Выбор и анализ применения параметров контактов переключателя.

I. Выбор ключевых параметров для контактов сильноточных переключателей

(I) Критерии выбора диаметра контакта

В области сильноточных выключателей из-за относительно больших конструктивных недостатков часто требуются крупные контакты с серебряным покрытием для компенсации этих дефектов. Исходя из практического опыта, как правило, при номинальном токе выключателя в пределах 10 А подходит контакт диаметром 3 мм; при диапазоне токов от 10 до 20 А более целесообразен контакт диаметром 3,5–4 мм. Более подробные данные приведены в следующей таблице:

(II) Вопросы, касающиеся дуги контактной поверхности и малого угла r.

Теоретически, статический контакт выключателя имеет плоскую форму, а подвижный контакт — дугообразную, и их контакт представляет собой тангенциальный точечный контакт. Среди множества вариантов сферических дуг, таких как R6, R8, R10 и R12, влияние на электрические характеристики выключателя незначительно. Экспериментальная проверка показала, что проектирование подвижного и статического контактов в виде дугообразных поверхностей не окажет негативного влияния на срок службы выключателя. Напротив, это способствует стандартизации производства контактов. Однако следует подчеркнуть, что категорически не допускается одновременное проектирование подвижного и статического контактов в плоской форме. В практических приложениях из-за структурных погрешностей выключателя два плоских контакта не могут быть полностью параллельными. Если они не параллельны, контакты становятся краевыми. При этом серебряный слой на краю контакта является самым тонким, и такой режим краевого контакта значительно сокращает срок службы выключателя. Кроме того, с обеих сторон плоского контакта будут присутствовать углы дуги окружности (т.е. малые углы r). Для относительно твердых контактных материалов, таких как оксид серебра и олова, малый угол r необходимо предусмотреть в большем размере, иначе поверхность серебра с большой вероятностью может растрескаться.
(III) Компромисс в отношении угла отпускания контакта

К общепринятым рекомендуемым значениям угла отсоединения контактов относятся 7°, 9°, 11°, 13°, 15°, 17°, 19°, 25° и т. д. С точки зрения электрических характеристик, размер угла отсоединения оказывает незначительное влияние. Однако чем больше угол отсоединения, тем меньше площадь серебряной поверхности и тем ниже соответствующая стоимость материала. При фактическом выборе необходимо всесторонне учитывать точность конструкции переключателя, требования рынка к размеру серебряной контактной поверхности и фактор стоимости.
(IV) Точный контроль толщины серебряного слоя контакта

Точное расположение отметки толщины серебряного слоя имеет решающее значение. Обычно маркировка производится в положениях 1/2 (обеспечивая наличие одной точки посередине), 1/4 и на краю. Рекомендуется отдавать приоритет маркировке толщины серебряного слоя в положении 1/4. Причина в том, что если маркировать только толщину в положении 1/2, может возникнуть следующая ситуация: несмотря на то, что требуемая толщина серебряного слоя в положении 1/2 соблюдается, серебряные точки, сформированные методом осадки, имеют очень тонкий серебряный слой в положениях 1/4 и на краю. В процессе эксплуатации, по мере непрерывного износа серебряного слоя контакта, медная основа, выступающая из края серебряной точки, будет контактировать первой. В это время более толстый серебряный слой посередине уже не сможет выполнять свою функцию, и контакт фактически выйдет из строя. Исходя из предпосылки обеспечения стабильности конструкции переключателя, рекомендуемая толщина серебряного слоя в положении 1/4 для различных номинальных токов следующая:

II. Выбор толщины серебряного покрытия для контактов небольших переключателей и анализ рисков.
(I) Оценка рисков фактического использования

В практических приложениях во многих небольших выключателях, таких как настенные выключатели и выключатели бытовой техники, часто не используется слишком толстый слой серебра из-за соображений стоимости. В определенной степени такое поведение рынка является относительно безопасным и осуществимым. Далее оцениваются риски с двух точек зрения: функциональные возможности и спотовые проверки рынка.
При проектировании малогабаритных выключателей минимальный номинальный ток обычно устанавливается на уровне 10 А. В качестве примера рассмотрим выключатель управления лампой: в ходе испытаний и оценки в различных условиях эксплуатации было установлено, что фактический ток обычно составляет от 0,5 до 2 А, что значительно ниже номинального тока в 10 А. По этой причине фактический срок службы выключателя управления лампой значительно превышает срок его работы при номинальном токе.
Для выключателей, используемых на коммутируемых розетках (например, на обычной розетке с одним выключателем и пятью розетками на 10 А, а также на коммутируемой розетке для кондиционера на 16 А и т. д.), для управления мощными электроприборами, в практическом использовании также не возникнет проблем. Это связано с тем, что современные электроприборы, как правило, имеют режим ожидания. В повседневной жизни мы обычно сначала выключаем электроприборы (например, кондиционеры, индукционные плиты и т. д.), а затем выключаем выключатель на розетке; когда выключатель на розетке включен, электроприбор находится в режиме ожидания. Это означает, что выключатель на розетке фактически переключает только ток ожидания электроприбора. Поскольку ток ожидания чрезвычайно мал, контакты практически не будут замыкаться на дугу, и, естественно, не будет потерь серебряного покрытия. После включения электроприбора выключатель выполняет только функцию непрерывного питания, и это также не приведет к потерям серебряного покрытия.

(II) Обзор рыночных рисков

Хотя в реальных условиях эксплуатации использование относительно тонкого слоя серебра в небольших переключателях в силу соображений экономии средств в определенной степени оправдано, существуют два аспекта риска. Первый — это риск отказа в работе или возникновения жалоб потребителей, а второй — риск несоответствия соответствующим стандартам при проведении выборочных проверок на рынке. Однако, учитывая текущую ситуацию в реальных условиях эксплуатации, такое поведение рынка, основанное на экономии средств, в определенной степени приемлемо.