Една статия за пълно разбиране на проблема с адхезията на двуметалните електрически контактни точки

Същността на контактната адхезия е необратима връзка, образувана от физическото или химическото действие на материала на Bi Metal Electrical Contact Point. Свръхтокът може да причини топене и адхезия. Когато възникне късо съединение или претоварване във веригата, токът, понесен от контакта, далеч надвишава номиналната стойност. Например при капацитивното натоварване на захранващата линия на релето за високо-напрежение в електрическо превозно средство може да възникне удар от 20-40 пъти номиналния ток при свързване, което води до рязко повишаване на местната температура на контакта над точката на топене на материала. След като контактният метал претърпи процеса на „омекотяване - топене - втвърдяване“, в крайна сметка се образува физическа адхезия. Ерозията на дъгата може да доведе до химическа адхезия. Когато контактът е прекъснат при индуктивни натоварвания като тези в електродвигател, ще се генерира обратно напрежение от стотици до хиляди волта, задействайки непрекъснато дъгово разреждане. Високата температура на дъгата причинява окисляване на повърхностния метал на контакта, образувайки черни карбонати и киселинни соли. Тези включвания постепенно се натрупват в повтарящите се цикли на включване и изключване, което в крайна сметка води до неравна контактна повърхност, причинявайки механично засядане.

Факторите на околната среда могат да ускорят корозията и адхезията. Прах, влага и други замърсители на околната среда могат значително да намалят надеждността на контактите. Веднъж система за насочване е претърпяла контактна адхезия поради прекомерна влажност в работилницата, причинявайки образуване на електролитен филм върху повърхността на контактите, което води до електрохимична корозия. Корозионните продукти не само повишават съпротивлението на контакта, но също така образуват „микро-точки за заваряване“, когато контактите са затворени, като в крайна сметка се развиват в пълна адхезия. Умората на материала може да причини структурна адхезия, а честите операции могат да влошат контактното износване. Експериментите показват, че когато електрическите контакти със сребърен калаен оксид работят с честота над 10 пъти в секунда, върху повърхността се образува метален трансферен слой. Когато дебелината на трансферния слой надвиши критичната стойност, механичната сила, когато контактите са затворени, ще ги притисне един към друг, което ще доведе до нарушаване на адхезията.

Контактна адхезия в типични сценарии на приложение

Възникнали са проблеми със залепването на би-метален сребърен контакт при сценарии за контрол на промишлена производствена линия. В цеха за щамповане на завод за производство на автомобили реле причини спиране на производствената линия поради контактна адхезия. След анализ беше установено, че високата -температурна среда в работилницата е причинила неравномерни коефициенти на термично разширение на контактите и небалансирано разпределение на налягането при затваряне и в крайна сметка е настъпила адхезия след непрекъсната работа в продължение на 72 часа. Този случай подчертава влиянието на околната температура върху надеждността на контактите.

В сценария за защита на електроенергийната система залепването на биметалния сребърен композитен контактен нит на само-задържащото се реле в управляващия контур на прекъсвача може да доведе до катастрофални последици. Тестовете показват, че когато времето на отскачане на релето надвиши 5 ms, натрупването на енергия на дъгата между контактите ще доведе до стопяване на материала. Определена подстанция веднъж е имала ситуация, при която времето на отскачане е било твърде дълго, което е накарало релето да остане проводящо при командата за отваряне и в крайна сметка е довело до късо съединение на шина.

В сценария с ново енергийно оборудване проблемът с контактната адхезия от тип биметален нит- възниква често. Във фотоволтаичните инвертори контактите на релетата носят ударен ток, който може да достигне 30 пъти нормалния работен ток при превключване на капацитивни товари. Статистиката от определена фотоволтаична електроцентрала показва, че 85% от повредите на релетата са пряко свързани с контактната адхезия, като такива повреди се случват предимно сутрин, когато влажността е по-висока.

