Сторінка 4 з 18
Електричний контакт - це місце переходу струму з однієї контакт деталі (токоведущей деталі, що здійснює контакт) в іншу. (Слово контакт походить від латинського слова contactus - дотик).
Контакти бувають - 1) нероз'ємні (болтове з'єднання двох шин) 2) ковзаючі (реостат, ЛАТР) 3) коммутирующие
За формою контакти розрізняють на наступні групи:
- ТОЧКОВІ - тобто контакт відбувається в одній точці. При точковому контакті контактні натискання невеликі і для зменшення опору контактів застосовують дорогоцінні метали, що не утворюють окису.
- ЛІНІЙНІ - умовне контактування відбувається по лінії. В цьому випадку можна створити велику ступінь натискання. Ці контакти виконуються так, що циліндр під час контактування переміщається по площині і оксиди стираються. Для цих контактів застосовують мідь.
- ПОВЕРХНЕВІ - контактування між двома поверхнями. Застосовуються при великих токах, створюється висока ступінь натискання, завдяки чому в деяких місцях поверхня очищається від оксидів.
КОНСТРУКТИВНЕ ВИКОНАННЯ контактам
На малі струми контакти виконуються в основному точковими.
Контакти, розраховані на середні і великі струми, діляться на наступні групи.
- - важільних - в них застосовується прослизання рухомого контакту по нерухомому для стирання окислів, як матеріал контактів застосовується мідь.
- Мостикову - контакт здійснюється в точці сфера-сфера. Застосовується для прямоходових магнітних систем. Як матеріал використовується срібло і його сплави.
- Врубної - застосовуються в низьковольтної апаратури (рубильники, запобіжники). Матеріал - мідь.
- РОЛИКОВІ - призначені для струмознімання.
- ТОРЦЕВІ - контактування з площини, контакт має велике перехідний опір і використовується переважно як дугогасітель.
- КОНТАКТИ З плоского консольні пружини - слабкострумова апаратура, контакт в точці сфера-сфера, матеріал срібло і його сплави.
- Двоступеневих КОНТАКТ - містить головні контакти і дугогасильні контакти (великі струми - при включенні замикаються спочатку дугогасні, а потім головні, а при відключенні навпаки).
Основні параметри КОНТАКТНИХ З'ЄДНАНЬ
- РОЗЧИН - найменша відстань між повністю роз'єднаними контактами. Його величина визначається умовами гасіння дуги, родом і величиною струму.
- ПРОВАЛ - відстань, яке проходить до повної зупинки рухливий контакт після першого зіткнення з нерухомим, якщо нерухомий прибрати. Провал дає можливість компенсувати знос контактів, тому чим більше провал, тим більше термін служби контактів, але це вимагає і більш потужну магнітну систему.
- Контактне натискання - це сила, що стискає контакти деталей в місці їхнього зіткнення. Розрізняють початковий контактне натискання в момент першого контакту батарей, тобто коли провал дорівнює 0., З - жорсткість контактної пружини; - її початкове стиснення
Кінцеве контактна стиснення при повністю обраному провалі,
- додаткове стиснення пружини при виборі провалу.
ПЕРЕХІДНЕ ОПІР контактам ВО ВВІМКНЕНОМУ СТАНІ
Існування перехідного опору контактів (ПСК) пов'язане з:
- наявністю окисних плівок на поверхні контактів;
- при зіткненні контактів контактування відбувається не по поверхні, а в деяких окремих точках.
КАРТИНА ПЕРЕБІГУ СТРУМУ В електричному КОНТАКТІ
Сумарний опір контактів:,
Rпл - опір плівок; Rст - опір стягування.
Для слабкострумових контактів найбільший вплив робить перша складова -. Для потужнострумових -.
ПЕРЕХІДНЕ ОПІР ЗАЛЕЖИТЬ ВІД:
,
- величина контактного натискання;
- показник ступеня, що залежить від форми контактів: = 0,5 - для точкових;
= 0,5 0,8 - для лінійних; = 1 - для поверхневих;
- коефіцієнт, що залежить від матеріалу контакту.
I - наростання перехідного опору (ПС) до температури, при якій відбувається
II - зменшення ПС при рекристалізації (відбувається розм'якшення контактів і їх зминання);
III - при подальшому підвищенні температури ПС зростає до температури плавлення матеріалу
IV - на цій ділянці при температурі плавлення контакти зварюються і практично падає до 0 (tпл для міді приблизно дорівнює 1100 ° С).
- Від стану поверхні контактів
Шліфування контактної поверхні збільшує ПС. Контакти сільноточних апаратів повинні зачищати тільки грубозернистими напилками, але не наждачним шкіркою. При шліфуванні горбки на поверхні стають більш пологими і зминання їх важко.
У міді ПС з плином часу збільшується в 1000 разів в відключеному стані і в сотні разів у включеному. Тому для мідних контактів, які перебувають тривалий час у включеному стані, необхідно через кожні 8 год відключати контакти і пару раз включити їх під навантаженням. При цьому спалюються (дуга) оксиди і ПС зменшується. Оксиди срібла мають практично таке ж опір як і срібло, тому з плином часу це опір не змінюється.
