Сравнение свойств электропроводящих смазок и паст

      Как известно, потери в разъемных электрических соединениях приводят к нагреву контактирующих поверхностей пропорционально квадрату протекающего через них тока. Следовательно, чем больший ток идет через контакты, тем больше потери.
      Проблема снижения переходного сопротивления контактов давно уже известна энергетикам заводов по производству алюминия и др. металлов методом электролиза, т.к. токи там особенно велики. Наилучшим её решением является полный отказ от использования разъёмных соединений и переход на соединение сваркой. Однако такое решение не всегда является возможным в силу технологических и ряда других причин.
      Следовательно, необходимо снижать сопротивление разъёмных соединений, а также обеспечить поддержание этого низкого сопротивления в течение длительного времени. Решением данной проблемы в нашей стране занимались, начиная с 70-хх гг. прошлого века.

      Для того чтобы поддержать сопротивление разъёмных контактных соединений постоянным, необходимо:

1. обеспечить постоянность контактного нажатия. Это достигается использованием тарельчатых пружинных шайб по ГОСТ 10434
2. обеспечить защиту соединения от воздействия влаги и кислорода воздуха. ГОСТ 10434-82 рекомендует для этой цели пользоваться нейтральной смазкой (вазелин КВЗ, ЦИАТИМ-221 или другими смазками аналогичными свойствами).

      Для герметизации соединения обычно предлагают использовать технический вазелин КВ3, смазки ЦИАТИМ-221 и АМС-1. Все эти смазки надежно защищают контакт, но являются хорошими диэлектриками, что приводит к повышению сопротивления контакта и потерь в нём в сравнении с несмазанным. Так, использование смазки ЦИАТИМ 221 повышает сопротивление контакта на 20%. Таким образом, использование в контактах смазки, которая для этой цели не предназначена, проблемы не решает.

      Какими же характеристиками должна обладать электропроводящая смазка, которая обеспечит надежное соединение с низким электрическим сопротивлением?

      Смазка должна:

1. обладать низким электрическим сопротивлением;
2. обладать высокой стойкостью к влаге и агрессивным газам, парам и жидкостям;
3. иметь широкий температурный диапазон применения, в котором она будет сохранять низкое сопротивление контактов. Для условий нашей страны нижний температурный предел использования должен начинаться с -60°С;
4. смазка должна быть текучей (для заполнения макро- и микронеровностей контактов), но не должна вытекать из контактов даже при их нагревании;
5. смазка должна сохранять низкое сопротивление даже при перегреве контакта (например, при воздействии сверхтоков в результате аварийных режимов оборудования);
6. смазка должна очищать контактирующие поверхности от окислов, но, в это же время, не должна разъедать металл контактов;
7. смазка не должна быть ядовитой и требовать для использования специальных мер по защите органов дыхания и т.д.

      Для сравнения  различных электропроводящих смазок был проведен ряд экспериментов. Их результаты в кратком виде будут приведены ниже.

      Сравнению подвергались смазки ТЭП-300, ЭПС-98 и Суперконт. Для объективности результатов также в опытах использовались контакты без смазки. Производилось циклическое нагревание по методике ГОСТ 17441-84 до температуры +250°С. Температура контактов +75°С.
      Температура +250°С выбрана исходя из верхнего допустимого предела температуры, указанного в технической документации на смазку ЭПС-98, как на самую низкотемпературную (аналогичные пределы для ТЭП-300 составляют +300°С, для Суперконт +350°С).

      Рис.1. Падение напряжения в контактах при проведении циклического нагревания. Результаты замеров падения напряжения (мВ) на алюминиевых контактах со смазками при плотности рабочего тока 0,3 А/мм2 в течение 10 циклов нагрева-охлаждения.

      Результаты теста показывают, что смазка ЭПС-98 является наихудшей из испытанных, т.к. при  после шестого цикла нагревания-охлаждения увеличивает потери в контакте даже в сравнении с несмазанными. Паста ТЭП-300 имеет несколько лучшие характеристики, и кроме того, имеет меньший расход в сравнении с ЭПС-98, однако приводит к точечному протравливанию алюминиевых контактов и также плохо выдерживает циклический нагрев.

      Наилучший результат в тесте показала смазка Суперконт, обеспечивая малые потери в контактах даже после большого количества циклов нагрев-охлаждение.

      Циклы нагрев-охлаждение имитируют работу разъёмных контактных соединений в течении длительного времени и в качестве ускоренного метода испытаний рекомендуются п. 2.8 ГОСТ17411-84. Соединение считается выдержавшим испытание, если рост среднего значения сопротивления после испытания соответствует ГОСТ 10434-82.