RU2644414C1 - Electric contact - Google Patents

Electric contact Download PDF

Info

Publication number
RU2644414C1
RU2644414C1 RU2017123700A RU2017123700A RU2644414C1 RU 2644414 C1 RU2644414 C1 RU 2644414C1 RU 2017123700 A RU2017123700 A RU 2017123700A RU 2017123700 A RU2017123700 A RU 2017123700A RU 2644414 C1 RU2644414 C1 RU 2644414C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver
contact
graphite
layers
layer
Prior art date
Application number
RU2017123700A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Валерьевич Николюкин
Сергей Михайлович Куркалов
Сергей Владимирович Курганов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью ООО "Пластметпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью ООО "Пластметпроект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью ООО "Пластметпроект"
Priority to RU2017123700A priority Critical patent/RU2644414C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644414C1 publication Critical patent/RU2644414C1/en

Links

Images

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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular to rupture contacts and can be used in the manufacture of low-voltage switching equipment in electromagnetic relays. Electrical contact, which includes the working surface and the current collector surface is made of a composition of silver and graphite with an anisotropic structure, the lamellar particles of which are perpendicular to the working surface of the contact. Graphite content is 60–90 % by weight, the rest is silver. Graphite and silver are pressed with layers, the end surface of which forms the working contact surface, with a layer of silver between each two layers of graphite, and on the side of the current collector, every two layers of graphite with a layer of silver between them are wrapped with a metal mesh. Open ends of the grid are located, indented the working surface of the contact. Silver layer in the contact is made in the form of a mesh or a perforated foil.
EFFECT: invention makes it possible to improve the performance characteristics and simplify the manufacturing process.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к разрывным контактам, и может быть использовано при изготовлении низковольтной коммутирующей аппаратуры, в электромагнитных реле.The invention relates to electrical engineering, in particular to breaking contacts, and can be used in the manufacture of low-voltage switching equipment, in electromagnetic relays.

Известна контактная пара электрических контактов для низковольтной аппаратуры из композиции графита и серебра (см. патент РФ №2110100, МПК6 H01H 1/02, опубл. 27.04.1998 г.). В данной контактной паре содержание графита составляет 3-10%, серебра - остальное в виде наклепки, закрепленной пайкой или сваркой на токоподводящей пружине.Known contact pair of electrical contacts for low-voltage equipment from a composition of graphite and silver (see RF patent No. 2110100, IPC 6 H01H 1/02, publ. 04/27/1998). In this contact pair, the content of graphite is 3-10%, silver - the rest is in the form of rivets, fixed by soldering or welding on a current-supply spring.

Недостатком такой контактной пары является высокая стоимость, т.к. для получения низкого переходного сопротивления контактной пары композиция для ее изготовления содержит большое количество дорогостоящего серебра - 90-97 мас.%. Так как контактная пара содержит малое количество графита и большое количество серебра, она имеет еще один существенный недостаток - высокую вероятность сваривания.The disadvantage of this contact pair is the high cost, because to obtain a low transition resistance of the contact pair, the composition for its manufacture contains a large amount of expensive silver - 90-97 wt.%. Since the contact pair contains a small amount of graphite and a large amount of silver, it has another significant drawback - the high probability of welding.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электрический контакт, включающий рабочую поверхность и поверхность токосъема, выполненный из композиции серебра и графита с анизотропной структурой, пластинчатые частицы которой расположены перпендикулярно рабочей поверхности контакта (см. Бойко А.В. Эрозионная стойкость материалов в системе серебро-графит с анизотропной структурой. Известия вузов. Цветная металлургия, №1, 2006 г.). В данном электрическом контакте содержание графита составляет 3-5 мас.%, серебра - остальное.The closest in technical essence to the claimed invention is an electrical contact, including the working surface and the surface of the current collection, made of a composition of silver and graphite with an anisotropic structure, lamellar particles of which are perpendicular to the working surface of the contact (see Boyko A.V. Erosion resistance of materials in the system silver-graphite with anisotropic structure. University proceedings. Non-ferrous metallurgy, No. 1, 2006). In this electrical contact, the content of graphite is 3-5 wt.%, Silver - the rest.

