Параметри на превключващи контакти на електрически устройства

Решение за контакти на електрически устройства

При електрически устройства с ниско напрежение контактното решение се определя главно от условия на гасене на дъга и само при значителни напрежения (над 500 V) стойността му започва да зависи от напрежението между контактите. Експериментите показват, че дъгата напуска контактите вече при разтвор от 1 — 2 mm.

Най -неблагоприятните условия за гасене на дъгата се получават с постоянен ток, динамичните сили на дъгата са толкова големи, че дъгата активно се движи и гаси вече при разтвор от 2 — 5 мм.

Според тези експерименти може да се счита, че при наличието на магнитно поле за гасене на дъгата при напрежение до 500 V е възможно да се вземе стойност на разтвора от 10 — 12 mm за постоянен ток, за променлив ток , 6 — 7 mm се вземат за всякакви стойности на тока. Прекомерното увеличаване на разтвора е нежелателно, тъй като води до увеличаване на хода на контактните части на апарата и следователно до увеличаване на размерите на апарата.

Наличието на мостов контакт с две прекъсвания прави възможно намаляването на контактния ход, като същевременно се поддържа общата стойност на разтвора. В този случай обикновено се взема разтвор от 4 — 5 mm за всяка почивка. Особено добри резултати за гасене на дъга се получават с използването на AC мостов контакт. Обикновено не се прави прекомерно намаляване на разтвора (по -малко от 4 — 5 mm), тъй като грешките при производството на отделни части могат значително да повлияят на размера на разтвора. Ако е необходимо да се получат малки решения, е необходимо да се предвиди възможността за неговото регулиране, което усложнява дизайна.

Ако контактите работят в условия, при които могат да бъдат силно замърсени, разтворът трябва да се увеличи.

Обикновено разтворът се увеличава и. за контакти, отварящи веригата с висока индуктивност, тъй като в момента на изгасване на дъгата се появяват значителни пренапрежения и с малка междина е възможно повторно запалване на дъгата. Решението се увеличава и за контактите на защитни устройства, за да се повиши тяхната надеждност.

Решението се увеличава значително с увеличаване на честотата на променливия ток, тъй като скоростта на нарастване на напрежението след гасенето на дъгата е много висока, разстоянието между контактите няма време да се дейонизира и дъгата се запалва отново.

Големината на разтвора при променлив ток с висока честота обикновено се определя експериментално и силно зависи от конструкцията на контактите и дъговия улей. При напрежение 500-1000 V размерът на разтвора обикновено се приема като 16-25 мм. По -големите стойности се отнасят до контакти, които изключват вериги с по -висока индуктивност и по -големи токове.

Неизправност на контактите на електрическите устройства

Контактите се износват по време на работа. За да се осигури надеждният им контакт за дълго време, кинематиката на електрическия апарат се извършва по такъв начин, че контактите да се докоснат преди подвижната система (движеща се система от подвижни контакти) да достигне ограничителя. Контактът е прикрепен към движещата се система чрез пружина. Поради това, след контакт с неподвижния контакт, подвижният контакт спира, а подвижната система се движи напред, докато спре, като допълнително компресира контактната пружина.

По този начин, ако неподвижният контакт се отстрани в затворено положение на подвижната система, тогава подвижният контакт ще бъде изместен с определено разстояние, наречено потапяне. Потопяването определя границата на износване на контакт при даден брой операции. При равни други условия, по -голямото потапяне осигурява по -висока устойчивост на износване, т.е. по -дълъг експлоатационен живот. Но по -големият провал обикновено изисква по -мощна задвижваща система.

Натискане на контакт — силата, притискаща контактите в мястото на техния контакт.Прави се разлика между първоначалното притискане в момента на първоначалния контакт на контактите, когато потапянето е нула, и последното притискане с пълна повреда на контактите. С износването на контактите потъването намалява и съответно допълнителното компресиране на пружината. Последната преса е по -близо до първоначалната. Поради това, първоначалното натискане е един от основните параметри, при които контактът трябва да остане функционален.

Основната функция на повредата е да компенсира износването на контактите, следователно, величината на пропадането се определя предимно от големината на максималното износване на контактите, което обикновено се приема: за медни контакти — за всеки контакт до половината от дебелината му (общото износване е общата дебелина на един контакт); за контакти с спойки — До пълното износване на запояването (пълно износване е общата дебелина на запояването на подвижните и неподвижните контакти).

В случай на процес на контактно смилане, особено при търкаляне, големината на потапянето много често е много по -голяма от максималното износване и се определя от кинематиката на подвижния контакт, която осигурява необходимото търкаляне и приплъзване. В тези случаи, за да се намали общият ход на подвижния контакт, е препоръчително да се постави оста на въртене на държача на подвижния контакт възможно най -близо до контактната повърхност.

