | Contact Element and a Contact Arrangement |
RU90931U1 (ru) * | 2009-10-09 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Композиционный электрический контакт |
EP2413337A1 (en) * | 2009-03-24 | 2012-02-01 | A.L.M.T. Corp. | Electrical contact material |
JP2015105439A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 電気接点材料及びその製造方法 |
-
2017
- 2017-07-10 RU RU2017124387U patent/RU176664U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001202841A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-27 | Tokuriki Honten Co Ltd | Ag系−炭素系接点材料およびその製造方法 |
US20090178905A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-07-16 | Abb Research Ltd. | Contact Element and a Contact Arrangement |
EP2413337A1 (en) * | 2009-03-24 | 2012-02-01 | A.L.M.T. Corp. | Electrical contact material |
RU90931U1 (ru) * | 2009-10-09 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Композиционный электрический контакт |
JP2015105439A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 電気接点材料及びその製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198536U1 (ru) * | 2019-11-01 | 2020-07-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационные Технологии На Железнодорожном Транспорте" (Ооо "Итжт") | Контакт-деталь низковольтного электромагнитного реле |
RU201151U1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | Контактная группа модульного типа для электромагнитного реле |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU176664U1 (ru) | Композитный электрический контакт | |
JPWO2014199837A1 (ja) | 接触端子構造 | |
Ling et al. | Microstructure and improved tribological performance of graphite/copper‑zinc composite coatings fabricated by low pressure cold spraying | |
CN105274384A (zh) | 一种高强度减磨铜基复合材料及其制备方法 | |
Liu et al. | Fretting wear behavior of brass/copper-graphite composites as a contactor material under electrical contact | |
US2470034A (en) | Electric contact formed of a ruthenium composition | |
JP2012122135A (ja) | めっき助材、めっき液およびめっき材料 | |
US11542616B2 (en) | Silver-graphene composite coating for sliding contact and electroplating method thereof | |
Praveen Kumar et al. | Fabrication of a novel silver-based electrical contact composites and assessment of its mechanical and electrical properties | |
CN106903325B (zh) | 银-氧化锡电接触材料的制备方法及其制成的电接触材料 | |
RU90931U1 (ru) | Композиционный электрический контакт | |
Gengenbach et al. | Investigation on the switching behavior of AgSnO 2 materials in commercial contactors | |
CN101812609A (zh) | 一种导电耐磨材料及其制备方法 | |
CN1055732C (zh) | 铜基粉末合金电触头材料 | |
RU81921U1 (ru) | Контакт-деталь | |
Yangfang et al. | Research on the influence of different oxide particles on properties of AgCdO contact material | |
RU198536U1 (ru) | Контакт-деталь низковольтного электромагнитного реле | |
CN108907181B (zh) | 一种石墨烯增强铜基含油轴承材料及其制备方法和应用 | |
JPS5941429A (ja) | 電気接点材料 | |
CN106011519A (zh) | 低压电器用碳化稀土铜基触头材料及其加工方法 | |
US2294405A (en) | Aluminum base metal composition | |
Behrens et al. | Influence of contact material on the performance of a DC contactor | |
RU223847U1 (ru) | Электрический контакт композиционный электромагнитного реле | |
JP4704132B2 (ja) | 複合めっき材およびその製造方法 | |
RU225625U1 (ru) | Электрический контакт композиционный электромагнитного реле |