КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА

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.
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.).
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.
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.).
Недостатком указанного устройства является невысокая надежность, вызванная электроэрозионным износом контакт-деталей, выполненных из контактного материала, содержащего серебро, под действием электрической дуги.
2
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, MoC и углерода.
2
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, MoC и углерода.
2
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, MoC и углерода.
2
2
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/м, 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/см, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве 10-30 импульсов.
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.
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.
Пример 1.
2
2
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/м 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/см, 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).
Пример 2.
2
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/м 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/см, 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).
Предлагаемая контактная система работает следующим образом.
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.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность работы контактной системы за счет исключения отказов, вследствие электрической эрозии контакт-деталей.