загрузка...
загрузка...
На головну

ПРИЗНАЧЕННЯ І КЛАСИФІКАЦІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КОНТАКТІВ

  1. I. Класифікація комп'ютерів
  2. I.2.2) Класифікація юридичних норм.
  3. II. Класифікація документів
  4. II. Призначення лікарських препаратів при наданні медичної допомоги в стаціонарних умовах
  5. II. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ДИПОЛЬ. Дипольниммоментом СИСТЕМИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ЗАРЯДІВ
  6. II.3.2) Класифікація законів.
  7. III. Призначення і виписування лікарських препаратів при наданні первинної медико-санітарної допомоги, швидкої медичної допомоги іпалліатівной медичної допомоги

Будь-яка електротехнічна установка складається з елементів, так чи інакше пов'язаних між собою. З'єднання проводять ланок електричного кола, що забезпечує протікання електричного струму при наявності джерела е. д. з, здійснюється за допомогою електричних контактів.

Слово контакт від латинського слова contactus - дотик. Під електричним контактом вельми часто розуміється сукупність двох або кількох провідників електричного струму, з'єднаних між собою і стислих з певною силою.

ГОСТ 2774-44 визначає електричний контакт, як «місце переходу струму з однієї струмоведучих частини в іншу».

За своїм призначенням електричні контакти можна розділити на дві групи.

1. Сполучні контакти, які служать тільки для з'єднання різних ланок електричного кола, т. е. для забезпечення протікання струму від однієї ланки до іншого. Сполучні контакти завжди замкнені.

2. Комутуючі контакти, призначені для включення, відключення і перемикання електричних ланцюгів.

Сполучні контакти, які застосовуються в струмопроводах електричних апаратів, досить різноманітні. Деякі типові конструкції їх зображені на рис. 3.1.

Основною вимогою, що пред'являються до з'єднувальним контактам, є надійність в тривалій експлуатації: з'єднувальні контакти повинні довго, в межах терміну служби всієї установки в цілому і без пошкоджень допускати протікання струмів нормального режиму і короткочасних струмів аварійних режимів роботи.

Надійність в тривалій експлуатації сполучних (НЕ розмикати) контактів буде забезпечена, якщо опір контакту електричного струму буде досить стабільним. Для цього з'єднувальний контакт повинен володіти здатністю протистояти як впливу навколишнього середовища, так і впливу механічних зусиль від температурних деформацій і від електродинамічних зусиль, що виникають при протіканні великих струмів короткого замикання.

Контактують провідники в сполучних контактах можуть бути або нерухомі одна відносно одної (хоча контакт в цілому може і переміщатися з певною швидкістю), або переміщатися відносно один одного без розмикання ланцюга, як, наприклад це має місце роликовому або в щітковому контакті.

Комутуючі контакти можуть перебувати в замкнутому (відповідна ланцюг включена) або розімкнутому (відповідна ланцюг відключений) стані.

Існує велика різноманітність комутуючих контактів. Наприклад, можуть бути контакти: рубають, торцеві, щіткові, пальцеві, розеткові і ін. За своїм призначенням комутуючі контакти в потужнострумових апаратах можна розділити на головні і дугогасильні. Зазвичай головні контакти шунтуються дугогасильними, в процесі розмикання ланцюга головні контакти виходять з дотику раніше, ніж дугогасительниє, а тому утворення дуги відбувається тільки на дугогасильних. Таким чином головні контакти захищені від впливу дуги і служать для надійного пропускання робочих струмів і струмів короткого
замикання в замкнутому стані.

 
 


Рис.7.1. Деякі типи комутуючих контактів:

а - контакти контактора; б -релейние контакти на плоских пружинах

Часто функції контактів поєднуються: вони виконують роль і струмоведучих, і дугогасильних контактів.

Деякі типи комутаційних контактів представлені на рис.7.1.

Як ні ретельно оброблені поверхні контактування, електричний струм проходить між ними тільки в окремих точках, в яких ці поверхні стосуються, так як отримати абсолютно гладку поверхню практично неможливо. Орієнтовна картина контактування показана на рис .. Завдяки натискання Р одного контакту на інший вершини виступів деформуються і утворюються майданчики дійсного дотику контактів. Розглянемо процес переходу струму з одного контакту в інший при торканні двох циліндричних контактів по торцях.

