Z materiálového hlediska jsou hlavní kontakty běžných AC stykačů obvykle vyrobeny z kompozitních materiálů, jako je stříbro-oxid cínu (AgSnO₂) nebo stříbro-nikl (AgNi). Tyto materiály nabízejí kombinaci vynikající elektrické vodivosti, odolnosti proti kontaktnímu svařování a odolnosti proti erozi obloukem. Konkrétně kontakty s pevnou stříbrnou kontaktní strukturou jsou vystaveny vysokoteplotním- obloukům krátkodobého trvání při vytváření nebo přerušování zatěžovacích proudů. Tyto oblouky mohou dosáhnout teploty několika tisíc stupňů Celsia, což způsobuje lokalizované tavení, vypařování a přenos materiálu na kontaktním povrchu, což má za následek charakteristické elektrické opotřebení.
Jak stykače opakovaně provádějí operace výroby a rozbíjení, vrstva slitiny stříbra na kontaktním povrchu se postupně opotřebovává. U kontaktů využívajících monometalickou nýtovou strukturu se tloušťka stříbrné vrstvy zmenšuje s prodlužující se elektrickou životností. Na konci jmenovité elektrické životnosti je povrchová stříbrná vrstva výrazně ochuzena a přechodový odpor stoupá, což v konečném důsledku zhoršuje schopnost kontaktu účinně vést elektřinu. Tato ztráta materiálu je výsledkem běžné eroze oblouku a slouží jako klíčové kritérium pro hodnocení životnosti kontaktu.
V typickém průmyslovém prostředí černé skvrny často pozorované na kontaktních plochách stykačů pocházejí primárně z roztavené vrstvy, oxidů kovů a karbonizovaných usazenin vytvořených obloukovou ablací. U stříbrných elektrických kontaktů toto zčernání nemusí nutně znamenat poruchu. Vzhledem k tomu, že během každého cyklu zavírání a otevírání dochází k jiskření, oblouk sám o sobě má čisticí účinek, který narušuje část oxidového filmu, což pomáhá udržovat dobrý kontakt kovu-na{3}}kov. V důsledku toho samotná změna barvy obvykle nestačí k určení, zda došlo ke snížení výkonu kontaktu.
Mnoho technických textů připisuje zčernání stříbrných reléových kontaktů tvorbě oxidu stříbrného, protože stříbro skutečně reaguje s kyslíkem. Zatímco na pevných nýtových kontaktech se může vytvořit velmi tenká vrstva oxidu stříbrného, oxid stříbrný má pozoruhodnou vlastnost: zůstává vysoce vodivý. Přestože je měrný odpor oxidu stříbrného vyšší než měrný odpor čistého stříbra (přibližně 1,59 × 10⁻⁸ Ω·m), zůstává mnohem nižší než u většiny ostatních oxidů kovů. Přítomnost určitého množství oxidu stříbra na kontaktním povrchu tedy významně nebrání vodivosti hlavního obvodu.
Větší znepokojení než oxid stříbrný je tvorba sulfidu stříbrného. Jsou-li v prostředí přítomny plyny-obsahující síru-, jako je sirovodík nebo oxid siřičitý-, stříbro přednostně reaguje se sírou za vzniku černého sulfidu stříbra. U kontaktních systémů využívajících stříbrné kontaktní body tato reakce typicky probíhá rychleji než oxidace. Sulfid stříbrný je nejen zřetelně černý, ale ve srovnání s čistým stříbrem také vykazuje vysoký kontaktní odpor a špatnou vodivost, což má podstatný vliv na výkon kontaktu.
V prostředích, jako jsou tepelné elektrárny, zařízení na čištění odpadních vod, papírny, chemické závody a určitá těžební místa, je koncentrace plynů- obsahujících síru ve vzduchu poměrně vysoká. Za těchto podmínek jsou pomocné a ovládací kontakty na bázi stříbra používané ve stykačích zvláště náchylné ke korozi. Když zařízení pracuje při nízkém zatížení nebo při málo častých spínacích cyklech, film sulfidu stříbrného, který se tvoří na kontaktních plochách, není účinně rozrušen; následně se hromadí a nakonec pokryje kontaktní plochu.
U hlavních kontaktů pracujících za normálních podmínek vysoká energie oblouku generovaného během přerušení proudu často propálí nebo naruší film sulfidu stříbrného, což má za následek relativně omezený dopad na výkon. U pomocných kontaktů, vstupních obvodů PLC, signálních obvodů a nízkonapěťových řídicích systémů využívajících stříbrné kontakty jsou však napětí a proud obvodu příliš nízké na to, aby generovaly dostatečnou energii oblouku k proniknutí izolační vrstvou sulfidu stříbrného. Postupem času se přechodový odpor neustále zvyšuje, což může vést k selhání vytvoření spolehlivé elektrické kontinuity.
Při praktické analýze poruch se ke zkoumání složení kontaktních povrchů často používá energeticky disperzní spektroskopie (EDS). Při analýze kontaktů z čistého stříbra ovlivněných sirnou korozí výsledky typicky odhalují vysoký podíl síry. Kromě toho zřetelné obohacení síry na kontaktním povrchu slouží jako klíčový indikátor sírou -indukované koroze. Naproti tomu zčernalé oblasti, které jsou výsledkem standardní obloukové eroze, obecně vykazují smíšenou distribuci prvků, jako je stříbro, kyslík, cín a nikl.
Stykače využívající AgNi kontaktní materiály nabízejí vynikající odolnost proti erozi obloukem a prodlouženou mechanickou životnost; v prostředích bohatých na síru- však nemohou zcela zabránit povrchové sulfidaci. Ve vysoce korozivních průmyslových podmínkách by proto měla být dána přednost kontaktním materiálům speciálně navrženým tak, aby odolávaly sulfidaci. Kromě toho by měla být zavedena zvýšená těsnicí a ochranná opatření, aby se minimalizovalo pronikání korozivních plynů do elektrických krytů.
Celkově zčernalé kontakty na střídavém stykači nemusí nutně znamenat tvorbu sulfidu stříbrného. V typickém průmyslovém prostředí je většina černých skvrn způsobena erozí obloukem a normálním elektrickým opotřebením, což má zanedbatelný dopad na elektrickou vodivost. Ve specializovaných prostředích s vysokými koncentracemi plynů-obsahujících síru se však na stříbrných kontaktech může vytvořit vysoce odolný film sulfidu stříbrného; to zejména pravděpodobně ohrozí spolehlivost nízkonapěťových a nízkonapěťových řídicích obvodů-. Při analýze poruch stykače je proto nezbytné komplexní posouzení-s ohledem na provozní prostředí, podmínky zatížení, frekvenci spínání a výsledky analýzy materiálu-; neměli bychom dělat závěry pouze na základě změn barvy kontaktního povrchu.
kontaktujte nás
Pokud hledáte vysokou-kvalitu pevné kontakty z čistého stříbra, neváhejte nás kontaktovat. Náš technický tým může poskytnout profesionální technickou podporu a doporučení produktů přizpůsobená konkrétnímu aplikačnímu prostředí, aktuálním-požadavkům na provoz a cílům životnosti.
