Контактная накладка электрического контакта

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматических выключателях в качестве главных контактов, коммутирующих цепи без дуги. Цель изобретения - повышение надежности контактирования и экономия серебра. Контактная накладка состоит из арматуры с температурой плавления не ниже 600°С. Арматура пропитана токопроводящим материалом с температурой плавления ниже температуры плавления арматуры и составляющей 0,7-0,9 предельно допустимой температуры контактов для данного аппарата. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве главных контактов автоматических выключателей. Цель изобретения - повышение надежности контактирования и экономия серебра. На чертеже изображена предлагаемая контактная накладка. Она выполнена в виде арматуры 1 из материала с температурой плавления не ниже 600^оС, пропитанной токопроводящим материалом 2 с температурой плавления ниже температуры плавления арматуры, причем эта температура находится в пределах 0,7-0,9 предельно допустимой температуры контактов, установленной для электрического аппарата, для которого предназначен электрический контакт. Нижний предел температуры плавления материала арматуры 1 (600^оС) выбран из следующих соображений. Механическая прочность контакта зависит от свойств арматуры. В большей степени прочность зависит от температуры нагрева арматуры. Допустимая температура нагрева контактов зависит от максимально допустимой температуры изоляционных конструктивных материалов. Для ряда пластических масс эта температура составляет 120^оС (фенолформальдегидные и т.п.), для других 170^оС (полиэфирные и т.п.) для керамических материалов эта температура может достигать 300^оС. Двукратный запас по рабочей температуре обеспечивает достаточную механическую прочность практически для всех материалов. При допустимой температуре 120^оС может быть применен следующий пропитывающий материал: свинец 28% по весу, висмут 56% по весу, олово 16% по весу. Температура плавления этого материала 93^оС, т.е. 0,77 от 120^оС. При допустимой температуре 170^оС может быть применен следующий пропитывающий материал; олово 57,5% по весу, висмут 42,5% по весу. Температура плавления 139^оС, т.е. 0,82 от 170^оС. При допустимой температуре 300^оС может быть применен следующий пропитывающий материал: олово 99% по весу, алюминий 1% по весу. Температура плавления 228^оС, т.е. 0,76 от 300^оС. Контакты изготавливают в зависимости от материала арматуры: если арматура выполнена из проволоки, то матрицу выполняют, например, в виде каркаса из проволоки, которую потом заливают пропитывающим материалом. В качестве материала арматуры может быть применена проволока из алюминия, температура плавления 650^оС, различных сплавов меди (латунь, бронза) 700-800^оС, меди 1151^оС, а также керамические волокна - температура плавления около 1000^оС. Матрица может быть изготовлена как из пористой металлокерамики, так и неметаллической керамики, которую потом пропитывают соответствующим материалом. В качестве материала матрицы может быть взята медь, медь с примесью никеля (т.пл. 1200^оС), вольфрам (т.пл. более 3000^оС). Электрический контакт работает следующим образом. В момент замыкания с другим контактом он твердый, а замыкание происходит в отдельных точках при установленном контактном нажатии. В точках касания плотность тока велика, что приводит к локальному разогреву и расплавлению пропитывающего материала. В момент расплавления площадь контактирования увеличивается, переходное сопротивление уменьшается, плотность тока падает, дальнейшего расплавления нет. Происходит частичное или полное затвердевание пропитывающего материала и ток протекает между контактами по этому материалу. Следует отметить, что наиболее целесообразно выбирать пропитывающий материал, чтобы в заданных пределах температуры он образован эвтектику, так как в этом случае электропроводность его максимальная. При постоянных величине тока и нажатии фазовое состояние (твердо-жидкое) пропитывающего материала на контактирующей поверхности находится в состоянии динамического равновесия, причем температура контактов остается постоянной. При увеличении тока увеличивается площадь участков, находящихся в динамическом равновесии, при сохранении постоянства температуры. Если при пропускании тока его величина уменьшается, отдельные участки контакта (или вся поверхность контактирования) затвердевают и контакты работают в сваренном состоянии. В том случае, когда контактные накладки обоих контактов выполнены в соответствии с настоящим изобретением, то описанные процессы происходят на контактирующих поверхностях обоих контактов. Поскольку при размыкании контактов механизм электрического аппарата должен разомкнуть контакты в случае их сваривания, то применяемые пропитывающие материалы должны иметь непрочное сваривание. В этом случае габариты аппарата не увеличатся, а в ряде случаев будут меньше, чем у аппаратов, имеющих традиционные твердые контакты на основе серебра, за счет уменьшения требуемого нажатия. Следует отметить, что предлагаемый электрический контакт не может быть применен для отключения тока с образованием дуги, однако при кратковременном появлении дуги при отбросе главных контактов подобные контакты работают надежно. Способ крепления контактных накладок на контактодержателях электрического аппарата зависит от конструкции аппарата. Таким образом, предлагаемый электрический контакт обеспечивает при установке его в электрическом аппарате высокую надежность контактирования без применения серебра или его сплавов.

Формула изобретения

КОНТАКТНАЯ НАКЛАДКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА преимущественно для главных контактов аппаратов, выполненная в виде арматуры из материала с температурой плавления не ниже 600^oС, пропитанной токопроводящим материалом с температурой плавления ниже температуры плавления арматуры, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности контактирования и экономии серебра, пропитывающий токопроводящий материал имеет температуру плавления в пределах 0,7 - 0,9 предельно допустимой температуры контактов, установленной для электрического аппарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---