 
 


Рис.7.2. Зіткнення поверхонь контактів

В результаті стягування ліній струму до майданчика торкання їх довжина збільшується, а перетин провідника, через яке фактично проходить струм, зменшується, що викликає збільшення опору. Опір в області площі торкання, обумовлене явищами стягування ліній струму, називається перехідним опором стягування контакту.

Таким чином, перехідний опір, обумовлене стяганням ліній струму, пропорційно питомій опору матеріалу контакту, кореню квадратному з тимчасового опору на зминання цього матеріалу про і обернено пропорційно кореню квадратному з сили контактного натискання. Одноточковий контакт застосовується в основному тільки три малих токах (до 20 А). При великих токах (100 А і більше) застосовується многоточечний контакт. У багатоточковому контакті струм проходить через кілька контактних переходів, з'єднаних паралельно. Тому його перехідний опір при незмінному натисканні менше, ніж уодноточечного контакту. Однак натискання в кожної контактної майданчику зменшується. Кількість контактних переходів збільшується з ростом натискання по вельми складним законом.

Опір залежить і від обробки поверхні. При шліфуванні поверхню виступів більш полога з великою площею. Смятие таких виступів можливо тільки при великих силах натискання. Тому опір шліфованих контактів вище, ніж контактів з більш грубою обробкою.

Перехідний опір контактів обумовлено не тільки явищем стягування ліній струму. Контактують поверхні покриті адсорбованими молекулами газу, в якому розташовувалися контакти до їх замикання. Дуже часто молекули газу вступають в хімічну реакцію з матеріалом контактів, в результаті чого на їх поверхні можуть виникнути плівки з високим питомим опором.

МАТЕРІАЛИ контактам

До матеріалів контактів сучасних електричних апаратів ставляться такі вимоги:

1) високі електрична провідність і теплопровідність;

2) висока корозійна стійкість в повітряної та інших середовищах;

3) стійкість проти утворення плівок з високим електричним опором;

4) мала твердість для зменшення необхідної сили натискання;

5) висока твердість для зменшення механічного зносу при частих включеннях і відключеннях;

6) мала ерозія;

7) висока дутостойкость (температура плавлення);

8) високі значення струму і напруги, необхідні для дугообразованія;

9) простота обробки, низька вартість.

Властивості деяких контактних матеріалів розглянуті нижче.

Мідь.Позитивні властивості: високі питома електрична провідність і теплопровідність, достатня твердість, що дозволяє застосовувати при частих включеннях і відключеннях, простота технології, низька вартість.

Недоліки: досить низька температура плавлення, при роботі на повітрі покривається шаром міцних оксидів, що мають високий опір, вимагає досить великих сил натискання. Для захисту міді від окислення поверхню контактів покривається електролітичним способом шаром срібла товщиною 20-30 мкм. У контактах на великі струми іноді ставляться срібні пластинки (в апаратах, що включаються відносно рідко). Застосовується як матеріал для плоских і круглих шин, контактів апаратів високої напруги, контакторів, автоматів та ін. Внаслідок низької дугостійкості небажано застосування в апаратах, що відключають потужну дугу і мають велике число включень на годину.

У контактах, які не мають взаємного ковзання, через плівки оксидів застосування міді не рекомендується.

Срібло.Позитивні властивості: високі електрична провідність і теплопровідність, плівка оксиду срібла має малу механічну міцність і швидко руйнується при нагріванні контактної точки. Контакт срібла стійкий завдяки малому напрузі на зминання Сем. Для роботи достатні малі натискання (застосовується при натисканні 0,05 Н і вище). Стійкість контакту, малий перехідний опір є характерними властивостями срібла.

Недоліки: мала дугостійкість і недостатня твердість перешкоджають використанню його за наявності потужної дуги і частих включеннях і відключеннях.

Застосовується в реле і контакторах при токах до 20 А. При великих токах аж до 10 кА срібло використовується як матеріал для головних контактів, які працюють без дуги.

Алюміній.Позитивні властивості: досить високі електрична провідність і теплопровідність. Завдяки малій щільності струмоведучих частин круглого перетину з алюмінію на такий же струм, як і мідний провідник, має майже на 48% меншу масу. Це дозволяє зменшити масу апарату.

