전기 접점

접점 한 쌍이 있는 전자기 계전기|thumb|upright
전기 접점()은 전기 개폐기, 전자계전기, 전기 단자 및 회로 차단기에서 발견되는 전자 부품이다. 각 접점은 일반적으로 금속으로 된 전기 전도성 재료이다. 한 쌍의 접점이 닿으면 표면 구조, 표면 화학 및 접촉 시간에 따라 특정 접촉 저항으로 전류를 통과시킬 수 있다. 한 쌍이 절연체 간격으로 분리되면 전류가 흐르지 않는다. 접점이 닿으면 개폐기가 닫히고, 접점이 분리되면 개폐기가 열린다. 이 간격은 공기, 진공, 오일, SF6와 같은 절연 매체여야 한다. 접점은 버튼과 개폐기에서 사람이 작동할 수 있으며, 센서 또는 기계 캠에서 기계적 압력으로 작동하거나 전기기계공학적으로 전자계전기에서 작동할 수 있다. 접점이 닿는 표면은 일반적으로 은 합금 또는 금 합금과 같은 금속으로 구성되며, 높은 전기 저항률과 전도도, 내마모성, 내산화성 및 기타 특성을 가진다.

 재료 
접점은 다양한 재료로 생산될 수 있다. 일반적인 재료는 다음과 같다.
 은 합금
 금
 백금족 원소
 탄소

 전기 정격 
접점은 닫혔을 때의 전류 전달 용량, 열릴 때의 차단 용량(아크 방전으로 인한) 및 전압 정격에 따라 등급이 매겨진다. 개방 전압 정격은 교류 전압 정격, 직류 전압 정격 또는 둘 다일 수 있다.

 아크 억제 
thumb|개방형 공기를 절연 매체로 사용하는 고전압 스위치의 접점

전자기 유도 부하가 있는 높은 전류를 차단하기 위해 계전기 접점이 열릴 때, 전압 스파이크가 발생하여 접점 사이에 아크 방전을 일으킨다. 전압이 충분히 높으면 유도 부하가 없어도 아크 방전이 발생할 수 있다. 아크 방전이 어떻게 형성되든, 아크를 통해 흐르는 전류가 아크를 유지하기에 너무 낮은 지점까지 떨어질 때까지 지속된다. 아크 방전은 전기 접점을 손상시키고, 지속적인 아크 방전은 열린 접점이 제어되는 시스템에서 전원을 제거하는 것을 방해할 수 있다.

교류 시스템에서는 전류가 각 주기마다 두 번 0을 통과하므로, 가장 강력한 아크를 제외한 모든 아크는 0 교차점에서 소멸된다. 이 문제는 그러한 0 교차점이 발생하지 않는 직류에서 더 심각하다. 이것이 교류 전환을 위해 한 전압으로 정격된 접점이 직류에 대해 더 낮은 전압 정격을 가지는 이유이다.

 전기 접점 이론 
라그나르 홀름은 전기 접점 이론과 응용에 크게 기여했다.

거시적으로 매끄럽고 깨끗한 표면은 미시적으로 거칠고, 공기 중에서는 산화물, 흡착된 수증기 및 대기 오염 물질로 오염되어 있다. 두 금속 전기 접점이 닿을 때, 실제 금속 대 금속 접촉 면적은 물리적으로 닿는 총 접점 대 접점 면적에 비해 작다. 전기 접점 이론에서 두 접점 사이에서 전류가 흐르는 상대적으로 작은 영역을 "a"가 돌기를 의미하는 a-점이라고 한다. 만약 작은 a-점이 원형 영역으로 처리되고 금속의 저항률이 균일하다면, 금속 도체의 전류와 전압은 구형 대칭을 가지며 간단한 계산으로 a-점의 크기를 전기 접점 인터페이스의 저항과 연관시킬 수 있다. 전기 접점 사이에 금속 대 금속 접촉이 있다면, 전기 접촉 저항 또는 ECR(접점 금속의 벌크 저항과 반대되는)은 주로 매우 작은 영역인 a-점을 통해 전류가 흐르는 것의 수축 때문이다. 전자의 평균 자유 경로 보다 반지름이 작은 접점의 경우, 전자의 탄도 전도가 발생하며, 이는 샤빈 저항으로도 알려진 현상을 초래한다. 접촉력 또는 압력은 a-점의 크기를 증가시켜 수축 저항과 전기 접촉 저항을 감소시킨다. 접촉하는 돌기의 크기가 전자의 평균 자유 경로보다 커지면, 홀름형 접점이 지배적인 전송 메커니즘이 되어 상대적으로 낮은 접촉 저항을 초래한다.

 계전기 접점 
thumb|코일, 4쌍의 상시 개방 접점 및 1쌍의 상시 폐쇄 접점을 보여주는 전자기 계전기 회로도
국립 계전기 제조업체 협회와 그 후신인 계전기 및 스위치 산업 협회는 계전기와 스위치에서 발견되는 23가지 형태의 전기 접점을 정의한다.

상시 폐쇄 () 접점 쌍은 작동하는 장치가 비활성화 상태 또는 이완 상태일 때 닫혀 있다(전도 상태).

상시 개방 () 접점 쌍은 작동하는 장치가 비활성화 상태 또는 이완 상태일 때 열려 있다(비전도 상태).

