RU210286U1

RU210286U1 - CONTACT SYSTEM

Info

Publication number: RU210286U1
Application number: RU2021139306U
Authority: RU
Inventors: Денис Анатольевич Романов; Василий Витальевич Почетуха; Кирилл Валерьевич Соснин; Станислав Владимирович Московский; Артем Дмитриевич Филяков
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-04-06

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, к контактным системам с контактами мостикового типа. Технический результат заключается в увеличении надежности контактной системы. Контактная система содержит подвижный контактный мостик с симметрично расположенными на его краях площадками с закрепленными на них контакт-деталями и неподвижные контакты, выполненные в виде скоб, на верхних полках которых расположены площадки с закрепленными на них контакт-деталями, которые выполнены из меди с нанесенным на их контактные поверхности посредством электровзрывного напыления с последующим азотированием и импульсно-периодической электронно-пучковой обработкой покрытием системы MoC-Ag-N. 2 ил.The utility model relates to electrical engineering, to contact systems with bridge-type contacts. The technical result consists in increasing the reliability of the contact system. The contact system contains a movable contact bridge with areas symmetrically located on its edges with contact details fixed on them and fixed contacts made in the form of brackets, on the upper shelves of which there are areas with contact details fixed on them, which are made of copper with applied on their contact surfaces by means of electroexplosive spraying followed by nitriding and repetitively pulsed electron-beam treatment with a coating of the MoC-Ag-N system. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электроаппаратостроению, и может быть использована, например, при создании и усовершенствовании контакторов, ручных и автоматических выключателей, реле и других аппаратов постоянного и переменного тока с подвижными контактами мостикового типа.The utility model relates to electrical engineering, in particular to electrical apparatus construction, and can be used, for example, in the creation and improvement of contactors, manual and automatic switches, relays and other DC and AC devices with bridge-type moving contacts.

Известен контактный блок, который содержит подвижный плоский контактный мостик с расположенными на его концах горизонтальными площадками, на которых закреплены контакт-детали из контактного материала, содержащего серебро, и неподвижные контакты, выполненные в виде двух скоб, установленных нижними полками на колодке, при этом на верхних горизонтальных полках скоб расположены площадки с закрепленными на них контакт-деталями. При замыкании контактов точка их контактирования расположена в центре контакт-деталей (патент SU №162875, H01H 1/20, опубл. 27.05.1964 г.).A contact block is known, which contains a movable flat contact bridge with horizontal platforms located at its ends, on which contact parts are fixed from a contact material containing silver, and fixed contacts made in the form of two brackets installed by the lower shelves on the block, while on on the upper horizontal shelves of the brackets there are platforms with contact details fixed on them. When the contacts are closed, their contact point is located in the center of the contact parts (SU patent No. 162875, H01H 1/20, publ. 05/27/1964).

Недостатком такой контактной системы является значительный расход серебра, так как при работе контактной системы во время размыкания контактов и возникновения дуги происходит вынос контактного материала, содержащего серебро, этой дугой, перемещающейся по поверхности контакт-деталей под действием средств дугогашения. Причем первоначально вынос материала происходит с середины контакт-деталей, а при дальнейшей работе контактной системы зона выноса контактного материала расширяется, так как происходит послойный вынос серебра параллельно площадкам и износ контактов увеличивается по мере работы контактной системы.The disadvantage of such a contact system is a significant consumption of silver, since during the operation of the contact system during the opening of contacts and the occurrence of an arc, the contact material containing silver is carried out by this arc moving along the surface of the contact parts under the action of arc extinguishing agents. Moreover, initially the removal of material occurs from the middle of the contact parts, and with further operation of the contact system, the area of removal of the contact material expands, since layer-by-layer removal of silver occurs parallel to the pads and the wear of the contacts increases as the contact system operates.

