3.4.4 Конструкции твердометаллических контактов
Неподвижные разборные и неразборные контакты.
Такие контакты служат для соединения неподвижных токоведущих деталей шин, кабелей и проводов. Эти детали могут находится как внутри электрического аппарата, так и вне его. Контакты соединяются с помощью либо болтов (разборные соединения), либо горячей или холодной сварки.
При болтовом соединении медные шины перед сборкой тщательно зачищаются от оксидов и смазываются техническим вазелином. После сборки места стыков между шинами покрываются влагостойким лаком или краской. При этом уменьшается переходное сопротивление и повышается его стабильность во времени.
Применяют покрытие контактов оловом (лужение). Переходное сопротивление несколько увеличивается, но благодаря пластичности олова количество площадок смятия и переходное сопротивление становится более стабильным. Также применяется серебрение контактов для большей надежности при больших номинальных токах.
Болтовые соединения могут оказаться недостаточно надежными, особенно при алюминиевых контактах. Алюминиевые токоведущие детали соединяются с помощью холодной или горячей сварки и представляют неразборный контакт.
ПУЭ: п. 2.1.21. Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т.п.).
Для соединения проводов в настоящее время существуют клеммники. Наиболее распространены три вида клеммников. Это самозажимные, винтовые и соединительные изолирующие зажимы.
Подвижные неразмыкающиеся контактные соединения
Такие соединения используются либо для передачи тока с подвижного контакта на неподвижный, либо при большом перемещении неподвижного контакта под действием подвижного.
Наиболее простым соединением такого типа является гибкая связь. Неподвижный контакт 1 крепится к каркасу аппарата на изоляционной подкладке. Подвижный контакт 2 вращается относительно точки 0, расположенной на контактном рычаге 4. Этот рычаг изолирован от вала 5, на который действует электромагнит контактора. Гибкая связь 6 соединяет подвижный контакт 2 с выводом аппарата. Контактное нажатие создается пружиной 3. Для получения необходимой эластичности гибкая связь изготавливается из медной ленты или из многожильного жгута, сплетенного из медных жил. Данный контакт применяется при перемещениях подвижного элемента не более 0,25 м.
При больших ходах применяются контактные соединения в виде скользащих и роликовых токосъемов.
Подвижный контакт 1 скользящего токосъема выполнен в виде стержня круглого сечении. Цилиндрическая обойма 2 соединяется с неподвижным выводом аппарата. Соединение контакта 1 и обоймы 2 осуществляется пальцами 3. Контактное нажатие создается пружинами 4. Недостаток – большая сила трения, которая требует значительной мощности приводного механизма.
В данном контактном соединении сила трения меньше. Подвижный контакт 1 роликового токосъема выполнен в виде стрежня круглого сечения и имеет поступательное движение. Токосъемные стержни 2 также имеют круглое сечение и соединены с выводом аппарата. Соединение стержня 1 и стержней 2 осуществляется по поверхности стрежней 1 и 2. Контактное нажатие создается пружинами 4.
Разрывные контакты.
Контакты многих аппаратов разрывают цепь с током, большим, чем минимальный ток дугообразования. Возникающая электрическая дуга приводит к быстрому износу контактов.
Для надежного гашения дуги необходимо определенное расстояние между подвижным и неподвижным контактами (зазор).
Контактный узел с самоустанавливающимся контактом. Неподвижные контакты 1 и подвижный мостиковый контакт 2 в месте касания имеют сферические напайки 3, выполненные из серебра или металлокерамики. Контактное нажатие создается пружиной 4. После касания контактов скоба 5, связанная с приводом аппарата, продолжает свое движение вверх на величину хода, равную провалу δ.
Перекатывающийся подвижный контакт. При перекатывании контакта 2 по контакту 1 происходит проскальзывание, за счет чего оксидная пленка на них стирается. При отключении дуга загорается между точками a-a, что предохраняет от оплавления точки b-b, в которых контакты находятся во включенном положении.
Провал контактов необходим для создания нужного нажатия. В процессе эксплуатации провал уменьшается, что приводит к уменьшению контактного нажатия и росту переходного сопротивления. Допустимое уменьшение провала обычно составляет 50% начального значения.
В высоковольтных масляных выключателях широко применяется розеточная система.
Неподвижный контакт состоит из пальцев 1, расположенных по окружности. Для уменьшения обгорания концы пальцев снабжены металлокерамическими наконечниками 2. Контактное нажатие создается пружинами 3. Пальцы с помощью гибких связей 5 соединяются с медным цоколем 4.
Щеточный контакт. 1 – неподвижные контакты в виде массивных медных призм, 2 – подвижные контакты в виде пакета пластин.
Пальцевый самоустанавливающийся контакт. 1 – неподвижные контакты (пальцы), 2 – вывод, 3 – гибкие связи, 4 – плоские пружины, 5 – заклепки, 6 – подвижный контакт в виде латунной призмы.
Двухступенчатая контактная система. 1-1' – главные контакты, 2-2' – дугогасительные контакты. Главные контакты выполняются из меди с покрытием из серебра. Дугогасительные контакты выполняются из меди и имеют наконечники из дугостойкого метериала – вольфрама или металлокерамики. При отключении вначале расходятся главные контакты и весь ток цепи замыкается по дугогасительным контактам. Затем размыкаются дугогасительные контакты.