 접점 형태 
국립 계전기 제조업체 협회와 그 후신인 계전기 및 스위치 산업 협회는 계전기와 스위치에서 발견되는 23가지 형태의 전기 접점 형태를 정의한다. 다음 접점 형태가 특히 일반적이다.

 폼 A 접점 
폼 A 접점("메이크 접점")은 상시 개방 접점이다. 에너지 공급력(자석 또는 계전기 솔레노이드)이 없을 때 접점은 열려 있다. 에너지 공급력이 있을 때 접점은 닫힌다. 폼 A의 대체 표기법은 SPST-NO이다.

 폼 B 접점 
폼 B 접점("브레이크 접점")은 상시 폐쇄 접점이다. 그 작동은 폼 A와 논리적으로 반대된다. 폼 B의 대체 표기법은 SPST-NC이다.

 폼 C 접점 
thumb|폼 C 접점을 사용하는 작은 계전기

폼 C 접점("전환" 또는 "전송" 접점)은 상시 폐쇄 접점 쌍과 상시 개방 접점 쌍으로 구성되며, 동일한 장치에 의해 작동된다. 각 쌍의 접점 사이에 공통 전기 연결이 있어 세 개의 연결 단자만 존재한다. 이 단자는 일반적으로 상시 개방, 공통 및 상시 폐쇄(NO-C-NC)로 표시된다. 폼 C의 대체 표기법은 SPDT이다.

이러한 접점은 전기 개폐기와 계전기에서 매우 자주 발견되는데, 공통 접점 요소는 더 높은 접점 수를 제공하는 기계적으로 경제적인 방법을 제공하기 때문이다.

 폼 D 접점 
폼 D 접점("연속성 전환" 접점)은 전환 중 메이크 브레이크 순서라는 한 가지 측면에서만 폼 C와 다르다. 폼 C가 일시적으로 두 연결이 모두 열려 있음을 보장하는 반면, 폼 D는 일시적으로 세 단자 모두 연결될 것임을 보장한다. 이는 상대적으로 드문 구성이다.

 폼 E 접점 
폼 E는 폼 D와 B의 조합이다.

 폼 K 접점 
폼 K 접점(중앙 오프)은 폼 C와 달리 중앙 오프 또는 상시 개방 위치가 있어 어떤 연결도 이루어지지 않는다. 중앙 오프 위치가 있는 SPDT 토글 스위치는 흔하지만, 이 구성을 가진 계전기는 상대적으로 드물다.

 폼 X 접점 
thumb|하나의 폼 X 접점을 가진 토글 스위치. 작동되면 움직이는 접점이 왼쪽으로 움직여 두 고정 접점 사이의 간극을 연결한다.

폼 X 또는 이중-메이크 접점은 직렬로 연결된 두 개의 폼 A 접점과 동일하며, 단일 액추에이터에 의해 기계적으로 연결되고 작동되며, SPST-NO 접점으로도 설명될 수 있다. 이들은 일반적으로 접촉기와 고전력 유도성 부하를 처리하도록 설계된 토글 스위치에서 발견된다.

 폼 Y 접점 
폼 Y 또는 이중-브레이크 접점은 직렬로 연결된 두 개의 폼 B 접점과 동일하며, 단일 액추에이터에 의해 기계적으로 연결되고 작동되며, SPST-NC 접점으로도 설명될 수 있다.

 폼 Z 접점 
폼 Z 또는 이중-메이크 이중-브레이크 접점은 폼 C 접점과 비슷하지만, 거의 항상 네 개의 외부 연결을 가지며, 두 개는 상시 개방 경로용이고 두 개는 상시 폐쇄 경로용이다. 폼 X 및 Y와 마찬가지로, 두 전류 경로는 직렬로 연결된 두 개의 접점을 포함하며, 단일 액추에이터에 의해 기계적으로 연결되고 작동된다. 다시 말하지만, 이것은 SPDT 접점으로도 설명된다.

 메이크-브레이크 순서 
thumb|메이크 앤 브레이크 유형

개폐기에 상시 개방(NO) 및 상시 폐쇄(NC) 접점이 모두 포함된 경우, 접점들이 닫히고 열리는 순서가 중요할 수 있다. 대부분의 경우 규칙은 break-before-make 또는 B-B-M이다. 즉, NO 및 NC 접점은 상태 전환 중에 동시에 닫히지 않는다. 항상 그런 것은 아니며, 폼 C 접점은 이 규칙을 따르는 반면, 다른 방식으로 등가인 폼 D 접점은 반대 규칙인 make-before-break를 따른다. 덜 일반적인 구성은 NO 및 NC 접점이 전환 중에 동시에 닫힐 때이며, 이를 make-before-break 또는 M-B-B라고 한다.

 같이 보기 
 접점 바운스
 래칭 계전기
 습윤 전류
 습윤 전압
 전기 스플라이스

 각주 

 추가 자료 
 (NB. Free download after registration.)
 
 (NB. A rewrite of the earlier "Electric Contacts Handbook".)
 (NB. A rewrite and translation of the earlier "Die technische Physik der elektrischen Kontakte" (1941) in German language, which is available as reprint under .)
 

분류:전자 부품