Наиболее близким по конструкции к заявляемой полезной модели является контактная система, содержащая подвижный контактный мостик с симметрично расположенными на его краях площадками с закрепленными на них контакт-деталями и неподвижные контакты, выполненные в виде скоб, на верхних полках которых расположены площадки с закрепленными на них контакт-деталями, площадки для крепления контакт деталей подвижного контактного мостика и неподвижных контактов выполнены с наклоном внешними кромками к плоскости замыкания контактов (патент RU №2148867, H01H 1/06, H01H 1/14, H01H 1/20, опубл. 10.05.2000 г.).The closest in design to the claimed utility model is a contact system containing a movable contact bridge with symmetrically located on its edges pads with contact parts fixed on them and fixed contacts made in the form of brackets, on the upper shelves of which there are pads with a contact fixed on them. -details, platforms for fastening the contact details of the movable contact bridge and fixed contacts are made with an inclination of the outer edges to the plane of the contact closure (patent RU No. 2148867, H01H 1/06, H01H 1/14, H01H 1/20, publ. .).

Недостатком указанного устройства является невысокая надежность, вызванная электроэрозионным износом контакт-деталей, выполненных из контактного материала, содержащего серебро, под действием электрической дуги.The disadvantage of this device is the low reliability caused by electroerosive wear of contact parts made of a contact material containing silver under the action of an electric arc.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении надежности износостойкости контактной системы посредством использования контакт-деталей, выполненных медными, с нанесенным на их контактные поверхности электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N, образованной фазами серебра, молибдена, нитрида молибдена MoN, карбидов молибдена МоС, Mo₂C и углерода.The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the reliability of the wear resistance of the contact system through the use of contact parts made of copper, with electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system, formed by phases of silver, molybdenum, molybdenum nitride MoN, applied to their contact surfaces. , molybdenum carbides MoC, Mo ₂ C and carbon.

Существующая проблема решается тем, что в известной контактной системе, содержащей подвижный контактный мостик с симметрично расположенными на его краях площадками с закрепленными на них контакт-деталями и неподвижные контакты, выполненные в виде скоб, на верхних полках которых расположены площадки с закрепленными на них контакт-деталями, причем площадки для крепления контакт деталей подвижного контактного мостика и неподвижных контактов выполнены с наклоном внешними кромками к плоскости замыкания контактов, согласно полезной модели контакт-детали выполнены из меди, с нанесенным на их контактные поверхности посредством электровзрывного напыления с последующим азотированием и импульсно-периодической электронно-пучковой обработкой электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N, образованной фазами серебра, молибдена, нитрида молибдена MoN, карбидов молибдена МоС, Mo₂C и углерода.The existing problem is solved by the fact that in a known contact system containing a movable contact bridge with symmetrically located on its edges pads with contact parts fixed on them and fixed contacts made in the form of brackets, on the upper shelves of which there are pads with contact parts, and the areas for fastening the contact parts of the movable contact bridge and the fixed contacts are made with an inclination of the outer edges to the plane of the contact closure, according to the utility model, the contact parts are made of copper, deposited on their contact surfaces by means of electroexplosive spraying, followed by nitriding and pulse-periodic electron-beam processing with an electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system formed by phases of silver, molybdenum, molybdenum nitride MoN, molybdenum carbides MoC, Mo ₂ C and carbon.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в увеличении надежности контактной системы за счет повышения электроэрозионной стойкости контакт-деталей, выполненных из меди, с нанесенным на их контактные поверхности посредством электровзрывного напыления с последующим азотированием и импульсно-периодической электронно-пучковой обработкой электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N, образованной фазами серебра, молибдена, нитрида молибдена MoN, карбидов молибдена МоС, Mo₂C и углерода.The technical result obtained by using the proposed utility model is to increase the reliability of the contact system by increasing the electroerosive resistance of contact parts made of copper, deposited on their contact surfaces by means of electroexplosive spraying, followed by nitriding and repetitively pulsed electron beam processing of electroerosive -resistant coating of the MoC-Ag-N system formed by phases of silver, molybdenum, molybdenum nitride MoN, molybdenum carbides MoC, Mo ₂ C and carbon.

Процесс создания покрытия включает электрический взрыв трехслойного композиционного электрически взрываемого проводника, один из слоев которого состоит из серебряной фольги массой 60-360 мг, второй слой - из молибденовой, равной 0,5-2,0 массы первого слоя, а третий слой - из углеграфитового волокна, равного 0,5-1,0 массы первого слоя, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м², осаждение на поверхность продуктов взрыва и формирование на ней покрытия системы Mo-C-Ag, азотирование в течение 3-5 ч при температуре 500-600°С и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см², длительности импульсов 150-200 мкс и количестве 10-30 импульсов.The process of creating a coating includes an electric explosion of a three-layer composite electrically explosive conductor, one of the layers of which consists of silver foil weighing 60-360 mg, the second layer is made of molybdenum, equal to 0.5-2.0 mass of the first layer, and the third layer is made of carbon-graphite fiber equal to 0.5-1.0 mass of the first layer, formation of a pulsed multi-phase plasma jet from the explosion products, melting the surface of a copper electrical contact with it at an absorbed power density of 4.5-6.5 GW / m ² , deposition on the surface of the explosion products and formation of a coating of the Mo-C-Ag system on it, nitriding for 3-5 hours at a temperature of 500-600°C and subsequent pulse-periodic electron-beam treatment of the surface of the coating at an absorbed energy density of 40-60 J/cm ² , duration pulses 150-200 μs and the number of 10-30 pulses.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид контактной системы в разомкнутом состоянии, на фиг. 2 - общий вид контактной системы в замкнутом состоянии.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general view of the contact system in the open state, in Fig. 2 - general view of the contact system in the closed state.

Контактная система содержит подвижный контакт - контактный мостик 1 с симметрично расположенными по его краям площадками 2 с закрепленными на них медными контакт-деталями 3, на контактных поверхностях которых нанесено электроэрозионно-стойкое покрытие системы MoC-Ag-N, и неподвижные контакты в виде скоб 4, на верхних полках 5 которых расположены площадки 6 с закрепленными на них медными контакт-деталями 7 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N на их контактных поверхностях. Площадки 2 и 6 расположены с наклоном своими внешними кромками к плоскости замыкания 8 контакт-деталей 3 и 7, угол наклона α=4-5°. Шины электрического аппарата выполнены в виде продолжений нижних полок 9 скоб 4 неподвижных контактов.The contact system contains a movable contact - a contact bridge 1 with platforms 2 symmetrically located along its edges with copper contact parts 3 fixed on them, on the contact surfaces of which an electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system is applied, and fixed contacts in the form of brackets 4 , on the upper shelves 5 of which there are pads 6 with copper contact parts 7 fixed on them with an electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system on their contact surfaces. Platforms 2 and 6 are located with their outer edges inclined to the closing plane 8 of contact parts 3 and 7, the angle of inclination α=4-5°. Tires of the electrical apparatus are made in the form of extensions of the lower shelves 9 brackets 4 fixed contacts.

Пример 1.Example 1

Обработке подвергали медные контакт-детали 3. Использовали трехслойный композиционный электрически взрываемый проводник, один из слоев которого состоял из серебряной фольги массой 60 мг, второй слой - из молибденовой фольги массой 30 мг, а третий слой - из углеграфитового волокна массой 30 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5 ГВт/м² и формировали на ней электровзрывное покрытие системы Mo-C-Ag. Азотирование проводили в течение 3 ч при температуре 500°С. Последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия проводили при поверхностной плотности энергии 40 Дж/см², длительности импульсов - 150 мкс, количестве импульсов - 10 имп. Азотирование и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку проводили на установке «КОМПЛЕКС» (объект инфраструктуры зарегистрирован на сайте http://www.ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu/unikuum/03_06.html).Copper contact parts 3 were subjected to processing. A three-layer composite electrically exploding conductor was used, one of the layers of which consisted of silver foil weighing 60 mg, the second layer was made of molybdenum foil weighing 30 mg, and the third layer was made of carbon-graphite fiber weighing 30 mg. The formed plasma jet melted the surface of a copper electrical contact at an absorbed power density of 4.5 GW/m ² and formed an electroexplosive coating of the Mo-C-Ag system on it. Nitriding was carried out for 3 h at a temperature of 500°C. Subsequent repetitively pulsed electron-beam treatment of the coating surface was carried out at a surface energy density of 40 J/cm ² , pulse duration - 150 μs, number of pulses - 10 pulses. Nitriding and subsequent repetitively pulsed electron-beam treatment were carried out at the COMPLEX facility (the infrastructure facility is registered on the website http://www.ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu /unikuum/03_06.html).