Недоліки: 1) освіту на повітрі і в активних середовищах плівок з високою механічною міцністю і високим опором;

2) низька дугостійкість (температура плавлення значно менше, ніж у міді і срібла);

3) мала механічна міцність;

4) через наявність  в навколишньому повітрі вологи і оксидів мідний і алюмінієвий контакти утворюють своєрідний гальванічний елемент. Під дією ЕРС цього елемента відбувається електрохімічне руйнування контактів (електрохімічна корозія). У зв'язку з цим при з'єднанні з міддю алюміній повинен покриватися тонким шаром міді електролітичним шляхом або обидва метали необхідно покривати сріблом. Алюміній і його сплави (дюраль, силумін) застосовуються головним чином як матеріал для шин і конструкційних деталей апаратів.

вольфрам. Позитивні властивості: висока дугостійкість, велика стійкість проти ерозії, зварювання. Висока твердість вольфраму дозволяє застосовувати його при частих включеннях і відключеннях.

Недоліки: високий питомий опір, мала теплопровідність, освіту міцних оксидних і сульфідних плівок. У зв'язку з утворенням плівок і їх високу механічну міцність вольфрамові контакти вимагають великого натискання.

В реле на малі струми з невеликим натисканням застосовуються стійкі проти корозії матеріали - золото, платина, паладій і їх сплави.

Металокерамічні матеріали.Розгляд властивостей чистих металів показує, що жоден з них не задовольняє повністю всім вимогам, що пред'являються до матеріалу контактів.

Основні необхідні властивості контактного матеріалу-високі електрична провідність і дугостійкість - не можуть бути отримані за рахунок сплавів таких матеріалів, як срібло і вольфрам, мідь і вольфрам, так як вони не утворюють сплавів. Матеріали, що володіють необхідними властивостями, отримують методом порошкової металургії (металокераміки). Отримані таким методом матеріали зберігають фізичні властивості входять до них металів. Дугостійкість металокераміки забезпечується такими компонентами, як вольфрам, молібден. Низьке перехідний опір контакту досягається використанням в якості другого компонента срібла або міді. Чим більше вміст вольфраму, тим вище дугостійкість, механічна міцність і менше можливість приварювання металокерамічних контактів. Але відповідно зростає перехідний опір контактів і зменшується їх теплопровідність. Зазвичай металокераміка з вмістом вольфраму вище 50% застосовується для апаратів захисту на великі струми КЗ.

Композиції з тонко подрібнених порошків з діаметром зерна менше 10 мкм мають мелкодисперсную структуру і володіють великою механічною міцністю, Їх зносостійкість в 1,5-2 рази вище, чому матеріалів не дрібнодисперсного типу.

Для контактів апаратів високої напруги найбільш поширена металокераміка КМК-А60, КМК-А61, КМК-Б20, КМК-Б21

 В апаратах низької напруги найчастіше застосовується металокераміка КМК-А10 зі срібла та оксиду кадмію CdO. Відмінною особливістю цього матеріалу є дисоціація CdO на пари кадмію і кисень. Вирізняється газ змушує дугу швидко переміщатися по поверхні контакту, що значно знижує температуру контакту і сприяє деионизации дуги. Металокераміка КМК-А20, що складається зі срібла і 10% оксиду міді, має більшу зносостійкість, ніж КМК-А10.

Срібно-нікелеві металокераміки добре обробляються, мають високу стійкість проти електричного зносу. Контакти з цих матеріалів забезпечують низьке і стійке перехідний опір, але більш схильні до приварювання, ніж контакти КМК-А60, КМК-Б20, КМК-А10.

Срібно-графітові і мідно-графітові контакти завдяки високій стійкості проти зварювання застосовуються як дугогасительниє. Застосування металокераміки збільшує вартість апаратури, проте в експлуатації ці витрати окупаються за рахунок збільшення терміну служби апарату та підвищення його надійності.




МАГНІТНІ КОЛА З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ | Нагрівання електроапаратів. Норми нагріву, термічна стійкість. | Електродинамічні СТІЙКІСТЬ АПАРАТІВ | ІЗОЛЬОВАНІ ПРОВІДНИКИ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ У НОРМАЛЬНОМУ РЕЖИМІ | Під час короткого замикання | ПОНЯТТЯ Про ВИДАХ ТЕПЛООБМІНУ | ВІДДАЧІ ТЕПЛА З ЗОВНІШНЬОЇ ПОВЕРХНІ | ДЛЯ РОЗГЛЯДУ встановлюється ПРОЦЕСУ НАГРІВУ ТІЛА ВІД ДЖЕРЕЛ ТЕПЛА, РОЗТАШОВАНИХ ВСЕРЕДИНІ ТІЛА | НОВИЙ ЗАКОН ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ БІО - ФУР'Е | площині |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати