книги / Электрические аппараты автоматического управления

тельны. Наряду с электродинамическими силами (5.11, 5.12) при соударении контактов возникают силы упругие, которые отталки­ вают контакты друг от друга. Эти силы будут тем больше, чем выше скорость движения контактов при их соприкосновении. Однако снижение скорости приведет к медленному нарастанию силы нажатия F Это противоречие можно в значительной степе­ ни преодолеть с помощью предварительного нажатия контактов, которое создается с помощью пружины. Если контакт предвари­ тельно не нажат, то после встречи контактов сила F нарастает по рис. 5.6 (/), а если нажат, то по рис. 5.6 (2), где F — сила нажатия, кГ; Fnр — сила предварительного нажатия, кГ; х — путь перемещения контакта после встречи неподвижного и подвижного контактов.

§ 5.3. МАТЕРИАЛЫ, ИЗНОС И ВИБРАЦИЯ КОНТАКТОВ

Если контакты не отключают электрические дуги, то материа­ лом таких контактов служит красная медь. Чтобы такие контакты не окислялись от нагрева в нормальном режиме, их лудят. Кон­ такты, на которых гасится дуга, изготовляются из металлокера­ мических смесей. Такими металлокерамическими смесями явля­ ются серебро-вольфрам, медь-молибден. Контакты из серебравольфрама применяются в случаях, если дуга на этих контактах гасится в воздухе.

При гашении дуги под маслом контакты делают из медно-мо­ либденовой смеси. Для контактов реле, кроме перечисленных выше, широко используются серебро, платина, платина-иридий, вольфрам и различные сплавы или металлокерамические смеси этих материалов.

В процессе работы контакты изнашиваются и надежность их работы зависит в большой степени от материалов контактов, от силы нажатия на контакт, частоты срабатывания и т. д. В контак­ тах имеют место:

1. Механический износ, который возникает при соударении контактов и вызывает изменение формы контактных поверхностей контактов.

2. Химический износ, или коррозия, которая возникает вслед­ ствие окисления контактных поверхностей контакта. Контакты окисляются более интенсивно при температурах выше 75° С.

3. Электрический износ контактов, или эрозия, которая возни­ кает вследствие переноса металла с одного контакта на другой, разбрызгивания материала, испарения его, что приводит к нару­ шению формы контактной поверхности. Материал контактов дол­ жен быть способен противостоять в достаточной мере всем этим видам износа.

Повышение надежности работы контактов обеспечивается уменьшением дугообразования на них. Для этого применяются:

1. Шунтирование индуктивности цепи (рис. 5.7, а, б и в ) , позволяющее магнитную энергию, запасенную в индуктивности L, расходовать не в дуге, а в шунтирующих устройствах.

устройство подобрано так, что энергия дуги гасится в этом устройстве.

При соударении контактов может произойти отскакивание подвижного контакта с разрывом цепи или вибрация пружин подвижного контакта. Отскакивания контактов и вибрации пру­ жин нежелательны, так как при них может произойти обгорание контактов и увеличится время замыкания.

В целях уменьшения вибраций пружин и отскакивания кон­ тактов применяют:

1.Успокоительные устройства, которые действуют на подвиж­ ные части, связанные с контактной системой.

2.Предварительное нажатие для неподвижных и подвижных контактов.

3.Контакты, входящие в соединение с трением, и ряд других методов.

§5.4. ТИПЫ КОНТАКТОВ И ИХ РАЗРЫВНАЯ СПОСОБНОСТЬ

По назначению различают такие контакты:

1.Жесткие контактные соединения, которые характеризуются взаимной неподвижностью соединяемых поверхностей.

2.Неразмыкающиеся контактные соединения подвижных эле­ ментов (всевозможные гибкие подводы и соединения).

3.Размыкающиеся и замыкающиеся контакты, применяемые

вразличных электрических аппаратах, например в контакторах, реле, воздушных автоматах и др.

Размыкающиеся и замыкающиеся контакты должны надежно работать во всех режимах, т. е. в процессе замыкания, в замкну­ том состоянии и при размыкании.

Для большинства электрических аппаратов автоматического управления характерны замыкающиеся и размыкающиеся кон­ такты, приведенные на рис. 5.8 (а — точечные, б — линейные и в — плоскостные).

Точечные контакты применяются при малых токах и неболь­ шой силе нажатия F, в результате создается высокое местное контакт­ ное давление. Линейные и плоские контакты применяются на средние и большие токи. Имеются и другие типы замыкающихся и размыкаю­ щихся контактов.

Разрывная способность контак­ тов определяется условием надежно­ го гашения электрической дуги, воз­

где Р — мощность, которую могут отключить контакты, вт\ U — напряжение сети, в;

/ — ток в цепи до момента размыкания цепи, а.

При разрывной способности Р контактов имеет место гипер­ болическая зависимость между напряжением и током £/=ср(/) (рис. 5.9). Гипербола ограничена значениями UnР (предельно допустимое напряжение сети для данной контактной системы) и /Пр (предельно допустимый ток по условиям нагрева контактов).

Величина Р во многом зависит от величины зазора между контактами. При постоянном токе для гашения дуги ее надо рас­ тянуть до критической длины. При переменном токе ток дуги проходит через 0, и это резко облегчает гашение дуги перемен­ ного тока. Поэтому Р для контактов, разрывающих дугу пере­ менного тока, в несколько раз выше, чем при разрыве Дуги по­ стоянного тока. Предельная разрывная способность контактов определяется как разрывная способность при предельном напря­ жении UПр или при предельном токе /Пр. На разрывную способ­ ность контактов большое влияние оказывает раствор контактов, а он в свою очередь зависит от рода тока, индуктивности нагруз­ ки, напряжения сети, конструкции контактов.