Пример 2.Example 2

Обработке подвергали медные контакт-детали 3. Использовали трехслойный композиционный электрически взрываемый проводник, один из слоев которого состоял из серебряной фольги массой 360 мг, второй слой - из молибденовой фольги массой 720 мг, а третий слой - из углеграфитового волокна массой 360 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли медную электроконтактную поверхность контактов пускателей марки ПВИ-320А при поглощаемой плотности мощности 6,5 ГВт/м² и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы Mo-C-Ag. Азотирование проводили в течение 5 ч при температуре 600°С. Последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия проводили при поверхностной плотности энергии 60 Дж/см², длительности импульсов - 200 мкс, количестве импульсов - 30 имп. Азотирование и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку проводили на установке «КОМПЛЕКС» (объект инфраструктуры зарегистрирован на сайте http://www. ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu/unikuum/03_06.html).Copper contact parts 3 were subjected to processing. A three-layer composite electrically exploding conductor was used, one of the layers of which consisted of silver foil weighing 360 mg, the second layer was made of molybdenum foil weighing 720 mg, and the third layer was made of carbon-graphite fiber weighing 360 mg. The formed plasma jet melted the copper electrical contact surface of the contacts of PVI-320A starters at an absorbed power density of 6.5 GW/m ² and formed a composite electroexplosive coating of the Mo-C-Ag system on it. Nitriding was carried out for 5 h at a temperature of 600°C. The subsequent repetitively pulsed electron-beam treatment of the coating surface was carried out at a surface energy density of 60 J/cm ² , pulse duration - 200 μs, number of pulses - 30 pulses. Nitriding and subsequent repetitively pulsed electron-beam treatment was carried out at the COMPLEX facility (the infrastructure facility is registered on the website http://www.ckp-rf.ru https://www.hcei.tsc.ru/ru/cat/unu /unikuum/03_06.html).

Предлагаемая контактная система работает следующим образом.The proposed contact system works as follows.

При движении контактного мостика 1 происходит замыкание медных контакт-деталей 3 и 7 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N на их контактных поверхностях, закрепленных на площадках 2 и 6. При этом контактирование медных контакт-деталей 3 и 7 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N на их контактных поверхностях происходит в области их внешних кромок в точке 10. При обратном движении контактного мостика 1 происходит размыкание контакт-деталей 3 и 7, при этом в результате разрыва электрической цепи происходит возникновение электрической дуги. Электрическая дуга, возникающая между медными контакт-деталями 3 и 7 с электроэрозионно-стойким покрытием системы MoC-Ag-N на их контактных поверхностях, по мере их расхождения и под действием средств дугогашения сходит с контакт-деталей, не оказывая влияния на износ контактирующих поверхностей.When the contact bridge 1 moves, the copper contact parts 3 and 7 with the electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system are closed on their contact surfaces fixed on the platforms 2 and 6. resistant coating of the MoC-Ag-N system on their contact surfaces occurs in the area of their outer edges at point 10. When the contact bridge 1 moves back, the contact parts 3 and 7 open, and as a result of the electrical circuit breaking, an electric arc occurs. The electric arc that occurs between copper contact parts 3 and 7 with an electroerosion-resistant coating of the MoC-Ag-N system on their contact surfaces, as they diverge and under the action of arc extinguishing agents, leaves the contact parts without affecting the wear of the contact surfaces .

Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность работы контактной системы за счет исключения отказов, вследствие электрической эрозии контакт-деталей.The proposed utility model makes it possible to increase the reliability of the contact system by eliminating failures due to electrical erosion of the contact parts.

Claims

A contact system comprising a movable contact bridge with pads symmetrically located on its edges with contact parts fixed on them and fixed contacts made in the form of brackets, on the upper shelves of which there are pads with contact parts fixed on them, and the pads for attaching contact parts parts of the movable contact bridge and fixed contacts are made with an inclination of the outer edges to the plane of the contact closure, characterized in that the contact parts are made of copper, deposited on their contact surfaces by means of electroexplosive spraying, followed by nitriding and repetitively pulsed electron-beam processing of electroerosive resistant coating system MoC-Ag-N.