Недостатком прототипа является его высокая стоимость, т.к. для получения низкого переходного сопротивления контакта серебрографитовая композиция для его изготовления содержит большое количество дорогостоящего серебра - 95-97 мас.%. Так как контакт содержит малое количество графита и большое количество серебра, он имеет еще один существенный недостаток - высокую вероятность сваривания.The disadvantage of the prototype is its high cost, because to obtain a low contact resistance, the silver-graphite composition for its manufacture contains a large amount of expensive silver - 95-97 wt.%. Since the contact contains a small amount of graphite and a large amount of silver, it has another significant drawback - the high probability of welding.

Техническим результатом является снижение стоимости контакта, повышение его эксплуатационных характеристик и упрощение процесса изготовления.The technical result is to reduce the cost of contact, increase its operational characteristics and simplify the manufacturing process.

Технический результат достигается тем, что электрический контакт, включающий рабочую поверхность и поверхность токосъема, выполнен из композиции серебра и графита с анизотропной структурой, пластинчатые частицы которой расположены перпендикулярно рабочей поверхности контакта, согласно изобретению, содержание графита составляет 60-90 мас.%, остальное - серебро, при этом графит и серебро спрессованы слоями, торцовая поверхность которых образует рабочую поверхность контакта, причем между каждыми двумя слоями графита проложен слой серебра, а со стороны токосъема каждые два слоя графита со слоем серебра между ними обернуты металлической сеткой, при этом открытые концы сетки расположены с отступом от рабочей поверхности контакта.The technical result is achieved in that the electrical contact, including the working surface and the surface of the current collection, is made of a composition of silver and graphite with an anisotropic structure, lamellar particles of which are perpendicular to the working surface of the contact, according to the invention, the graphite content is 60-90 wt.%, The rest is silver, while graphite and silver are pressed into layers, the end surface of which forms the working contact surface, and a silver layer is laid between each two layers of graphite and on the side of the current collection, every two layers of graphite with a silver layer between them are wrapped with a metal mesh, while the open ends of the mesh are indented from the working surface of the contact.

Слой серебра в контакте выполнен в виде сетки или перфорированной фольги.The silver layer in the contact is made in the form of a mesh or perforated foil.

Данный электрический контакт позволит снизить стоимость, повысить эксплуатационные характеристики и упростить процесс изготовления.This electrical contact will reduce the cost, improve performance and simplify the manufacturing process.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен электрический контакт со стороны рабочей поверхности, на фиг. 2 - электрический контакт со стороны токосъема, на фиг. 3 - вид А, то есть устройство слоев электрического контакта.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the electrical contact from the side of the working surface, in FIG. 2 - electrical contact from the side of the current collector, in FIG. 3 - view A, that is, the device of the layers of electrical contact.

Электрический контакт выполнен из композиции графита 1 с анизотропной структурой, пластинчатые частицы которой расположены перпендикулярно рабочей поверхности контакта 3 и серебра 2. Содержание графита 1 составляет 60-90 мас.%, а остальное - серебро 2. Графит 1 и серебро 2 спрессованы слоями. Торцовая поверхность слоев образует рабочую поверхность контакта 3. Между каждыми двумя слоями графита 1 проложен слой серебра 2. Со стороны токосъема 4 каждые два слоя графита 1 со слоем серебра 2 между ними обернуты металлической сеткой 5. Открытые концы сетки 5 расположены с отступом от рабочей поверхности контакта 3.The electrical contact is made of a composition of graphite 1 with an anisotropic structure, lamellar particles of which are perpendicular to the working surface of contact 3 and silver 2. The content of graphite 1 is 60-90 wt.%, And the rest is silver 2. Graphite 1 and silver 2 are pressed together. The end surface of the layers forms the working surface of the contact 3. Between each two layers of graphite 1 a silver layer 2 is laid. On the side of the current collector 4, every two layers of graphite 1 with a silver layer 2 are wrapped between them with a metal mesh 5. The open ends of the mesh 5 are indented from the working surface pin 3.

Электрический контакт изготавливают следующим образом.The electrical contact is made as follows.

