9. Режимы работы контактов. Работа при замыкании цепи и в замкнутом состоянии

Контакты реле работают в 2 режимах: замкнутом и разомкнутом. и нагревания.Если через контакт длительное время протекает большой ток (например, ток короткого замыкания), то температура контактных площадок (плотность тока на которых достигает значений 10⁷ А/см²) может превысить температуру плавления материала, что приведет к свариванию контактов. Поэтому для данного типа контактов технические требования устанавливают максимальный ток, при котором этого не происходит. Для контакта графит—серебро у реле I класса надежности такой ток б А .

В момент замыкания контактов при малых расстояниях (примерно 10^-5 см) из-за большого градиента напряжения возникает эмиссия электронов, и между контактами загорается дуга замыкания. Это разрушает контакты. Однако в следующий момент дуга гаснет, так как контактные поверхности соприкасаются. После первого соприкосновения (удара) контакты могут разойтись и дуга или искра возникает снова, что вызывает дребезг, который ведет к износу контактов.

10. Размыкание контактов. Условия возникновения дуги.

При размыкании контактов уменьшается площадь соприкосновения от S₀ до нуля и увеличивается переходное сопротивление от R₀ до бесконечности. В момент полного размыкания контакта t = Т скорость убывания тока до нуля максимальна. Условия возникновения поддержания устойчивой дуги задаются вольт-амперной характеристикой u_а(i_д) , которую для данного контакта строят экспериментально или рассчитывают.

11. Вольтамперная характеристика контактов.

К кривой проводят касательные в нескольких точках. Каждая касательная определяет предельный случай, когда дуга еще не загорается (прямая и кривая не пересекаются). Пересечение касательной с осями задают координаты точки на предельной вольт-амперной характеристике 1, те задают напряжение и ток в цепи, размыкаемой контактом, при которых еще происходит самогашение дуги. Рабочую характеристику 2 выбирают с уменьшением этих предельных значений.

12. Методы гашения дуги искры. Герметизированные контакты.

Несмотря на то, что размыкаемая мощность для данного контакта определяется по вольт-амперной характеристике, при размыкании в результате пробоя межконтактного промежутка возникает искровой разряд. Он характеризуется очень малой длительностью (1(Н— I (И с), высокой плотностью тока и высокой температурой в канале разряда 10⁴— 10⁵С. Локальный перегрев поверхности у концов разрядного канала приводит к эрозии контакта. Для увеличения срока службы контактов применяют искрогасящие схемы, магнитное дутье и специальные конструкции контактов.

Схемы искрогашения снижают перенапряжение, возникающее на контакте в момент размыкания цепи реле. Искровой разряд возникает при напряжении 270—300 В, поэтому обычно достаточно снизить напряжение до 200 В. Так же есть схемы искрогашения в которых контуры включены параллельно контакту. Эффект искрогашения объясняется тем, что в момент размыкания контакта благодаря ЭДС самоиндукции в обмотке реле возникает экстраток размыкания который протекает по искрогасящему контуру. Так же есть схемы где искрогасящие контуры включены параллельно обмотке реле. Эффект искрогашения аналогичен, но изменяется путь для экстратока размыкания.

Для коммутации мощных рабочих цепей электродвигателей используют герметизированные силовые контакты (герсиконы). Контакты размещены в герметичном керамическом корпусе , заполненном инертным газом. Магнитная система содержит обмотку , сердечник , полюсы и якорь из контактной и ферромагнитных пластин. Упругая деформация контактной пластины обеспечивает возврат якоря в исходное положение после отключения электромагнита. Срок службы герметизированных контактов (герконов) может достигать 10⁸—10⁹ замыканий, т.е. на два-три порядка больше, чем у обычных контактов. Специальные конструкции герконов обеспечивают коммутацию цепей с токами в сотни ампер и мощностью десятки киловатт.