Контакт-детали ПТС: профильные токосъёмные элементы из дисперсионно-твердеющих сплавов
Контакт-детали ПТС — это профильные токосъёмные элементы, изготовленные методом холодной штамповки и последующего дисперсионного твердения из низколегированных медных сплавов системы Cu–Cr–Zr (хромистая бронза типа БрХЦр). Аббревиатура «ПТС» в номенклатуре электротехнической продукции обозначает профиль токосъёмный специальный — деталь с развитой контактной поверхностью, предназначенную для коммутации и скользящего токосъёма в низковольтной и среднечастотной аппаратуре. В отличие от листовых контакт-деталей общего назначения, изделия ПТС имеют регламентированную геометрию профиля: радиус скругления контактной зоны, высоту и шаг насечки, угол захода под ножевой контакт.
Материал и структурное состояние
Основой служит хромистая бронза с содержанием хрома 0,4–1,1 % и циркония 0,02–0,2 %. После закалки от 980–1000 C и старения при 450–480 C в течение 3–5 ч выделяются дисперсные частицы Cr и фазы CuZr, обеспечивающие твёрдость 110–140 HV при сохранении электропроводности 80–85 % IACS. Такое сочетание критично для контакт-деталей ПТС: высокая проводимость снижает джоулево тепловыделение на переходном сопротивлении, а дисперсионное упрочнение препятствует смятию профиля под усилием прижима.
Типоразмеры и технические параметры
| Типоразмер | Толщина, мм | Ширина профиля, мм | Твёрдость, HV | Переходное сопротивление, мкОм |
|---|---|---|---|---|
| ПТС-6 | 0,8 | 6,0 | 115–125 | 180 |
| ПТС-10 | 1,0 | 10,0 | 120–130 | 150 |
| ПТС-16 | 1,2 | 16,0 | 125–135 | 130 |
| ПТС-25 | 1,5 | 25,0 | 130–140 | 110 |
Конструктивные исполнения
- ПТС с продольной канавкой — для ножевых разъединителей и рубильников серии РПС.
- ПТС с поперечной насечкой — для скользящего токосъёма в токоприёмниках крановых троллей.
- ПТС с отбортовкой — для винтового крепления к шинодержателю аппарата.
- ПТС с двусторонним профилем — для мостиковых контактов автоматических выключателей.
- ПТС перфорированные — под заклёпочное соединение в контакторах КТ6000.
Условия эксплуатации
Контакт-детали ПТС работоспособны в диапазоне –60…+180 C при относительной влажности до 98 % и воздействии солевого тумана. Допустимая плотность тока на контактной поверхности — до 2,5 А/мм при естественном охлаждении. Циклическая стойкость профиля при коммутации номинального тока составляет не менее 10 срабатываний без превышения нормируемого переходного сопротивления. Износостойкость контактной зоны повышают гальваническим серебрением толщиной 6–12 мкм либо нанесением покрытия Sn–Bi.
Области применения
- Низковольтные комплектные устройства (НКУ) — втычные контакты выдвижных блоков.
- Крановое и троллейное оборудование — токосъёмники мостовых и козловых кранов.
- Тяговые подстанции — контактные узлы разъединителей и заземлителей.
- Сварочные аппараты — держатели и разъёмные соединения вторичного контура.
- Аппаратура защиты и управления — мостиковые и рычажные контакты реле.
- Электротехнические шкафы — шинные адаптеры и клеммные переходники.
Контроль качества
Геометрию профиля проверяют шаблонами и оптической микроскопией с допуском 0,05 мм по ширине контактной зоны. Твёрдость измеряют по Виккерсу при нагрузке 1 кгс. Переходное сопротивление определяют микровольтметровым методом при токе 100 А. Химический состав подтверждают спектральным анализом на соответствие ГОСТ 18175. Партию сопровождают протоколом входного контроля с указанием фактических значений по каждой плавке.
Вопросы и ответы
Из какого сплава изготавливают контакт-детали ПТС?
Из хромистой бронзы системы Cu–Cr–Zr (типа БрХЦр) с дисперсионным твердением; содержание хрома — 0,4–1,1 %, циркония — 0,02–0,2 %.
Какая твёрдость у профиля ПТС после старения?
110–140 HV в зависимости от типоразмера и режима старения при 450–480 C.
Какой допустимый ток на контактную поверхность ПТС?
До 2,5 А/мм при естественном охлаждении; при принудительной вентиляции значение уточняют теплотехническим расчётом узла.
Применяют ли покрытие на контакт-деталях ПТС?
Да, для снижения переходного сопротивления и износа наносят серебрение 6–12 мкм или покрытие Sn–Bi.
