Verfahrensbeschreibung
Elektrische Kontakte stellen zwischen Bauelementen oder in Schützen, Relais oder Schaltern eine stromleitende Verbindung her. Die Anforderungen an die Schaltkontakte unterscheiden sich je nach Schaltleistung, Schaltspannung, Schalthäufigkeit, Dauerstrom und Ein- bzw. Ausschaltstrom. Entsprechend variieren auch die Anforderungen an die Kontakte und die Methoden um ihre Funktion sicher zu gewährleisten. Zur Vermeidung von Oxidation können die Kontakte unter Verwendung von Edelmetallen korrosionsfest ausgeführt oder im Vakuum, Schutzgas oder Öl oxidationsgeschützt betrieben werden. Weitere Probleme sind Kontaktabbrand, Elektroerosion durch Schaltfunken, Spannungsüberschläge oder Lichtbögen und Verschweißen bei hohen Leistungen. Diesen begegnet man mit hoch schmelzenden Metallen wie Wolfram.
Gleichzeitig ist aber auf einen geringen Übergangswiderstand zu achten. Niedrig schmelzende aber gut leitfähige Metalle wie Kupfer und Silber können dies leisten. Je nach Anforderung vereint man die Eigenschaften der hochschmelzenden mit denen der hochleitfähigen Metalle. So erzeugt man Legierungen, in denen beide Komponenten im geeigneten Verhältnis nebeneinander vorliegen. Man erhält so Kontakte mit sehr guter Verschweißresistenz und gutem Übergangswiderstand. Die Abbrandfestigkeiten der TUCOMET®- und Wolfram-Silber-Legierungen übersteigen sogar die des reinen Wolframs. Dies ist auf die kühlende Wirkung des verdampfenden Kupfers (2.927 °C) bzw. Silbers (2.162°C) zurückzuführen, während Wolfram erst ab 3.410 °C zu schmelzen beginnt und erhalten bleibt.
Elektrische Kontakte
Einsatzgebiete & Werkstoffe
Elektrische Kontakte
- SF6 Leistungsschalter
- Laststufenschalter
- Lasttrennschalter
Werkstoffe
Wir empfehlen die Werkstoffe:
- Wolfram/Silber W50Ag, W60Ag, W70Ag, W80Ag
- Wolfram/Kupfer TUCOMET® 50, TUCOMET® 60, TUCOMET® 70, TUCOMET® 80, TUCOMET® 90
- Wolfram
- Verbundwerkstoffe W/Cu, WLa/Cu, W/WCu, W/CuCrZrg
Kontaktwerkstoffe
Wolfram/Silber W50Ag, W60Ag, W70Ag, W80Ag
Wolfram-Silber- Kontaktwerkstoffe zeichnen sich durch hohe Leitfähigkeit, Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz aus. Im Fall einer Verschweißung ist die Aufreißenergie sehr gering. Nachlängerer Einsatzdauer neigen Wolfram-Silber-Kontakte zu Oxidation und Wolframatbildung, wodurch der Kontaktwiderstand zunehmen kann. Wolfram-Silber-Kontaktwerkstoffe werden aufgrund dieser Eigenschaften vorzugsweise in Niederspannungsschaltgeräten und Schutzschaltern wie Motorschutzschaltern, Leistungsschaltern, Leitungsschutzschaltern und Fehlerstrom-Schutzschaltern eingesetzt.
Wolfram/Kupfer TUCOMET® 50, TUCOMET® 60, TUCOMET® 70, TUCOMET® 80, TUCOMET® 90
TUCOMET®-Kontaktwerkstoffe widerstehen dem Abbrand beim Schalten ebenfalls sehr gut, welcher im Allgemeinen flächig und gleichmäßig ist. Die Verschweißresistenz der Werkstoffe ist gut und steigt mit zunehmendem Wolframgehalt an. Die Neigung zur Ausbildung von Wolframaten ist nicht sehr ausgeprägt. Deshalb bleiben Abreißstrom wie auch der Kontaktwiderstand während der Lebensdauer des Schaltgerätes nahezu stabil. TUCOMET®-Kontaktwerkstoffe eignen sich gut für das Führen und Schalten hoher Ströme. Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit gepaart mit ihrer geringen Wärmeausdehnung macht sie sehr beständig gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchungen. Wolfram kann nur äußerst kleine Mengen an Gasen lösen. Entsprechend gering ist die Gasfreisetzung im Vakuum. Für den Einsatz in Vakuumschaltern können besonders gas- bzw. sauerstoffarme Wolfram-Kupfer-Kontaktwerkstoffe geliefert werden. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Kontaktwerkstoffe aus TUCOMET® besonders für Abbrennkontakte von Leistungsschaltern, Lastschaltern und Last-Trennschaltern in Hoch- und Mittelspannungsschaltgeräten. Des Weiteren eignen sich diese Werkstoffe für Elektroden in Blitzschutzeinrichtungen. Gasarme TUCOMET®-Werkstoffe finden Verwendung in Vakuumschützen.
Elektrische Kontakte
Wolfram
Von den Kontaktwerkstoffen besitzt Wolfram die größte Härte und den höchsten Schmelzpunkt. Damit verfügt es auch an lichtbogenexponierten Stellen über eine gute Abbrandfestigkeit. Wolfram neigt praktisch nicht zum Verschweißen und bietet damit eine ausgezeichnete Trennsicherheit. In Autohupen und Unterbrecherkontakten wird es auch wegen der geringen Materialwanderung eingesetzt. Die Schaltspannung sollte aber über 6V und die Kontaktkraft größer als 0,5 N sein. Andere Anwendungsgebiete finden sich in Mittel- und Hochspannungsschaltgeräten für Leistungsschalter, Lastschalter und Last-Trennschalter.