글쓴이 : SOONDORI
스위치, 릴레이에 사용되는 전기/기계적 접점에 요구되는 몇 가지 필수조건들이 있다. 우선, 장시간 작동시켜도 최소마모조건에서 두 접점에 균일한 힘이 가해지는 구조를 취해야 하고 ON 절환 시 아크현상이 최소화되어야 하며 ON이후 접점저항도 최대한 낮아야 한다. 그리고 공기 중 습기나 산소에 대한 내부식성을 확보하고 빠른 열분산도 가능해야 한다.
접점편의 극미세계를 관찰하면 가공면이 평탄하지않음을 알 수 있는데 이때 전류(전자)의 흐름은 전체 면적이 아닌 일부 면에 집중될 수 밖에 없다. 이 제작한계는 1) 특정 포인트 전류량을 순간적으로 높여 아크를 발생시키고 특히, 과전류, 돌입전류에 의한 접점융착을 초래하거나 2) 단위 면적당 전류량이 커진 만큼 저항값이 높이는 문제를 발생시킨다.
이것은 점진적인 접점불량의 진행을 암시하는데 그것을 원천적으로 봉쇄하기는 매우 어렵다. 즉, 접점은 시간경과에 따라 자연스럽게 나빠지는 것이고 얼마나 오랜 동안 에러없이 쓸 수 있는지가 제품품질을 결정짓는 것뿐이다.
접점에 대한 요구조건을 충족하기 위해 몇 가지 특수금속의 합금물로 제작하고 특히 밀폐형 릴레이의 경우 공기(산소, 습기)의 유입을 원천적으로 차단하고 불황성가스를 봉입, 내부의 아크발생을 최대한 억제하기도 한다. 주요한 재료는 다음과 같다.
○ Tungsten Silver/Silver Carbide/Copper : 텅스텐은 오랜시간 균일한 힘을 발생시키고 내마모성도 확보할 수 있는 장점이 있다. 여기에 도전성이 좋은 은 또는 은과 카바이드(탄화물)를 혼합하여 제조한다. 텅스켄-구리는 단가를 낮추는조건의 경부하용 접점을 만들 때 쓴다.
○ Silver Graphite : 접점저항은 물론 아크융착 가능성을 낮출 수 있는 재료. 다만, 텅스텐기반 재료들보다 무르다.
○ 기타 백금, 니켈, 금산화아연합금 등 다양한 복합화합물을 사용한다.
(출처 : http://www.electronic-components.com.au/wp-content/uploads/2013/10/Contacts-With-Without-Contact-Arc-Suppression-SmWb.jpg)
한편, 릴레이는 시간이 지나면서 접점저항이 높아지고 채터링(Chattering)이 발생하거나 심한 경우 융착될 수 있으므로 상황에 맞는 접점관리가 필요하다. 이 관리행위로 고장발생 빈도를 낮추거나 전류흐름을 원복시켜 건전한 동작상태로 만들 수 있다. 이때 접점편을 연삭하는 것은 크게 잘못된 방법이다. 접점물질이 없어지면 곧바로 더 심각한 접점불량이 초래된다.
접점불량에 대처하는 실용적인 응급처치 방법론은 접점편에 국한하여 접점 세정제 또는 방청윤활유 사용하는 것. 접점 세정제는 세정후 증발하지만 방청윤활유는 잔류한다는 차이가 있다.
흔히 사용하는 WD-40은 세척과 윤활 그리고 방청기능을 포함는데 기계적 스위치, 릴레이접점의 부활에만 제한적으로 사용해야 한다. 기생전류가 있고 잔류용액에 의해 먼지가 흡착되며 장기적으로 PCB 등 일부 플라스틱류, 고무제품류가 부식되는 안좋은 영향을 준다. 그러므로 제품을 쓸 때는 소량을 뿌린 종이로 접점편을 닦아내는 것이 좋고 최대한 접점재료에 손상이 가지않도록 한다.
통상의 접점저항은 0.5오움 이하. 청소 후 이 값을 넘어선다면 접점면이 물리적으로 손상된 것이므로 부품을 교환해야 한다.