Стойностите на минимално допустимото контактно налягане се определят от условията за поддържане на стабилно контактно съпротивление. Ако се вземат специални мерки за спестяване стабилно съпротивление при контакт, стойностите на минималните контактни налягания могат да бъдат намалени. Така че, в специално оборудване с малки размери, чийто контактен материал не дава оксиден филм и контактите са абсолютно надеждно защитени от прах, мръсотия, влага и други външни влияния, контактното налягане се намалява.

Крайното контактно налягане не играе решаваща роля в работата на контактите и неговата величина теоретично трябва да бъде равна на първоначалното налягане. Изборът на повреда обаче почти винаги е свързан с компресирането на контактната пружина и увеличаването на нейната сила; следователно е конструктивно невъзможно да се постигне едно и също контактно налягане — първоначално и крайно -. Обикновено крайното контактно налягане за нови контакти надвишава първоначалния един и половина до два пъти.

Размери на контактите на електрическите устройства

Дебелината и ширината им много зависят както от дизайна на контактната връзка, така и от дизайна на дъговото устройство и от дизайна на целия апарат като цяло. Тези размери в различни дизайни могат да бъдат много разнообразни и силно зависят от предназначението на апарата.

Трябва да се отбележи, че размерът на контактите, които често прекъсват веригата под ток и гасят дъгата, е желателно да се увеличи. Под действието на често прекъсната дъга, контактите стават много горещи; увеличаването на техния размер, главно поради топлинния капацитет, прави възможно намаляването на това нагряване, което води до много забележимо намаляване на износването и до подобряване на условията за гасене на дъгата. Подобно увеличаване на топлинния капацитет на контактите може да се извърши не само чрез директно увеличаване на техните размери, но и чрез гасене на дъгови клаксони, свързани с контактите по такъв начин, че не само електрическата връзка се осъществява, но и също така е осигурено добро отвеждане на топлината от контактите.

Вибрация на контактите на електрическите устройства

Контактна вибрация — явлението периодично възстановяване и последващо затваряне на контактите под въздействието на различни причини. Вибрациите могат да бъдат потушени, когато амплитудите на отскоците намалят и след известно време спират, и да не се заглушават, когато явлението вибрация може да продължи по всяко време.

Вибрациите на контактите са изключително вредни, тъй като токът преминава през контактите и в момента на отскок между контактите се появява дъга, причинявайки повишено износване, а понякога и заваряване на контактите.

Причината за амортизираната вибрация, която се получава при включване на контактите, е ударът на контакта срещу контакта и последващото им отскок един от друг поради еластичността на контактния материал — механични вибрации.

Невъзможно е напълно да се елиминират механичните вибрации, но винаги е желателно както амплитудата на първия отскок, така и общото време на вибрация да са възможно най -малки.

Времето на вибрация се характеризира със съотношението на контактната маса към началното контактно налягане. Желателно е да има най -малката стойност във всички случаи. Тя може да бъде намалена чрез намаляване на масата на подвижния контакт и увеличаване на началното контактно налягане; намаляването на масата обаче не трябва да влияе на нагряването на контактите.

Особено дълги времена на вибрации при включване се получават, ако в момента на докосване контактното налягане не се повиши рязко до действителната си стойност. Това се случва, когато конструкцията и кинематичната диаграма на подвижния контакт са неправилни, когато след докосване на контактите първоначалното натискане се установява едва след избора на люфт в пантите.

Трябва да се отбележи, че увеличаването на процеса на смилане, като правило, увеличава времето на вибрации, тъй като контактните повърхности, когато се движат една спрямо друга, срещат неравности и грапавост, които допринасят за отскока на подвижния контакт. Това означава, че размерът на притискане трябва да бъде избран в оптималния размер, обикновено определян емпирично.

Причината за постоянната вибрация на контактите, която се появява, когато са затворени, са електродинамични усилия… Тъй като вибрациите под действието на електродинамични сили се появяват при високи стойности на тока, получената дъга е много интензивна и поради такава вибрация на контактите, като правило, те са заварени. По този начин този вид контактна вибрация е напълно неприемлив.

За да се намали възможността за вибрации под действието на електродинамични сили, токоотводите към контактите често се правят по такъв начин, че електродинамичните сили, действащи върху подвижния контакт, компенсират електродинамичните сили, възникващи в контактните точки.

Когато през контактите преминава ток с такава величина, при който температурата на контактните точки достига температурата на топене на контактния материал, между тях се появяват сили на сцепление и контактите се заваряват. Такива контакти се считат за заварени, когато силата, която осигурява тяхното разминаване, не може да преодолее силите на сцепление на заварените контакти.

Най -простият начин за предотвратяване на контактно заваряване е използването на подходящи материали и подходящо повишаване на контактното налягане.