W sprzęcie elektrycznym niskiego-napięcia srebrne styki przełączników są kluczowymi elementami decydującymi o niezawodności i żywotności sprzętu. Przekaźniki, styczniki, wyłączniki automatyczne i różne przełączniki sterujące wykorzystują swoje struktury styków do przewodzenia i odłączania prądu podczas pracy. Kiedy srebrne styki przekaźników oddzielają się lub stykają, może wystąpić łuk elektryczny, którego lokalne temperatury sięgają tysięcy stopni Celsjusza, powodując poważną korozję powierzchni materiału. Wysoki poziom korozji może nawet prowadzić do chwilowego spawania, a w rezultacie do awarii układu elektrycznego. Dlatego zrozumienie zachowania łuku i reakcji mechanicznej srebrnych styków wyłączników podczas pracy zawsze było ważnym tematem badawczym w dziedzinie inżynierii styków elektrycznych.
Jednakże w rzeczywistym działaniu pomiędzy srebrnymi stykami wyłączników MCCB występują uderzenia mechaniczne. Gdy ruchomy styk styka się ze stykiem nieruchomym, może nastąpić odbicie z powodu odkształcenia sprężystego i bezwładności. Odbicie czystego srebra w stałym kontakcie jest zwykle-trwałe bardzo krótko, ale w trakcie tego procesu może powstać wiele łuków, powodując skumulowane uszkodzenie powierzchni. Te wielokrotnie generowane mikro-łuki mogą zmieniać strukturę powierzchni materiału, tworząc nawet obszary stopione i wżery erozyjne, co może poważnie zmniejszyć niezawodność sprzętu.
Aby zbadać związek między odbiciem a zachowaniem łuku w stałych stykach ze srebra i niklu, badacze przeprowadzili systematyczne eksperymenty na kilku typowych materiałach. Eksperymenty przeprowadzono w różnych warunkach napięcia i rodzaju obciążenia. Analizując czas trwania łuku, wysokość odbicia i morfologię erozji powierzchni materiału, ustalono korelację pomiędzy charakterystyką odbicia a zachowaniem łuku. Materiały objęte badaniem obejmowały materiały serii Ag-Ni i Ag-SnO₂, które są powszechnie stosowane w przemyśle do produkcji różnych srebrnych styków elektrycznych lub srebrnych punktów stykowych.
Wyniki eksperymentów pokazują, że podczas procesu odbicia styku stałego tlenku kadmu srebra, każde odbicie może wygenerować łuk w innym stanie, co znacząco wpływa na całkowity czas trwania łuku. Kiedy następuje odbicie, szczelina zmienia się w sposób ciągły w bardzo krótkim czasie, a łuk wielokrotnie zapala się i gaśnie na różnych etapach. To dynamiczne zachowanie łuku zwiększa uszkodzenia powierzchni i zmienia mikrostrukturę powierzchni.
Badanie wykazało również, że różne materiały stykowe w postaci stałego tlenku srebra i cynku wykazują znaczące różnice w zachowaniu odbicia. Na przykład materiały Ag-Ni ze względu na wysoką granicę sprężystości często generują dużą wysokość odbicia po uderzeniu. Ta większa wysokość odbicia oznacza większą odległość separacji, co może prowadzić do dłuższego czasu trwania łuku. Natomiast w materiałach Ag-SnO₂ obszary koncentracji naprężeń utworzone przez cząstki SnO₂ w materiale zwiększają w pewnym stopniu rozpraszanie energii, co skutkuje większą utratą energii podczas odbicia, a tym samym zmniejszeniem wysokości odbicia.
Badanie wskazuje również, że poziom napięcia wpływa na odbicie i zachowanie łuku styku stałego tlenku srebra i cyny. Wraz ze wzrostem napięcia roboczego wzrasta energia łuku wytwarzana na styku stopów srebra i nasila się erozja powierzchniowa. Erozja ta nie tylko zmienia morfologię powierzchni materiałów, ale może również wpływać na ich właściwości mechaniczne, tym samym jeszcze bardziej zmieniając ich charakterystykę odbicia. Dlatego przy projektowaniu sprzętu elektrycznego należy kompleksowo uwzględnić takie czynniki, jak dobór materiału, poziom napięcia i rodzaj obciążenia.
W praktycznych zastosowaniach przemysłowych nity ze stopu srebra są zwykle przetwarzane w różne formy konstrukcyjne. Mocuje się je do przewodzącego podłoża za pomocą nitowania lub spawania, tworząc stabilną przewodzącą strukturę połączenia. W niektórych urządzeniach elektrycznych różne typy styków elektrycznych, takie jak styki sprężynowe lub styki arkuszowe, są wybierane w oparciu o wymagania użytkowe, aby spełnić wymagania dotyczące wydajności elektrycznej w różnych warunkach przełączania.
W elektrycznych systemach sterowania srebrne styki elektryczne nie tylko zapewniają przewodność, ale także muszą posiadać dobrą stabilność mechaniczną. W przekaźnikach lub urządzeniach przełączających elektryczne styki sprężynowe mogą zapewnić stabilny nacisk styku poprzez elementy elastyczne, zmniejszając w ten sposób opór styku i minimalizując odbicie. Co więcej, w niektórych systemach automatycznego sterowania styki z tlenku srebra i cyny muszą spełniać wymagania dotyczące przełączania-wysokiej częstotliwości; dlatego szczególnie ważne są właściwości materiałowe i konstrukcja styków elektronicznych.
Ogólnie rzecz biorąc, odbicie nitów kontaktowych z litego srebra jest ściśle związane z tworzeniem się łuku. Właściwości elastyczne materiału, stan erozji powierzchni i warunki obciążenia elektrycznego wpływają na ten proces. Dokładne-badania tych czynników mogą zapewnić lepsze zrozumienie mechanizmów awarii drobnych srebrnych styków w rzeczywistej pracy i zapewnić ważne odniesienia do optymalizacji strukturalnej i projektowania parametrów sprzętu elektrycznego niskiego-napięcia.
W przyszłości, w miarę poszerzania się obszarów zastosowań sprzętu elektrycznego, wymagania dotyczące parametrów materiałów będą jeszcze bardziej rosły. Dzięki projektowaniu materiałów, optymalizacji procesu produkcyjnego i ulepszeniom konstrukcyjnym można jeszcze bardziej zwiększyć stabilność i trwałość styków Solid w złożonych środowiskach pracy, poprawiając w ten sposób ogólną niezawodność operacyjną systemów elektrycznych.
Skontaktuj się z nami
Jeśli szukasz wysokiej-niezawodnościSolidny kontakt Agrozwiązania, skontaktuj się z nami. Zapewnimy profesjonalne wsparcie i doradztwo techniczne dla Twojej aplikacji.