Знос контактам при відключенні
При розмиканні контактів кількість майданчиків контактування зменшується і, нарешті, залишається одна площадка, яка під дією струму розігрівається, метал в цьому місці розплавляється і виникає рідкометалевий місток, який згодом рветься. Внаслідок чого виникає або електрична іскра, або електрична дуга. Все визначається порогом дугообразованія
Знос контактам ПРИ МАЛИХ токах
Якщо а з'являється електрична іскра. Можливі 2 процесу зносу:
- знос, пов'язаний з утворенням окисних плівок або корозія;
- знос, пов'язаний з переносом матеріалу контактів з одного на інший і в навколишнє середовище під дією електричного поля. Він називається ерозією контакту.
Знос контактів при малих токах визначається за формулою :,
gі - коефіцієнт, що характеризує матеріал контакту; q - кількість електрики.
Знос контактів при малих токах з'являється через наявність ланцюга з індуктивністю. При різкому зниженні струму з'являється різниця потенціалів, обумовлена ЕРС самоіндукції, через це виникає іскровий розряд. Для зменшення зносу під дією іскрового раз
В цьому випадку при розмиканні частина енергії ланцюга йде на заряд конденсатора. Тривалість іскрового розряду істотно скорочується.
Знос контактам ПРИ великих струмах
Виникає, якщо, тобто з'являється електрична дуга.
Знос залежить: 1) Від кількості розмикань контактів (лінійна залежність від числа розмикань)
,
- сумарний знос; - одне розмикання; - кількість розмикань.
2) Від напруженості магнітного поля (зі збільшенням знос зменшується).
При малих дуга горить в основному на одних і тих же опорних майданчиках (точках) - знос досить великий.
При збільшенні дуга переміщається до поверхні контакту - знос знижується.
У разі подальшого зростання магнітного поля частина матеріалу контактів викидається цим полем за межі межконтактного проміжку і знос збільшується. При ще більшому збільшенні поля вже весь матеріал з розплавленого перешийка викидається за межі контактного проміжку і знос стабілізується (ми відзначали. Що на розбіжних контактах з'являється перешийок з розплавленого металу).
- Від напруги. При наявності магнітного поля дуга залишає міжконтактного проміжок вже при зазорі 1. 2 мм, тому знос від практично не залежить.
- Від струму (залежність лінійна). Чим більше струм, тим більше знос контактів.
- Від швидкості розбіжності контактів. При наявності поля знос від швидкості практично не залежить. При відсутності поля залежність зворотна, тобто чим більше швидкість розбіжності, тим знос менше.
Знос контактам ПРИ ВКЛЮЧЕННІ
Знос контактів при включенні має дугового характер і існує за рахунок брязкоту контактів.
- максимальний хід контактів (максимальна величина покидька контакту).
- величина пружного відновлення деформації матеріалу контактів.
Нехай контакти стикнулися в т. А. з'явився струм в ланцюзі. Під дією сили натягу контактного пружини контакти продовжують рухатися назустріч один одному. У т. У рух закінчується і під дією пружних сил починається зворотний хід контактів. У т. З контакти розмикаються. У т. Д вони знову замикаються під дією контактної пружини і т.д. У проміжку СД з'являється електрична дуга, тобто умови появи електричної дуги
Через 2-3 періоду ця умова не виконується і брязкіт контактів припиняється.
Знос контактів при включенні залежить від:
- попередньої деформації контактної пружини або початкового контактного натискання
з зменшується до певного часу. У разі подальшого зростання можливий покидьок контактів і появи дуги, знос.
з зменшується до певного часу. У разі подальшого зростання можливий покидьок контактів і появи дуги, знос.
- жорсткості контактного пружини - зі збільшенням жорсткості;
- співвідношення тягової і механічної характеристик
,
- надлишкове зусилля (різниця між тягової і механічної характеристиками). Чим більше, тим більше швидкість покидька якоря, більше енергія покидька контактів, більше знос контактів (крива 4).
11 - механічна характеристика; 22,3,4 - тягові характеристики.
При недостатньому тяговому зусиллі (крива 2) відбуватиметься зупинка рухомої системи в момент зіткнення контактів (двотактне включення), що також призведе до підвищення зносу.
Для забезпечення мінімального зносу тягова характеристика повинна забезпечувати чітке включення апарату і не мати надмірних запасів (крива 3).
МАТЕРІАЛИ контактам
Основні вимоги:
- висока електро- і теплопровідність;
- висока корозійна стійкість;
- стійкість до утворення окисних плівок з високим питомим опором;
- висока твердість для виключення механічного зносу при частих комутаціях;
- мала твердість для зменшення сили контактного натискання;
- висока дугостійкість ();
- простота обробки і низька вартість.
- висока електро- і теплопровідність;
- високі значення порогів дугообразованія;
- відносно мала вартість.
Недолік: - наявність окисних плівок з високим питомим опором.
Область застосування: шини, контакти апаратів, розраховані на сильно високі струми.
СРІБЛО
переваги:
- висока прохідність;
- малий питомий опір.
Область застосування: контакти, накладки головних контактів 2х східчастих контактних систем.
АЛЮМИНИЙ
переваги:
Недолік: неудаляемость окисної плівки з високим питомим опором.
Область застосування: шини, проводи.
ПЛАТИНА, ЗОЛОТО
Переваги: що і у срібла.
недоліки:
- мала дугостійкість;
- висока вартість.
- висока дугостійкість і твердість;
- стійкість проти ерозії та зварювання.
- високий питомий опір;
- образо вание сульфідних і окисних плівок.
Область застосування - в якості дугогасильних контактів.
МЕТАЛОКЕРАМІКА
Результат спікання порошку вольфраму, срібла, міді, нікелю. В результаті отриманий матеріал володіє всіма позитивними якостями перерахованих компонентів.