Da Relais die am häufigsten verwendeten Steuerungskomponenten in der nicht standardmäßigen Automatisierungssteuerung sind, ist es wichtig, dies zu verstehenRelaiskontaktmaterialienund Lebenserwartung.Durch die Auswahl von Relais mit idealen Kontaktmaterialien und längerer Lebenserwartung können die Wartungskosten gesenkt und die Ausfallraten der Geräte gesenkt werden.
Allzweck- und Leistungsrelais haben typischerweise eine elektrische Lebenserwartung von mindestens 100.000 Schaltspielen, während die mechanische Lebenserwartung 100.000, 1.000.000 oder sogar 2,5 Milliarden Schaltspiele betragen kann.Der Grund dafür, dass die elektrische Lebensdauer im Vergleich zur mechanischen Lebensdauer so gering ist, liegt darin, dass die Kontaktlebensdauer anwendungsabhängig ist.Elektrische Nennwerte gelten für Kontakte, die ihre Nennlast schalten. Wenn ein Kontaktsatz eine Last schaltet, die kleiner als der Nennwert ist, kann die Kontaktlebensdauer erheblich länger sein.Beispielsweise können Kontakte mit 240 A, 80 V AC und 25 % Leistungsfaktor eine Last von 5 A für mehr als 100.000 Betätigungen schalten.Wenn diese Kontakte jedoch zum Schalten verwendet werden (z. B. 120 A, 120 VAC ohmsche Lasten), kann die Lebensdauer eine Million Betätigungen überschreiten.Die Bewertung der elektrischen Lebensdauer berücksichtigt auch Lichtbogenschäden an den Kontakten, und durch die Verwendung einer geeigneten Lichtbogenunterdrückung kann die Kontaktlebensdauer verlängert werden.
Die Lebensdauer der Kontakte endet, wenn die Kontakte verkleben oder verschweißen oder wenn einer oder beide Kontakte übermäßig viel Material verlieren und kein guter elektrischer Kontakt mehr erreicht werden kann, was auf einen kumulierten Materialtransfer bei kontinuierlichen Schaltvorgängen und Materialverlust durch Spritzer zurückzuführen ist.
Relaiskontakte sind in einer Vielzahl von Metallen und Legierungen, Größen und Ausführungen erhältlich. Bei der Auswahl der Kontakte müssen Material, Nennleistung und Ausführung berücksichtigt werden, um die Anforderungen einer bestimmten Anwendung so genau wie möglich zu erfüllen.Andernfalls kann es zu Kontaktproblemen oder sogar zu einem vorzeitigen Kontaktausfall kommen.
Je nach Anwendung können Kontakte mit Legierungen wie Palladium, Platin, Gold, Silber, Silber-Nickel und Wolfram hergestellt werden.Hauptsächlich Silberlegierungsverbindungen, Silbercadmiumoxid (AgCdO) und Silberzinnoxid (AgSnO) und Silberindiumzinnoxid (AgInSnO) werden häufig in Allzweck- und Leistungsrelais zum Schalten mittlerer bis hoher Ströme verwendet.
Silber-Cadmiumoxid (AgCdO) erfreut sich aufgrund seiner hervorragenden Erosions- und Lötbeständigkeit sowie seiner sehr hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit großer Beliebtheit. AgCdO wird durch Mischen von Silber und Cadmiumoxid mithilfe pulvermetallurgischer Techniken hergestellt und ist ein Material mit elektrischer Leitfähigkeit und Kontaktwiderstand nahe an dem von Silber (unter Verwendung etwas höherer Kontaktdrücke), weist aber aufgrund der inhärenten Lötbeständigkeit und Lichtbogenlöscheigenschaften von Cadmiumoxid eine ausgezeichnete Erosions- und Schweißbeständigkeit auf.
Typische AgCdO-Kontaktmaterialien enthalten 10 bis 15 % Cadmiumoxid, und die Haftung bzw. Lötbeständigkeit verbessert sich mit zunehmendem Cadmiumoxidgehalt;Aufgrund der verringerten Duktilität nimmt jedoch die elektrische Leitfähigkeit ab und die Kaltumformeigenschaften verschlechtern sich.
Bei Silber-Cadmiumoxid-Kontakten gibt es zwei Arten von Nachoxidation oder Voroxidation: Voroxidation des Materials bei der Bildung des Kontaktpunkts, das intern oxidiert wurde, und die Oxidation der Nachoxidation enthält eine gleichmäßigere Verteilung von Cadmium Letzteres neigt dazu, das Cadmiumoxid näher an die Kontaktfläche zu bringen.Nachoxidierte Kontakte können zu Oberflächenrissproblemen führen, wenn die Kontaktform nach der Oxidation erheblich geändert werden muss, z. B. doppelendige, bewegliche Klingen, Kontaktnieten vom Typ C.
Sowohl Silber-Indium-Zinn-Oxid (AgInSnO) als auch Silber-Zinn-Oxid (AgSnO) haben sich zu guten Alternativen zu AgCdO-Kontakten entwickelt, und die Verwendung von Cadmium in Kontakten und Batterien ist in vielen Teilen der Welt eingeschränkt.Daher sind Zinnoxidkontakte (12 %), die etwa 15 % härter als AgCdO sind, eine gute Wahl.Darüber hinaus eignen sich Silber-Indium-Zinnoxid-Kontakte für hohe Stoßbelastungen, z. B. Wolframlampen, bei denen der Dauerstrom niedrig ist.Obwohl AgInSn- und AgSn-Kontakte lötbeständiger sind, haben sie einen höheren Durchgangswiderstand (geringere Leitfähigkeit) als Ag- und AgCdO-Kontakte.Aufgrund ihrer Lötbeständigkeit sind die oben genannten Kontakte in der Automobilindustrie sehr beliebt, wo induktive Lasten von 12 VDC bei diesen Anwendungen tendenziell zu Materialübertragungen führen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.04.2024