Дослідження перехідного опору та електричної ерозії серійних контакт-деталей реле ПКЛ - 2204
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya5(69).2023.134Анотація
Розглянуто процеси виникнення електричної дуги та її тривалість на контакт-деталях реле серії ПКЛ-2204. Також вивчені закономірності зміни електричної ерозії, яка є функцією сили струму та кількості комутацій.
Проведено детальний аналіз процесу розмикання контакт-деталей на основі осцилограми напруги. Дослідження показали, що цей процес можна розглядати у трьох основних етапах. Перший етап відзначається розходженням контакт-деталей, і в сам момент розриву робочих поверхонь відбувається різкий стрибок напруги з 45 мВ до 13,5 В, супроводжуваний формуванням електричної дуги. Другий етап, тривалістю близько 3,5 мс, характеризується послабленням струму до нуля, і дуга повністю гасне на осцилограмі. Третій етап відзначається виникненням піка напруги на осцилограмі, який виникає при загасанні дуги й обумовлений індуктивністю L=240 мГн. Цей аналіз допомагає краще розуміти процес розмикання контактів та може мати практичне застосування у сфері електротехніки та електроніки.
Аналіз результатів наших досліджень вказує на наявність металів, які володіють високою стійкістю до ерозії незалежно від їх ролі як анода чи катода. Серед цих металів можна відзначити нікель, мідь, ніобій, молібден, срібло та інші, які проявляють стійкість до ерозії навіть при зміні полярності, тобто вони є ерозійностійкими як на аноді, так і на катоді. Зокрема, серед таких металів варто відзначити срібло, молібден та ніобій, які демонструють надзвичайну стійкість до ерозії в різних умовах. Ці результати можуть мати важливе значення для розробки стійких до ерозії матеріалів для електронних пристроїв та інших застосувань.
На основі проведених досліджень виявлено, що електроерозійна стійкість контакт-деталей, виготовлених із матеріалу СрН-10, залежить від кількох факторів, включаючи силу струму, тривалість горіння дуги, кількість комутацій та фізико-механічні властивості контактного матеріалу.
Дослідження мікроструктури матеріалу під час процесу комутації струму виявили термічне, механічне та втомлююче руйнування. Під час цього процесу легкоплавка складова матеріалу катода плавиться й інтенсивно випаровується, що призводить до формування дисперсної та бугристої поверхні. Робоча поверхня анода вкрита дрібнодисперсними частками срібла, які переносяться з катода через газоподібну або рідку фазу. Аналіз спектрів поверхневих шарів свідчить про значне випадання нікелю на робочій поверхні катода, що підтверджує пріоритет випаровування срібла з поверхні контакт-деталі під час комутації струму.
Дослідження ефекту хімічно активних реагентів на перехідний опір показало, що у вологому повітрі з високим вмістом аміаку, сірководню, двоокису сірки та двоокису вуглецю перехідний опір контакт-деталей зростає в 5-7 разів.
Ключові слова: комутаційні апарати, електрична ерозія, контактний матеріал, робоча поверхня контакт-деталей
Посилання
Braunovic, M., Myshkin, N. K., Konchits, V. V. (2007). Electrical Contacts: Fundamentals, Applications and Technology. CRC Press, 646.
Klimenko, B. V. (2012) Elektrichni aparati. Elektromehanichna aparatura komutatsiyi, keruvannya ta zahistu [Electric devices. Electromechanical switching, control and protection equipment]. Kharkiv, "Tochka" Publishing House, 340.
Korobskiy, V. V., AkulInIn, Ya. D. (2022). DoslIdzhennya robochih poverhon kontaktIv elektromagnItnih puskachIv ta rele z vikoristannyam elektronnogo mIkroskopu [Study of working surfaces of contacts of electromagnetic starters and relays using an electron microscope]. Energetika i avtomatika, 6, 45-58.
Korobskiy, V. V. (2013). Eksperimentalni doslidzhennya eroziynogo znosu seriynih kontakt-detaley puskachiv yak funktsiya kilkosti komutatsiy [Experimental studies of erosive wear of serial contact details of starters as a function of the number of switchings]. scientific bulletin NUBIP of Ukraine, 184, 181-187.
Volkova, O. G. (2015). Metod zmenshennya perehidnogo oporu rozrivnih kontaktiv komutatsiynih pristroyiv [The method of reducing the transient resistance of breaking contacts of switching devices]. Bulletin of Kryvyi Rih national university, 39, 78-81.
Sitnik, O. O., Klyuchka, K. M., Kiselov, V. B., Kiselova, G. O. (2020). Modelyuvannya mistkovoyi eroziyi slabkostrumovih elektrichnih kontaktiv zasobami MatLab. [Modeling of bridge erosion of low-current electrical contacts using MatLab tools]. Mathematical and computer modeling, Kamianets-Podilskyi, 21, 40-52.
Kohanovskiy, V. O. (2015). Pidvischennya elektroeroziynoyi stiykosti kontaktiv nizkovoltnih komutatsiynih aparativ. [Increasing the electroerosion resistance of contacts of low-voltage switchgear]. Energetika i avtomatika, 1, 81-86.
Zablodskiy, M. M., Nalivayko, V. A., Radko, I. P., Okushko, O. V., Radko, I.V. (2022). Tehnologiyi vidnovlennya i zmitsnennya detaley elektroobladnannyaz vikoristannyam kompozitsiynih materialiv. [Technologies for restoring and strengthening parts of electrical equipment using composite materials]. "Publishing Center of NUBIP of Ukraine", 268.
Yoshida, K., Shimotsuma, S., Sawa, K., Suzuki, K., Takaya, K. (2016). Various characteristics of electromagnetic contactor when arc discharge are generated only make arc. 2016 IEEE 62nd Holm Conference on Electrical Contacts (Holm), Clearwater Beach, FL, USA, 215-221.
Mrachkovskiy, A. M., Solovey, O. V. (2021). Osoblivosti dugovih rozryadiv ta eroziynih yavisch. [Features of arc discharges and erosion phenomena]. Energetika i avtomatika, 2, 135-145.
KohanIvskiy, S. P., Radko, I. P., Nalivayko, V. A. (2012). Vpliv energiyi dugi na elektrichnu eroziyu. [Effect of arc energy on electrical erosion]. naukoviy visnik HNTUSG im. P. Vasilenka, 130, 82-83.
Mrachkovskiy, A. M. (2016). Doslidzhennya zakonomirnostey elektrichnoyi eroziyi doslidnih zrazkiv kontakt–detaley na osnovi sribla i midi. [Study of patterns of electric erosion of test samples of contact parts based on silver and copper]. Energetika i avtomatika, 1, 82-89.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
