Электрический контакт с композитным покрытием

Полезная модель относится к области высоковольтной техники и может быть использована при создании электрических контактов дугогасительных камер высоковольтных выключателей. Технический результат - увеличение ресурса работы контакта.

На поверхность контакта (1) из электротехнической меди нанесено покрытие (2) из композита железо-медь. Толщина покрытия (2) составляет 15-45% от суммарной толщины контакта (1) с покрытием (2). Процентное содержание железа в материале покрытия (2) плавно или ступенями убывает от наружной поверхности (3) покрытия (2) к границе (4) между покрытием (2) и контактом (1), принимая, например, значение не менее 30% на поверхности (3) покрытия (2) и значение не более 10% на границе (4) с контактом (1). В другом случае процентное содержание железа в композитном материале покрытия (2) может составлять от 80% на поверхности (3) до нуля на границе (4).

Область техники

Полезная модель относится к области высоковольтной техники и может быть использована при создании электрических контактов дугогасительных камер высоковольтных выключателей.

Уровень техники

Известен электрический контакт из меди, на поверхность которого нанесено композитное покрытие [RU2228557].

Недостаток известного электрического контакта - малый ресурс работы.

Сущность полезной модели

Предметом полезной модели является электрический контакт из меди, на поверхность которого нанесено покрытие из композита железо-медь, при этом толщина покрытия составляет 15-45% от суммарной толщины контакта с покрытием, а процентное содержание железа в материале покрытия плавно или ступенями убывает от наружной поверхности покрытия к границе с контактом.

Это позволяет увеличить ресурс работы контакта.

Развития полезной модели уточняют возможные выполнения композитного покрытия:

- процентное содержание железа в материале покрытия убывает от значения не менее 30% на наружной поверхности покрытия до значения не более 10% на границе с контактом;

- процентное содержание железа в материале покрытия убывает от 80% на наружной поверхности покрытия до нуля на границе с контактом.

Осуществление полезной модели с учетом ее развитий

На чертеже показан предлагаемый электрический контакт.

Устройство содержит контакт 1 из электротехнической меди, на поверхность которого нанесено покрытие 2 из композита железо-медь. Толщина покрытия 2 составляет 15-45% от суммарной толщины контакта 1 с покрытием 2. Процентное содержание железа в материале покрытия 2 плавно или ступенями убывает от наружной поверхности 3 покрытия 2 к границе 4 между покрытием 2 и медным контактом 1, принимая, например, значение не менее 30% на поверхности 3 покрытия 2 и значение не более 10% на границе 4 с медным контактом 1. В другом случае процентное содержание железа в композитном материале покрытия 2 может составлять от 80% на поверхности 3 до нуля на границе 4.

В процессе работы между поверхностями 3 покрытия 2 размыкающихся контактов дугогасительной камеры возникает электрическая дуга, вызывающая дуговую эрозию покрытия 2.

При горении электрической дуги и размыкании контактов, наблюдается перенос материала с одного контакта на другой с образованием кратеров и наростов в зависимости от полярности приложенного напряжения и материала покрытия 2. В момент размыкания цепи в контактирующих точках покрытия 2 локально выделяется тепло, вызывая разрушение контакта, при этом часть металла выносится за пределы межконтактного промежутка. Выбором процентного содержания железа в композитном материале покрытия 2 можно оптимизировать процесс развития и гашения дугового разряда.

Электрическая дуга возникает между наружными поверхностями покрытия 2.

Композитный материал покрытия имеет на наружной поверхности 3 максимальное содержание железа и, как следствие, максимальную жаропрочность, достигающую, как показали проведенные эксперименты, значения 10^-6 г/Кл, когда выгорание покрытия составляет 1 микрограмм на 1 кулон прошедшего через него электрического заряда.

Тепло, выделяемое электрической дугой, передается от поверхности 3 в глубину покрытия 2, где возрастает процентное содержание меди. Благодаря этому ускоряется теплопередача к контакту 1, полностью выполненному из электротехнической меди, теплопроводность которой составляет 0,92 кал/см·сек, и предотвращается повреждение и эрозия контакта.

В результате достигается минимальное разрушение контакта.

Как видно из изложенного, предлагаемый контакт с заявляемой совокупностью признаков, обладает увеличенным ресурсом работы по сравнению с прототипом, что подтверждено проведенными экспериментами.

1. Электрический контакт из меди, на поверхность которого нанесено покрытие из композита железо-медь, при этом толщина покрытия составляет 15-45 % от суммарной толщины контакта с покрытием, а процентное содержание железа в материале покрытия плавно или ступенями убывает от наружной поверхности покрытия к границе с контактом.

2. Контакт по п. 1, в котором процентное содержание железа в композитном материале убывает от значения не менее 30% на наружной поверхности покрытия до значения не более 10% на границе с контактом.

3. Контакт по п. 2, в котором процентное содержание железа в композитном материале убывает от 80% на наружной поверхности покрытия до нуля на границе с контактом.

РИСУНКИ