Задълбочен-анализ на механизма на отказ
Механизмът на повреда на ниво материал е, че изборът на контактни материали влияе пряко върху ефективността на анти{0}}залепването. Композитният материал от сребърен оксид и калай, поради отличната си устойчивост на дъга, се превърна в предпочитан избор за релета с висока-мощност. Въпреки че електрическите плъзгащи се контакти имат добра проводимост, те са недостатъчно твърди и са склонни към топене и адхезия под действието на електрическа дъга. Механизмът на повреда на ниво верига е, че когато индуктивният товар е изключен, фазовата разлика между напрежението и тока между контактите ще причини натрупване на енергия. Когато енергията, освободена от индуктора, надхвърли капацитета за разсейване на топлината на контактите, локалната температура може да се повиши над 2000 градуса, което води до изпаряване на контактния материал и повторно -втвърдяване. Механизмът на повреда на механично ниво е, че феноменът на отскачане по време на затваряне на контакта ще влоши износването на материала. Проучванията показват, че когато честотата на отскачане надвиши 3 пъти, върху контактната повърхност ще се образуват микроскопични пукнатини, които ще се разширят в макроскопични пукнатини под действието на електрическата дъга, което в крайна сметка ще доведе до адхезия.

Решения и превантивни мерки
Оптимизирането на материала може ефективно да подобри анти{0}}сцеплението на релетата. Могат да се използват композитни материали със сребърен-калаен оксид, като техните анти-адхезионни характеристики се подобряват с повече от 40% в сравнение с традиционните материали. Позлатяването на контактната повърхност може също да се направи, за да се намали контактното съпротивление и да се инхибират окислителните реакции. Кръгли двуметални електрически контактни нитове могат да се използват при сценарии с висок-ток. Подобренията в дизайна на веригата могат да намалят проблема с контактната адхезия при източника. RC верига за поглъщане може да бъде успоредна във веригата за индуктивен товар за ефективно потискане на обратното напрежение. Релетата в твърдо{11}} състояние могат да се използват вместо електромагнитни релета за елиминиране на физическия контакт между контактите. Верига за предварително зареждане може да бъде проектирана за намаляване на ударния ток на капацитивните товари.

Правилната поддръжка може да удължи експлоатационния живот на релетата, да намали грешките при залепване и изисква редовно почистване на повърхностите на електрическите биметални нитове. Използвайте изопропилов алкохол, за да премахнете оксидите и да приложите управление на живота на релета, използвани често при високи честоти. Създайте график за подмяна. Във влажна среда използвайте запечатани релета и инсталирайте устройства за обезвлажняване. Усъвършенстваната технология за диагностика на неизправности може да предостави ранни предупреждения за рискове от залепване на контакта. Използването на инфрачервено термично изображение може да открие повишаване на контактната температура, за да идентифицира незабавно потенциални неизправности. Може също да бъде разработена система за мониторинг на състоянието на контакта, базирана на анализ на вибрациите. Алгоритмите за машинно обучение могат да се прилагат за прогнозиране на рисковете от залепване въз основа на исторически данни.

Проблемът с контактната адхезия е по същество резултат от свързването на множество фактори като материали, вериги и околна среда. Тъй като индустриалното оборудване се развива към по-висока надеждност и по-дълъг живот, технологията за защита на контактите се превърна в основен проблем при проектирането на релета. В бъдеще, чрез координирано развитие на иновациите в материалите, оптимизиране на веригата и интелигентно наблюдение, се очаква проблемът с контактната адхезия да бъде фундаментално решен. НашитеБиметални електрически контактни точки, разчитайки на високо-качествени биметални субстрати и прецизни техники за обработка, повишават устойчивостта на топене, аблация и корозия от ниво на материала, адаптират се към различни изисквания за натоварване, ефективно избягват всички видове проблеми с повреда на контактната адхезия и полагат солидна материална основа за стабилната работа на релетата.

Ако трябва да знаете подробностите и решенията за адаптиране на продуктите с електрически биметални контактни нитове, моля, не се колебайте да се консултирате и да преговаряте по всяко време. Очакваме с нетърпение да си сътрудничим с вас!