Электрический контакт выполняют, например, в виде параллелепипеда прессованием слоев графита 1 с анизотропной структурой параллельной плоскости прессования контакта, где между каждыми двумя слоями графита 1 прокладывают слой серебра 2. При этом из торцов спрессованных слоев графита 1 и слоев серебра 2 формируется рабочая поверхность контакта 3. С противоположной рабочей поверхности контакта стороны, то есть со стороны токосъема 4, каждые два слоя графита 1 со слоем серебра 2 между ними оборачивают металлической сеткой 5 таким образом, чтобы открытые концы сетки 5 располагались с отступом от рабочей поверхности контакта 3.The electrical contact is performed, for example, in the form of a parallelepiped by pressing layers of graphite 1 with an anisotropic structure parallel to the plane of contact pressing, where a silver layer 2 is laid between each two layers of graphite 1. In this case, the working surface of contact 3 is formed from the ends of the pressed layers of graphite 1 and silver 2 On the opposite working surface of the contact side, that is, on the side of the current collector 4, every two layers of graphite 1 with a layer of silver 2 between them are wrapped with a metal mesh 5 so that the open ends of the mesh 5 were indented from the working surface of the contact 3.

Достижение технического результата подтверждается примерами.The achievement of the technical result is confirmed by examples.

Пример 1. Были изготовлены электрические контакты с рабочей поверхностью 8x5 мм и высотой 5 мм, полученные прессованием тридцати слоев анизотропного графита и пятнадцати слоев серебра между ними. Прессование производилось параллельно плоскости анизотропии графита. Соотношение масс графит/серебро в контактах составило 80/20%.Example 1. Were made electrical contacts with a working surface of 8x5 mm and a height of 5 mm, obtained by pressing thirty layers of anisotropic graphite and fifteen layers of silver between them. Pressing was carried out parallel to the graphite anisotropy plane. The mass ratio of graphite / silver in the contacts was 80/20%.

Пример 2. Были изготовлены электрические контакты с рабочей поверхностью 5×5 мм и высотой 5 мм, полученные прессованием двадцати сегментов анизотропного графита и десяти сегментов серебра между ними. Соотношение масс графит/серебро в контактах составило 80/20%.Example 2. Were made electrical contacts with a working surface of 5 × 5 mm and a height of 5 mm, obtained by pressing twenty segments of anisotropic graphite and ten silver segments between them. The mass ratio of graphite / silver in the contacts was 80/20%.

Для оценки величины переходного сопротивления контактов и их коммутационного ресурса контакт по Примеру 1 был установлен в реле марки НМШ1-1440, а контакт по Примеру 2 в реле марки НМШМ1-560, применяемые в системах автоматики железных дорог. Контакты были прикреплены к пружинящим пластинам реле пайкой стороны токосъема, которая образована металлической сеткой. Это обеспечило надежный токосъем контактов. В результате испытаний на свариваемость электрические контакты показали несвариваемость в паре с контактами, выполненными из серебра, при десятикратном разряде через них емкости 20000 мкФ, заряженной до напряжения 24 В, и токе 200 А, при длительности протекания тока 50 мс.To evaluate the contact resistance and their switching resource, the contact according to Example 1 was installed in a relay of the NMSh1-1440 brand, and the contact according to Example 2 was installed on a relay of the NMShM1-560 brand used in railway automation systems. The contacts were attached to the spring plates of the relay by soldering the side of the current collector, which is formed by a metal grid. This ensured reliable current collection of contacts. As a result of the weldability tests, the electrical contacts showed non-weldability in pair with the contacts made of silver, with a ten-fold discharge through them of a capacitance of 20,000 μF, charged to a voltage of 24 V, and a current of 200 A, with a current duration of 50 ms.

При оценке величины переходного сопротивления контакта и его коммутационного ресурса величина коммутируемого тока составляла 2 А, коммутации осуществлялись при коммутируемом постоянном напряжении 24 В. На испытуемый контакт в реле марки НМШ1-1440 был подан «минус» коммутируемого постоянного напряжения, в реле марки НМШМ1-560 на испытуемый контакт был подан «плюс» коммутируемого постоянного напряжения. Коммутации производились в паре с серебряным контактом. В начале испытаний и через каждые 100 тысяч коммутаций измерялась величина переходного сопротивления контактных пар. Результаты измерений отображены в таблице.When evaluating the contact resistance and its switching resource, the switched current was 2 A, the switching was carried out with a switched constant voltage of 24 V. The minus of the switched constant voltage was applied to the tested contact in the NMSh1-1440 brand relay, and in the NMShM1-560 brand relay A “plus” switched DC voltage was applied to the test contact. Commutation was made in tandem with a silver contact. At the beginning of the tests and after every 100 thousand commutations, the value of the transition resistance of the contact pairs was measured. The measurement results are displayed in the table.

Коммутационный ресурс электрического контакта в реле марки НМШ1-1440 должен составлять не менее 1200 тысяч коммутаций. Коммутационный ресурс электрического контакта в реле марки НМШМ1-560 должен составлять не менее 600 тысяч коммутаций. Согласно методике ФЭО.005.765 «Испытания металлографитных контактов на коммутационный ресурс и несвариваемость», переходное сопротивление контактных пар в рамках коммутационного ресурса реле не должно превышать 0,5 Ом. Переходное сопротивление контактных пар в процессе испытаний заявляемого контакта в рамках коммутационного ресурса в реле марки НМШ1-1440 составило от 0,02 до 0,17 Ом и в реле марки НМШМ 1-560 составило от 0,01 до 0,02 Ом. Данные значения не превышают предельно допустимого значения 0,5 Ом.The switching resource of the electrical contact in the relay brand NMSh1-1440 should be at least 1200 thousand switching operations. The switching resource of the electrical contact in the relay brand NMShM1-560 should be at least 600 thousand switching. According to the FEO.005.765 methodology “Testing of metallographite contacts for switching resource and non-weldability”, the transition resistance of contact pairs within the switching resource of the relay should not exceed 0.5 Ohms. The transient resistance of contact pairs during the test of the claimed contact within the switching resource in the relay of the NMSh1-1440 brand ranged from 0.02 to 0.17 Ohms and in the relay of the NMShM 1-560 brand ranged from 0.01 to 0.02 Ohms. These values do not exceed the maximum permissible value of 0.5 Ohm.

Данный электрический контакт повышает эксплуатационные характеристики, а именно:This electrical contact improves performance, namely:

- снижает переходное сопротивление контакта за счет направленной в сторону протекания тока электрической анизотропии слоев графита и за счет слоев серебра между слоями графита, которые образуют сквозные каналы электрической проводимости от рабочей поверхности контакта к поверхности токосъема контакта;- reduces the contact transition resistance due to the electric anisotropy of the graphite layers directed towards the current flow and due to the silver layers between the graphite layers, which form the through channels of electrical conductivity from the contact working surface to the contact current collection surface;

- повышает коммутационный ресурс контакта за счет слоев серебра между слоями графита, что позволяет быстро отводить тепло от рабочей поверхности контакта при «дуговых» коммутациях;- increases the switching resource of the contact due to the layers of silver between the layers of graphite, which allows you to quickly remove heat from the working surface of the contact during "arc" switching;

- позволяет получить надежную несвариваемость контакта при протекании мощных импульсов тока за счет большого содержания графита в контакте - 60-90 мас.%;- allows you to get reliable weldability of the contact during the flow of powerful current pulses due to the high content of graphite in the contact - 60-90 wt.%;

- позволяет получить надежный токосъем за счет металлизации сеткой поверхности токосъема контакта.- allows you to get a reliable current collection due to metallization of the surface of the current collector of the contact by a grid.

Повышение содержания серебра в контакте более 40% приведет к увеличению стоимости контакта, а снижении менее 10% приведет к снижению технологичности.An increase in silver content in contact over 40% will increase the cost of contact, and a decrease of less than 10% will lead to a decrease in manufacturability.

Данный электрический контакт по сравнению с прототипом позволит снизить стоимость, повысить эксплуатационные характеристики и упростить процесс изготовления.This electrical contact in comparison with the prototype will reduce the cost, improve performance and simplify the manufacturing process.

