Der Einfluss des Schaltlichtbogens auf den Übergangswiderstand von Ag/SnO2 Kontaktwerkstoffen

Abstract:
Silberzinnoxid (Ag/SnO2) wird in zahlreichen Schützen und Relais als Kontaktwerkstoff eingesetzt. Die Approbation solcher Schaltgeräte erfordert gemäß gültiger Normen zahlreiche Prüfungen zum Erwärmungsverhalten, sowohl im Neu- als auch im geschalteten Zustand. Für die verschiedenen Prüfsequenzen können erfahrungsgemäß mitunter erhebliche Unterschiede im Erwärmungsverhalten beobachtet werden. Neben den Unterschieden nach verschiedenen Schaltlasten der Prüfsequenzen sind teilweise auch Unterschiede zwischen einzelnen Phasen eines Gerätes, insbesondere im geschalteten Zustand, beobachtbar. Daher wurde in der vorliegenden Arbeit das Kontaktwiderstandsverhalten unter verschiedenen Lastbedingungen untersucht. Hierzu wurden AC-3 und AC-4 Lebensdauerversuche mit Schützen durchgeführt, und die elektrischen Signale (Strom, Kontaktspannung) beim Schließen und Öffnen der Kontakte aufgezeichnet und analysiert. Anschließend wurden diese Schaltlichtbogenkenngrößen mit dem Kontaktwiderstand – gemessen im Zuge von Übertemperaturversuchen – ins Verhältnis gebracht und ausgewertet. Zudem wurde über metallurgische Methoden die erzeugte Schaltoberfläche charakterisiert. Auf diese Weise konnte ein Zusammenhang zwischen den durch Ein- und Ausschaltlichtbogen erzeugten Oberflächenstrukturen und dem sich einstellenden Kontaktwiderstand herausgearbeitet werden.