контактная пара для низковольтных электрических аппаратов

Формула изобретения

Контактная пара для низковольтных электрических аппаратов, один из контактов которой выполнен из серебрографитсодержащего композиционного материала, отличающаяся тем, что второй контакт выполнен также из серебрографитсодержащего композиционного материала, при этом материал имеет следующий состав, мас.%:

Графит - 3 - 10

Серебро - Остальноео

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим контактам низковольтных электромагнитных реле.

Изобретение найдет применение в электротехнических приборах ответственных установок, например, в реле железнодорожной автоматики.

Для обеспечения условий безопасности к указанным электрическим аппаратам предъявляются следующие требования: исключение возможности сваривания контактов при коммутации в рабочем режиме и при токовых перегрузках в аварийных режимах; минимальное переходное электрическое сопротивление между контактами и его стабильность в процессе эксплуатации.

Для удовлетворения предъявляемым требованиям контактные пары реле автоматики традиционно изготавливаются из серебросодержащих материалов.

Известны и широко применяются реле [1, 2] типа РЭЛ и НМШ, в которых в качестве контактирующего материала для тыловых и подвижных контактов используется серебро, а для фронтовых контактов - серебрографитовая композиция. При этом согласно Техническим условиям [3] указанная композиция содержит 38 - 44% серебра. Контакты не свариваются при коммутации, однако имеют сравнительно высокое переходное сопротивление: на начальной стадии 0,3 Ом, в процессе коммутации - до 1,0 Ом.

Известна контактная пара [4] , используемая в реле, применяемом в железнодорожном транспорте. В этой контактной паре, принятой за прототип, фронтовые контакты марки СГ-60 представляют собой цилиндрические элементы, выполненные из композиции серебро-графит, запрессованные в чашеобразные наклепки на латунных пластинах. Серебрографитовая композиция содержит 40% серебра, остальное сажа, графит, пек каменноугольный и бакелитовый лак. Второй контакт контактной пары (общий контакт) представляет собой серебряную наклепку, закрепленную на бронзовой пружине.

Указанная контактная пара имеет сравнительно высокое переходное сопротивление на начальной стадии (0,1 Ом). В процессе коммутации нет стабильности этого параметра и его значение увеличивается 0,3 Ом. Количество срабатываний контактов составляет 1,4-2,0 млн.

Из источника [4] видно, что существует техническое противоречие. В разнородной контактной паре, один из контактов которой выполнен из чистого серебра, а второй из серебрографитсодержащей композиции, уменьшение серебра в композиции с 55% (марка СГ) до 40% (марка СГ-60 - вариант 112Д - ВАР 112Д) приводит к увеличению износостойкости контактной пары, а именно, к увеличению числа срабатываний с 200 тыс. до 1,4-2 млн. Однако общеизвестно, что добавка графита к серебру приводит к повышению переходного сопротивления контактной пары.

Таким образом, в указанной разнородной контактной паре невозможно за счет изменения количественного соотношения компонентов серебрографитсодержащей композиции одновременно повысить износостойкость и уменьшить переходное сопротивление с сохранением стабильности этого параметра в процессе эксплуатации контактов.

В основу изобретения поставлена задача решить указанное техническое противоречие, а именно понизить переходное сопротивление контактной пары на начальной стадии, обеспечить стабильность параметра в процессе коммутаций с одновременным увеличением износостойкости контактной пары, т.е. с одновременным увеличением числа срабатываний. При этом, как и в прототипе, должна исключаться возможность сваривания контактов.

Поставленная задача решается тем, что в контактной паре для низковольтных электрических аппаратов, один из контактов которой выполнен из серебрографитсодержащего композиционного материала, согласно изобретению второй контакт выполнен из указанного композиционного материала, при этом материал имеет следующий состав, мас.%: графит 3 - 10, серебро - остальное.

Примером конкретной реализации может служить контактная пара для реле типа РЭЛ, НМШ и др., представляющая собой два одинаковых по составу контакта. Контакты выполнены из композиции с содержанием графита - 5%, серебра - 95%, в виде наклепки, закрепленной пайкой или сваркой на токоподводящей пружине.

Содержание графита может варьировать от 3 до 10%. При этом экспериментально установлено, что уменьшение графита ниже 3% увеличивает опасность сваривания контактов, что недопустимо. Увеличение графита в композиции свыше 10% приводит к существенному снижению износостойкости контактов за счет элекродугового распыления графита при их коммутациях.

Результаты сравнительных испытания прототипа и заявляемой контактной пары представлены в таблице.

Испытания контактных пар проводилось согласно [5]. Испытаниям в обоих случаях подвергались замыкающие (фронтовые) контакты при коммутации тока 2 А и напряжении в коммутируемой цепи - 24 В, т.е. в рабочем режиме.

Как видно из таблицы, начальное сопротивление в контактных парах прототипа имеет значительный разброс (- 7 раз) и увеличивается в процессе коммутаций (2 млн срабатываний) в 3 / 5 раз. Максимальное значение начального переходного сопротивления заявляемой контактной пары в 5 раз ниже того же параметра прототипа, при этом значение переходного сопротивления в процессе коммутации остается практически неизменным или даже уменьшается. Износостойкость, характеризуемая количеством срабатываний, увеличивается более чем на 30 - 80% (испытания продолжаются).

В процессе эксплуатации изобретения нет обильного графитового распыления, что повышает надежность работы реле в целом. Кроме того, обеспечивается несвариваемость контактов при импульсных токовых перегрузках (в аварийных режимах).

Дополнительным преимуществом изобретения является технологичность изготовления контактной пары, поскольку наклепки обоих контактов одинаковы по форме и составу, а сам состав серебрографитсодержащей композиции позволяет соединять наклепку с токоподводящей пластиной методом сварки или пайки.

Изобретение найдет применение в реле для устройств сигнализации, централизации и блокировки (устройства СЦБ) на железнодорожном транспорте.