Для цепей постоянного тока индуктивность нагрузки опреде­ ляется значением coscp, которую определяют экспериментально включением катушки на переменный ток при 50 гц. Для контак­ торов и реле управления постоянного тока coscp=0,l—0,15. Разрывная способность контактов определяется опытным путем и указывается заводом-изготовителем.

§5.5. МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ КОНТАКТЫ (МК)

Впоследнее время в связи с появлением сложных схем авто­ матики и счетно-решающей техники, потребовавших от контактов высокой надежности и большого быстродействия, были разрабо­ таны магнитоуправляемые контакты (рис. 5.10), которые удовле­ творяют этим высоким требованиям. На рис. 5.10 а — нормаль-

Рис. 5.10

ные контакты, б и г — миниатюрные, в — средние, д — с возврат­ ной пружиной, е — без возвратной пружины, ж— поляризован­ ные с переключающими контактами, з — самополяризующиеся с переключающими контактами.

Магнитоуправляемый контакт представляет собой стеклянный баллончик, заполненный инертным газом. В баллончике помеще­ ны железо-никелевые контакты — плоские пружинки, контакти­ рующие поверхности которых покрыты тонким слоем золота,

ГЛАВА 6. а п п а р а т ы р а с п р е д е л е н и я э н е р ги и

НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 в

§ 6.1. НЕАВТОМАТИЧЕСКИЕ РУЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Рубильники — коммутационные аппараты, как правило, с руч­ ным приводом, предназначенные для сравнительно редких вклю­ чений и отключений электрических цепей, напряжением до 1000 в, а также переключения участков цепей с одного источника пита­ ния на другой.

Рубильник (рис. 6.1) состоит из отрывного 1 и разрывного 2 ножей, двух контактных стоек 3 — верхней и нижней, объединен­ ных в жесткую конструкцию с помощью изолирующей плиты 5 и рукоятки 4. Рубильники могут иметь центральную и боковую рукоятки, центральный и боковой приводы. Рубильники на токи до 500 а имеют отрывные и разрывные ножи, на большие токи только отрывные, но, кроме того, имеют угольные дугогаситель­ ные контакты. Рубильники бывают одно-, двух-, трех- и много­ полюсные. Все сказанное о рубильниках относится и к переклю­ чателям.

Если рубильники служат в качестве выключателей нагрузки, то их контакты снабжаются дугогасительными камерами. Отклю­ чающая способность рубильников определяется для нагрузки пе­ ременного тока при coscp=0,8 и выше, для постоянного тока при практически безын­

дукционной нагрузке (табл. 6.1). Цифровые обозначения типа рубильника

расшифровываются: первая цифра после буквы — количество полюсов— 1, 2 или 3, вторая цифра — номинальный ток рубиль­ ника, цифра 1— 100 а, цифра 2 — 250 а, цифра 4 — 400 а, цифра 6 — 600 а. Напри­ мер, РБ34 означает рубильник с боковой рукояткой, трехполюсный на номинальный ток 400 а.

Для облегчения гашения дуги рубильники (верхние контакт­ ные стойки) иногда снабжаются дугогасительными камерами. В этом случае при заказе рубильника к обозначению необходимо дописать: РБ34 с дугогасительными камерами. Рубильники с цен­ тральной рукояткой во всех случаях должны использоваться только как разъединители, тогда как рубильники с боковой руко­ яткой, центральным и боковыми приводами могут использоваться как разъединители и выключатели нагрузки. Рубильники бывают

с передним и задним присоединениями проводов, т. е. провода присоединяются сзади или спереди изолирующей плиты.

Табл. 6.1. Предельная коммутационная способность рубильников

и переключателей [41]

Рубильники обозначаются следующим образом:

Р — рубильник с центральной рукояткой;

П — переключатель с центральной рукояткой;

РБ — рубильник, боковая рукоятка;

ПБ — переключатель, боковая рукоятка;

РПБ — рубильник, привод боковой;

ППБ — переключатель, привод боковой;

РПЦ — рубильник, привод центральный;

ППЦ — переключатель, привод центральный.

ПакетНые выключатели и переключатели. Применяются в це­ пях посто*нного и переменного тока напряжением до 500 в и служат дЛя Довольно сложных переключений. Их используют в осветите*пьных установках, в силовых цепях и в цепях управ­

ления.

Пакетр1ые выключатели и переключатели бывают одно-, двух-, трех- и мн^гополюснымиКонструктивно они изготовляются в ви­

де пакетов — колец, почему и получили такое название. Каждый пакет представляет собой один полюс — фазу. Для создания многополюсного выключателя или переключателя их набирают из отдельных пакетов по числу полюсов.

Трехполюсный пакетный выключатель представлен на рис. 6.2. На этом рисунке 1 — неподвижные контакты, 2 — подвижные

Рис. 6.2 Рис. 6.3

контакты с пружинящими губками, 3 — дугогасительные фибро­ вые шайбы, 4 — заводной механизм. Контактная система каждого пакета (полюса) имеет два разрыва, что облегчает гашение дуги. Дуга гасится в закрытой камере, которая образуется между па­ кетами, кроме того, имеются дугогасительные фибровые шайбы. Пакетный выключатель снабжен механизмом мгновенного пере­ ключения, что обеспечивает быстрое переключение и способствует лучшему гашению дуги. Пакетные выключатели изготовляются девяти величин на номинальные токи от 6 до 400 а. Они не долж­ ны отключать токи короткого замыкания.

Пакетный выключатель обозначается ПВ: П — пакетный, В — выключатель, пакетный переключатель обозначается ПП — П — пакетный, П — переключатель, первая цифра после букв — число полюсов. Число после тире — отключаемый или переклю­ чаемый номинальный ток в амперах (табл. 6.2).