Лекция 3 электрические контакты

Соединение проводящих звеньев электрической цепи, обеспечивающее протекание электрического тока при наличии источника ЭДС, осуществляется с помощью электрических контактов. Электрический контакт – место перехода тока из одной токоведущей части в другую. Электрические контакты служат для соединения электрических цепей.

По назначению электрические контакты можно разделить на две группы:

1. Соединительные контакты служат только для соединения различных звеньев электрической цепи, т.е. для обеспечения протекания тока от одного звена к другому. Соединительные контакты всегда замкнуты. Соединительные контакты могут быть разборными (а), (б), (в) и неразборными (спай, сварка); неподвижные (а), (б), (в) и подвижные (роликовые, щеточные). Основным требованием, предъявляемым к соединительным контактам, является надежность в длительной эксплуатации. Соединительные контакты должны длительно, в пределах срока службы всей установки в целом и без повреждений проводить ток нормального режима и кратковременно ток аварийных режимов работы. Это требование обеспечивается, если сопротивление контакта электрическому току будет достаточно стабильным.

2. Коммутирующие контакты предназначены для включения, отключения и переключения электрических цепей.

Коммутирующие контакты классифицируются по следующим признакам:

• по исполнению: розеточные, торцевые, врубные, пальцевые, мостиковые.

• по функциональному признаку: главные, дугогасительные, вспомогательные.

Главные контакты обеспечивают прохождение тока в замкнутом состоянии. Обычно они шунтируются дугогасительными контактами. Первыми размыкаются главные контакты, и весь ток проходит через дугогасительные контакты. В ряде аппаратов функции главных и дугогасительных контактов совмещены.

Вспомогательные – это контакты цепей управления и сигнализации.

• по величине тока: сильноточные, слаботочные.

Слаботочные контакты выполняются, как правило, из драгоценных металлов, не подвергающихся окислению. В сильноточных аппаратах применяются контакты из тугоплавких металлов.

• по форме поверхности контактирования: точечный, линейный, плоскостной.

Следует различать условную и физическую площади контактирования. Две поверхности контактируют не всей условной поверхностью контакта, а лишь отдельными площадками. Вершины выступов образуют площадки действительного касания поверхностей. Количество контактных площадок и их расположение зависит от геометрических форм контактирующих деталей и усилий, прикладываемых к контактирующим деталям.

Параметры контактных систем

• Раствор контактов – кратчайшее расстояние между разомкнутыми контактами. Величина раствора выбирается из условия гарантированного гашения электрической дуги.

• Провал контактов – это расстояние, которое прошел бы подвижный контакт при отсутствии неподвижного контакта после замыкания. Провал предусмотрен для обеспечения заданной износостойкости в конструкции всех контактных систем. По мере износа контактов провал уменьшается.

• Контактное нажатие – это усилие, развиваемое контактной пружиной. Начальное контактное нажатие – в момент касания (замыкания) контактов. Оно необходимо для уменьшения вибрации. Конечное контактное нажатие – при выбранном провале. Контактное нажатие обеспечивает малое сопротивление и нагрев контактов.

• Электрическая износостойкость – число циклов включение-отключение контактов при наличии тока в коммутируемой цепи до выхода их из строя.

• Механическая износостойкость — число циклов включение-отключение контактов без тока в коммутируемой цепи до выхода их из строя.

Под износом контактов понимают разрушение рабочей поверхности коммутирующего контакта, приводящее к изменению формы, размеров и массы контактов. Различают виды износа контактов: механический, химический, электрический.

Механический износ предполагает воздействие различных механических факторов (удар, трение) и обусловлен кинетической энергией контактов. В момент соударения контактов вследствие упругости контактных накладок происходит отброс контактов, который характеризуется амплитудой h отброса и временем t. Далее происходит повторное замыкание вибрация контактов до тех пор, пока амплитуда отброса станет равной нулю, вся кинетическая энергия превратится в тепловую.

Химический износ связан с разрушением контактов вследствие химических реакций (окисление). Снижение химического износа возможно герметизацией контактного промежутка и применением соответствующих контактных материалов.

Электрический износ (дуговой) возникает вследствие воздействия электрической дуги при коммутации электрической цепи. Электрический износ имеет место, как при включении, так и при отключении.

• Термическая устойчивость контактной системы – способность противостоять свариванию при протекании токов короткого замыкания.

• Предельная коммутационная способность (ПКС) – это способность контактной системы отключать предельный ток определенной величины определенное количество раз, через определенные интервалы времени.