С точки зрения материалов, главные контакты основных контакторов переменного тока обычно изготавливаются из композитных материалов, таких как оксид серебра-олова (AgSnO₂) или серебра-никеля (AgNi). Эти материалы сочетают в себе превосходную электропроводность, устойчивость к контактной сварке и устойчивость к дуговой эрозии. В частности, контакты с твердой серебряной контактной структурой подвергаются воздействию высоко-дуговой дуги кратковременной продолжительности при включении или отключении токов нагрузки. Эти дуги могут достигать температуры в несколько тысяч градусов Цельсия, вызывая локальное плавление, испарение и перенос материала на контактную поверхность, что приводит к характерному электрическому износу.
Поскольку контакторы неоднократно выполняют операции замыкания и размыкания, слой серебряного сплава на контактной поверхности постепенно изнашивается. Для контактов, в которых используется монометаллическая заклепочная конструкция, толщина слоя серебра уменьшается по мере увеличения срока службы. К концу номинального электрического срока службы поверхностный слой серебра значительно истощается, а сопротивление контакта возрастает, что в конечном итоге ухудшает способность контакта эффективно проводить электричество. Эта потеря материала является результатом обычной дуговой эрозии и служит ключевым критерием оценки долговечности контакта.
В типичных промышленных условиях черные метки, часто наблюдаемые на контактных поверхностях контакторов, в основном возникают из-за расплавленного слоя, оксидов металлов и науглероженных отложений, образующихся в результате дуговой абляции. Для серебряных электрических контактов такое почернение не обязательно указывает на неисправность. Поскольку дуга возникает во время каждого цикла замыкания и размыкания, дуга сама по себе оказывает очищающий эффект, разрушая часть оксидной пленки, помогая поддерживать хороший контакт-к-металлам. Следовательно, одного только изменения цвета обычно недостаточно, чтобы определить, ухудшились ли характеристики контакта.
Во многих технических текстах почернение серебряных контактов реле объясняется образованием оксида серебра, поскольку серебро действительно вступает в реакцию с кислородом. Хотя на твердых заклепочных контактах может образовываться очень тонкий слой оксида серебра, оксид серебра обладает примечательной характеристикой: он сохраняет высокую проводимость. Хотя удельное сопротивление оксида серебра выше, чем у чистого серебра (приблизительно 1,59 × 10⁻⁸ Ом·м), оно остается намного ниже, чем у большинства других оксидов металлов. Следовательно, наличие некоторого количества оксида серебра на контактной поверхности существенно не ухудшает проводимость главной цепи.
Большую озабоченность, чем оксид серебра, вызывает образование сульфида серебра. Когда в окружающей среде присутствуют-содержащие газы-такие как сероводород или диоксид серы-, серебро преимущественно реагирует с серой, образуя черный сульфид серебра. Для контактных систем, использующих серебряные контактные точки, эта реакция обычно протекает быстрее, чем окисление. Сульфид серебра не только имеет отчетливо черный цвет, но также демонстрирует высокое контактное сопротивление и плохую проводимость по сравнению с чистым серебром, что существенно влияет на характеристики контакта.
В таких местах, как тепловые электростанции, очистные сооружения, бумажные фабрики, химические заводы и некоторые горнодобывающие предприятия, концентрация серосодержащих-газов в воздухе относительно высока. В этих условиях вспомогательные и управляющие контакты на основе серебра-, используемые в контакторах, особенно подвержены коррозии. Когда оборудование работает при низких нагрузках или нечастых циклах переключения, пленка сульфида серебра, образующаяся на контактных поверхностях, не разрушается эффективно; следовательно, он накапливается и в конечном итоге покрывает площадь контакта.
Для главных контактов, работающих в нормальных условиях, высокая энергия дуги, возникающей во время прерывания тока, часто прожигает или разрушает пленку сульфида серебра, что приводит к относительно ограниченному влиянию на производительность. Однако для вспомогательных контактов, входных цепей ПЛК, сигнальных цепей и низковольтных систем управления, использующих серебряные контакты, напряжение и ток цепи слишком малы, чтобы генерировать достаточную энергию дуги для проникновения через изолирующий слой сульфида серебра. Со временем сопротивление контактов постоянно возрастает, что потенциально может привести к невозможности обеспечить надежную непрерывность электрической цепи.
В практическом анализе отказов часто используется энергодисперсионная спектроскопия (EDS) для изучения состава контактных поверхностей. При анализе контактов из чистого серебра, подверженных серной коррозии, результаты обычно обнаруживают высокую долю серы. Более того, явное обогащение серы на контактной поверхности служит ключевым индикатором коррозии, вызванной серой-. Напротив, почерневшие области, возникающие в результате стандартной дуговой эрозии, обычно демонстрируют смешанное распределение таких элементов, как серебро, кислород, олово и никель.
Контакторы, в которых используются контактные материалы AgNi, обеспечивают превосходную стойкость к дуговой эрозии и увеличенный механический срок службы; однако они по-прежнему не могут полностью избежать поверхностного сульфидирования в средах,-богатых серой. Поэтому в высококоррозионных промышленных условиях приоритет следует отдавать контактным материалам, специально разработанным для защиты от сульфидирования. Кроме того, необходимо принять усиленные меры по герметизации и защите, чтобы свести к минимуму попадание агрессивных газов в электрические корпуса.
В целом, почерневшие контакты контактора переменного тока не обязательно указывают на образование сульфида серебра. В типичных промышленных условиях большинство черных пятен возникают в результате дуговой эрозии и обычного электрического износа, оказывая незначительное влияние на электропроводность. Однако в особых средах с высокими концентрациями серосодержащих-газов на серебряных контактах может образовываться пленка сульфида серебра с высоким- сопротивлением; это особенно может поставить под угрозу надежность цепей управления с низким-напряжением и низким-током. Поэтому при анализе неисправностей контактора необходима комплексная оценка, -с учетом рабочей среды, условий нагрузки, частоты коммутации и результатов анализа материалов-; не следует делать выводы исключительно на основании изменения цвета контактной поверхности.
связаться с нами
Если вы ищете высокое-качество твердые контакты из чистого серебра, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. Наша команда инженеров может предоставить профессиональную техническую поддержку и рекомендации по продуктам, адаптированные к вашей конкретной среде применения, текущим-требованиям к переносимости и целевому сроку службы.
