Угольно-графитные проводники

Угольно-графитные проводники по проводимости немногим уступают металлам и их сплавам и используются как проводящие элементы.

В основе угольных проводниковых материалов лежит графит и уголь. Важнейшими видами электротехнических угольных изделий являются щетки для электрических машин и непроволочные резисторы. В процессе производства большинства угольных изделий углеродистое сырье (графит, уголь) измельчают, смешивают со связующими компонентами, формуют и обжигают. Обожженные щетки покрывают медью по поверхности щеткодержателя и армируют соединительными проводниками.

Щетки, применяемые для электрических машин, подразделяют на четыре основные группы:

• угольно-графитные;
• графитные;
• электрографитированные;
• металлографитные.

Угольно-графитные щетки (УГ) изготовляют из материалов, богатых углеродом (нефтекокс, кокс, антрацит и др.). Эти материалы превращают в порошки, добавляют к ним связующие вещества и из полученной таким образом массы прессуют щетки различных размеров.

Для улучшения электрических и механических свойств щетки подвергают обжигу. Угольно-графитные щетки допускают сравнительно небольшую плотность тока (6—8 А/см2).

Их применяют в коллекторных машинах постоянного и переменного тока напряжением 110—220 В.

Графитные щетки (Г) изготовляют из натурального графита. Просеянный графитный порошок прессуют под большим давлением со связующими материалами или без них и полученные изделия обжигают. Такие щетки применяют для коллекторных машин постоянного тока напряжением110 В.

Электрографитированные щетки (ЭГ) изготовляют из различных углеродистых материалов (сажа, нефтекокс, кокс, антрацит), которые превращаются в искусственный графит при нагреве в электрической печи при температуре 2000—3000 °С. Такая термическая обработка повышает электрическую и тепловую прочность угля и понижает коэффициент трения, что способствует уменьшению износа коллекторов электрических машин. Электрографитированные щетки обладают хорошими коммутирующими свойствами (повышенным сопротивлением), значительной механической прочностью и способностью выдерживать большие перегрузки. Их применяют для коллекторных машин постоянного и переменного тока, работающих в тяжелых условиях, в частности для тяговых двигателей и вспомогательных машин э. п. с. и тепловозов. Плотность тока для щеток допускают 9—11 А/см2.

Металлографитные щетки изготовляют из смеси графита и медного порошка (медно-графитные щетки МГ). Для некоторых марок щеток добавляют в небольшом количестве цинковый, оловянный или свинцовый порошок (бронзово-графитные щетки БГ). Отличительной особенностью металлографитных щеток являются высокая допустимая плотность тока (до 20 А/см2) и малое сопротивление. Их применяют в низковольтных машинах постоянного тока, в синхронных двигателях и синхронных машинах.

В электронной аппаратуре широко используют непроволочные углеродистые резисторы, которые бывают поверхностные и объемные. В первых сопротивлением служит тонкий углеродистый слой — пленка на электроизоляционном основании (их называют тонкопленочными); объемные резисторы представляют собой стержни из массы, состоящей из смеси углерода с органической и неорганической связкой. Углеродистые резисторы бывают постоянные и переменные; сопротивление последних изменяется в заданных пределах. Пленочные резисторы ВС выполняются в виде керамических цилиндрических стержней или трубок, на поверхность которых нанесен слой углерода, покрытый лаковой пленкой.