In elektrische laag-apparatuur zijn zilveren contacten voor schakelaars cruciale componenten die de betrouwbaarheid en levensduur van de apparatuur bepalen. Relais, contactors, stroomonderbrekers en verschillende bedieningsschakelaars vertrouwen op hun contactstructuren om stroom te geleiden en te ontkoppelen tijdens bedrijf. Wanneer zilveren contacten voor relais loskomen of contact maken, kan er een elektrische boog ontstaan, waarbij lokale temperaturen duizenden graden Celsius kunnen bereiken, wat ernstige corrosie aan het materiaaloppervlak veroorzaakt. Een hoge mate van corrosie kan zelfs leiden tot kortstondig laswerk, wat kan leiden tot uitval van het elektrische systeem. Daarom is het begrijpen van het booggedrag en de mechanische respons van zilveren contacten voor onderbrekers tijdens bedrijf altijd een belangrijk onderzoeksonderwerp geweest op het gebied van elektrische contacttechniek.
Bij feitelijk gebruik treden er echter mechanische schokken op tussen zilvercontacten voor MCCB's. Wanneer het bewegende contact contact maakt met het vaste contact, kan een rebound optreden als gevolg van elastische vervorming en traagheid. Het terugkaatsen van contact met puur zilver duurt meestal zeer kort-, maar tijdens dit proces kunnen er meerdere bogen ontstaan, die cumulatieve schade aan het oppervlak veroorzaken. Deze herhaaldelijk gegenereerde micro-bogen kunnen de oppervlaktestructuur van het materiaal veranderen en zelfs gesmolten gebieden en erosieputten vormen, wat de betrouwbaarheid van de apparatuur ernstig kan verminderen.
Om de relatie tussen rebound- en booggedrag bij vaste contacten van zilvernikkel te onderzoeken, voerden onderzoekers systematische experimenten uit met verschillende typische materialen. De experimenten werden uitgevoerd onder verschillende spanningsomstandigheden en belastingstypes. Door de boogduur, de terugkaatshoogte en de materiaaloppervlakerosiemorfologie te analyseren, werd de correlatie tussen de terugkaatskarakteristieken en het booggedrag vastgesteld. De materialen die bij het onderzoek betrokken waren, omvatten materialen uit de Ag-Ni- en Ag-SnO₂-serie, die vaak in de industrie worden gebruikt om verschillende zilveren elektrische contacten of zilveren contactpunten te vervaardigen.
Experimentele resultaten tonen aan dat tijdens het rebound-proces van zilvercadmiumoxide vast contact, elke rebound een boog in een andere staat kan genereren, wat de totale boogduur aanzienlijk beïnvloedt. Wanneer er een rebound optreedt, verandert de opening voortdurend binnen een zeer korte tijd, en de boog ontsteekt en dooft herhaaldelijk in verschillende fasen. Dit dynamische booggedrag verergert oppervlakteschade en verandert de microstructuur van het oppervlak.
Uit het onderzoek bleek ook dat verschillende vaste contactmaterialen van zilverzinkoxide aanzienlijke verschillen vertonen in het rebound-gedrag. In Ag-Ni-materialen genereren ze bijvoorbeeld, vanwege hun hoge elastische limiet, vaak een grote rebound-hoogte na een botsing. Deze grotere terugkaatshoogte impliceert een grotere scheidingsafstand, wat mogelijk kan leiden tot een langere boogduur. In Ag-SnO₂-materialen daarentegen verhogen de spanningsconcentratiegebieden gevormd door SnO₂-deeltjes in het materiaal de energiedissipatie tot op zekere hoogte, wat resulteert in een groter energieverlies tijdens het terugveren en dus de terugkaatshoogte vermindert.
Het onderzoek geeft ook aan dat het spanningsniveau het rebound- en booggedrag van vast contact met zilvertinoxide beïnvloedt. Naarmate de bedrijfsspanning toeneemt, neemt de boogenergie die wordt gegenereerd bij het contact van de zilverlegeringen toe en neemt de oppervlakte-erosie toe. Deze erosie verandert niet alleen de oppervlaktemorfologie van materialen, maar kan ook hun mechanische eigenschappen beïnvloeden, waardoor hun rebound-eigenschappen verder veranderen. Daarom moet bij het ontwerp van elektrische apparatuur uitgebreid rekening worden gehouden met factoren zoals materiaalkeuze, spanningsniveau en belastingstype.
In praktische industriële toepassingen worden klinknagels van zilverlegeringen doorgaans verwerkt tot verschillende structurele vormen. Ze worden via klinknagels of lassen op een geleidend substraat bevestigd om een stabiele geleidende verbindingsstructuur te vormen. In sommige elektrische apparatuur worden verschillende elektrische contacttypen, zoals veercontacten of plaatcontacten, geselecteerd op basis van gebruiksvereisten om te voldoen aan de elektrische prestatie-eisen onder verschillende schakelomstandigheden.
In elektrische besturingssystemen zorgen zilveren elektrische contacten niet alleen voor geleiding, maar moeten ze ook een goede mechanische stabiliteit bezitten. In relais of schakelapparaten kunnen elektrische veercontacten zorgen voor een stabiele contactdruk via elastische elementen, waardoor de contactweerstand wordt verminderd en het stuiteren wordt geminimaliseerd. Bovendien moeten zilvertinoxidecontacten in sommige automatische besturingssystemen voldoen aan hoge- schakelvereisten; daarom zijn de materiaaleigenschappen en het structurele ontwerp van elektronische contacten bijzonder belangrijk.
Over het geheel genomen is het rebound-gedrag van massief zilveren contactklinknagels nauw verwant aan boogvorming. De elastische eigenschappen van het materiaal, de toestand van oppervlakte-erosie en de elektrische belastingsomstandigheden hebben allemaal invloed op dit proces. Diepgaand onderzoek naar deze factoren kan een beter begrip opleveren van de faalmechanismen van fijne zilvercontacten in de praktijk en kan belangrijke referenties opleveren voor de structurele optimalisatie en parameterontwerp van elektrische laag-apparatuur.
Naarmate de toepassingsgebieden van elektrische apparatuur zich in de toekomst blijven uitbreiden, zullen de vereisten voor materiaalprestaties verder toenemen. Door materiaalontwerp, optimalisatie van het productieproces en structurele verbeteringen kunnen de stabiliteit en duurzaamheid van Solid-contacten in complexe werkomgevingen verder worden verbeterd, waardoor de algehele operationele betrouwbaarheid van elektrische systemen wordt verbeterd.
Neem contact met ons op
Als u op zoek bent naar een hoge-betrouwbaarheidSolide AG-contactoplossing, neem dan contact met ons op. Wij bieden professionele ondersteuning en technisch advies voor uw toepassing.