Claims (3)

1. Электрический контакт, включающий рабочую поверхность и поверхность токосъема, выполнен из композиции серебра и графита с анизотропной структурой, пластинчатые частицы которой расположены перпендикулярно рабочей поверхности контакта, отличающийся тем, что содержание графита составляет 60-90 мас.%, остальное - серебро, при этом графит и серебро спрессованы слоями, торцовая поверхность которых образует рабочую поверхность контакта, причем между каждыми двумя слоями графита проложен слой серебра, а со стороны токосъема каждые два слоя графита со слоем серебра между ними обернуты металлической сеткой, при этом открытые концы сетки расположены с отступом от рабочей поверхности контакта.1. The electrical contact, including the working surface and the surface of the current collection, is made of a composition of silver and graphite with an anisotropic structure, lamellar particles of which are perpendicular to the working surface of the contact, characterized in that the content of graphite is 60-90 wt.%, The rest is silver, with In this case, graphite and silver are pressed into layers, the end surface of which forms the working contact surface, with a layer of silver laid between each two layers of graphite, and from the current collector side every two layers of gr phi with a layer of silver between them wrapped metal mesh wherein the open ends of the mesh are arranged with a space from the working contact surface. 2. Электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что слой серебра выполнен в виде сетки.2. The electrical contact according to claim 1, characterized in that the silver layer is made in the form of a grid. 3. Электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что слой серебра выполнен в виде перфорированной фольги.3. The electrical contact according to claim 1, characterized in that the silver layer is made in the form of a perforated foil.
RU2017123700A 2017-07-04 2017-07-04 Electric contact RU2644414C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123700A RU2644414C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Electric contact

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123700A RU2644414C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Electric contact

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2644414C1 true RU2644414C1 (en) 2018-02-12

Family

ID=61226726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123700A RU2644414C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Electric contact

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644414C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110100C1 (en) * 1997-04-09 1998-04-27 Сусоев Виктор Николаевич Terminal pair for low-voltage electric equipment
CN101693955A (en) * 2009-10-16 2010-04-14 福达合金材料股份有限公司 Method for preparing silver-graphite electrical contact belt
RU2010119085A (en) * 2010-05-14 2011-11-20 Юрий Валерьевич Николюкин (RU) ELECTRICAL CONTACT

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110100C1 (en) * 1997-04-09 1998-04-27 Сусоев Виктор Николаевич Terminal pair for low-voltage electric equipment
CN101693955A (en) * 2009-10-16 2010-04-14 福达合金材料股份有限公司 Method for preparing silver-graphite electrical contact belt
RU2010119085A (en) * 2010-05-14 2011-11-20 Юрий Валерьевич Николюкин (RU) ELECTRICAL CONTACT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бойко А.В. "Эрозионная стойкость контактных материалов системы серебро-графит с анизотропной структурой", Порошковые материалы и покрытия, 2006. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101158149B1 (en) Self-recovery current limiting fuse using dielectrophoretic force
KR101509369B1 (en) Circuit protection device
RU2644414C1 (en) Electric contact
Smeets et al. Field electron emission current in vacuum interrupters after large inrush current
JP2000501228A (en) Method and apparatus for monitoring burnout of contact piece in switchgear
Yu et al. Prestrike inrush current arc behaviors in vacuum interrupters subjected to a transverse magnetic field and an axial magnetic field
RU2446500C1 (en) Blade
JP5769202B2 (en) Thermal pellet type thermal fuse
Koepf et al. Breaking performance of protection devices for automotive dc powertrains with a voltage of 450 V
Mützel et al. Contact material combinations for high performance switching devices
Mützel et al. Contact material solutions for LED lamp application
EP3276646A1 (en) Heavy current reed switch contact structure
CN104538212A (en) High-capacity earthing switch
Choi et al. Optimisation of material erosion and welding performance by metal oxides and magnetic particles
Heinz et al. Comparison of artificial current zero impulses for a vacuum interrupter based direct current circuit breaker
KsiążKiewicz et al. Low voltage relay contact resistance change influence by short-circuit current
WO2024042587A1 (en) Electrical contact, method for producing same, circuit breaker, and electromagnetic contactor
Fnineche et al. Investigations on some parameters influencing the current commutation in the circuit breakers
CN103367022A (en) Arc-extinguishing coil of gas insulating load switch
JPH07335246A (en) Cell and manufacture thereof
Mützel et al. The influence of switching arcs on contact resistance of Ag/SnO2 materials
JPS5941429A (en) Electric contact material
RU189530U1 (en) HANDBOOK
LU100140B1 (en) Circuit Breaker having Semiconductor Switch Element and Energy Absorbing Device
CN209843547U (en) Short-circuit testing machine switch with non-vacuum structure and short-circuit testing machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190705