НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Аерокосмічний інститут

Механіко-енергетичний факультет

Кафедра автоматизації та енергоменеджменту

Лабораторна робота №2

«Електричні контакти»

КИЇВ-2012

Мета роботи: вивчити фізичні явища, що відбуваються в контактах. Вивчити найбільш розповсюджені контакти та дослідити залежність перехідного опору електричних контактів від їх конфігурації і сили стиснення.

Теоретичні відомості:

2.1. Визначення і класифікація контактів

Два провідники, які торкаються один одного і призначені для проведення електричного струму, називаються контактами. Місце переходу струму з одного провідника в інший називають електричним контактом.

Поверхня твердого тіла, навіть ретельно оброблена, все ж має певні нерівності. Тому при відсутності зусилля, яке буде притискати контакти, вони торкатимуться лише у декількох точках, що призведе до викривлення ліній струму (рис. 2.1,а). Зі збільшенням сили притискання бугорки на поверхні контактів деформуються (частково пружно, частково пластично), та утворюють більшу поверхню, що сприймає тиск і з’являються нові точки контактування.

а

Sy

б

Рис. 2.1

Відомо також, що поверхня металів завжди вкрита окисною плівкою, яка в більшості випадків погано проводить електричний струм. При стискуванні частина оксидної плівки руйнується, а частина залишається і сприймає тиск. Вся поверхня контакту згідно з ДСТ [12] поділяється на наступні ділянки (рис. 2.1,б):

робоча поверхня контакту , яка дорівнює геометричній площі поверхні контакту;

умовна поверхня контакту , яка дорівнює площі поверхні, що сприймає тиск;

ефективна поверхня контакту , яка дорівнює площі поверхні контакту, що проводить електричний струм.

У загальному випадку , в окремих випадках можна досягти . Однак точно розмежувати ці ділянки важко.

Класифікація. Класифікувати різноманітні конструкції контактів можна за наступними ознаками:

а) за умовами роботи контакти можна поділити на нерухомі, ковзаючі (струмоз’ємні) і комутуючі.

Нерухомі контакти в процесі роботи не переміщуються відносно один одного (з’єднання шин, дротів і шин до апаратів тощо).

Ковзаючі контакти забезпечують струмопідвід до рухомих частин електричних апаратів без порушення кола струму (струмопідвід силових вимикачів, контакти реостатів, щітковий контакт в електродвигунах тощо).

Комутуючі контакти забезпечують замикання і розмикання електричного кола (контакти вимикачів, рубильників, автоматів тощо);

б) за формою поверхні контактування контакти діляться на точкові, лінійні та площинні.

Точкові контакти забезпечують контактування на малій поверхні при торканні контактів типу „конус” і „напівсфера” з собі подібними або площиною. При точковому контактуванні легко отримати необхідний тиск в місці контакту і зруйнувати окисну плівку. Такий контакт добре фіксується, що забезпечує постійність перехідного опору. Однак, завдяки малій площі контактування і важкості відводу тепла при невеликій масі, точкові контакти можуть використовуватись лише при невеликих струмах (до одиниць ампер).

Лінійні контакти забезпечують контактування вздовж лінії торкання контактів типу „циліндр” та „клин” з собі подібними або з площиною. В лінійному контакті неважко досягти необхідного тиску в місці контактування і організувати самоочищення при невеликому проковзуванні. Лінійні контакти легко регулюються, вони є основним видом контактів для середньо- та сильно-струмових комутаційних апаратів.

Площинні контакти забезпечують контактування з багатьма точками поверхні. В площинному контакті, щоб отримати необхідне притискання, потрібно прикласти значно більше зусилля, важко забезпечити самозачищення контактних площин. У зв’язку з цим площинні контакти використовуються переважно в нерухомих контактних пристроях;

в) за функціональним призначенням комутуючі контакти можна розділити на основні, дугогасильні і допоміжні.

Основні (робочі) контакти призначені для тривалого проходження через них номінального струму і повинні мати невеликий перехідний опір, який буде ненабагато змінюватись при окисленні контактів.

Дугогасильні контакти призначені для вимкнення значних струмів КЗ і повинні мати високу дугостійкість. У багатьох типах комутаційних апаратів вдається сумістити функції основних і дугогасильних контактів в одному контактному вузлі.

Допоміжні контакти (блок-контакти) служать для синхронної з основними контактами комутації допоміжних кіл керування і сигналізації. Вони механічно пов’язані з основними контактами.