38. Нагрев контактов при длительном прохождении тока и при кз.
При прохождении тока через контакт он нагревается, и его сопротивление возрастает. Наибольшую температуру будут иметь контактные поверхности и точки. По мере удаления от них - температура снижается. В результате сопротивление контакта, определяемое по падению напряжения на контакте, будет меньше, чем в случае, когда температура во всей области контакта была бы одинаковой и равной температуре точек перехода тока (рисунок 3).
С увеличением температуры нагрева переходное сопротивление возрастает вследствие повышения удельного электрического сопротивления материала контактов (участок а-б). Одновременно увеличивается суммарная поверхность, так как облегчается деформация микронеровностей вследствие снижения механической прочности материала. На участке 200-300 °С это происходит скачком. Затем наступает некоторое увеличение сопротивления, вплоть до точки плавления контактного материала (точка г). После этой точки на площадке контактирования образуется расплавленная ванна жидкого металла. В пределах температур до 200°С переходное сопротивление кон-такта можно рассчитать по выражению:
где RК1, RK2 - переходное сопротивление контакта при температуре V1 и V2 соответственно;
α - температурный коэффициент сопротивления материала контактов.
В случае протекания через контакты токов короткого замыкания резко возрастают температура в контактных площадках и силы их электродинамического отталкивания. Кроме электродинамических сил, обусловленных взаимодействием токов в месте сужения, вследствие высокого роста температуры в области стягивания линий тока может возникнуть взрывное испарение металла. Если электродинамические силы и усилия взрывного испарения области стягивания тока превысят контактное нажатие - происходит самопроизвольное размыкание контактов. Между ними возникает короткая дуга, которая разрушает контакт.
39. Сваривание контактов. Конструкции контактов и контактных соединений
Сварка позволяет получить высококачественное соединение. Образующееся монолитное соединение имеет сопротивление, равное сопротивлению сплошного проводника, и не изменяется в процессе эксплуатации. Его механическая прочность также не отличается от прочности сплошного проводника. В этой связи неразборные соединения токоведущих частей, как правило, выполняются сварными. Электросварку проводников контактным разогревом применяют для оконцевания, соединения и ответвления алюминиевых проводников сечением до 1000 мм2, медных - до 2000 мм2, а также для соединения алюминиевых токоведущих частей с медными. Сварка угольным электродом используется чаще всего для соединения проводов и жил кабелей сечением до 10 мм2 (обычно в сетях освещения).
Сварка проводников большого сечения выполняется либо пламенем газовой горелки, либо аргонодуговой. При аргонодуговой электросварке аргон подается к дуге и защищает зону дуги и околошовный участок металла от воздействия кислорода воздуха. Это наиболее прогрессивный способ получения контактов.
Холодная сварка давлением осуществляется в специальных гильзах или наконечниках путем местного вдавливания пуансона прессом или сплошного обжатия. При этом происходит пластическая деформация металла, и за счет сил молекулярного сцепления образуется прочное соединение, обладающее малым переходным сопротивлением. Опрессование допускается для проводов и кабелей малых сечений до 10 мм2, кроме алюминиевых кабелей в сетях крупных городов, на электростанциях, и подстанциях.
Контактные соединения токоведущих частей электроустановок предназначены для длительного пропускания токов нормального режима и кратковременных токов аварийных режимов. Они могут выполняться неподвижными и подвижными. В подвижных контактах происходит перемещение контактной поверхности одного проводнике относительно поверхности другого. Если такое перемещение осуществляется без разрыва тока - то контакт называют скользящим. Скользящие контакты используются в электрических машинах, регулирующих устройствах, на электрифицированном транспорте и др. Если при перемещении контактных поверхностей осуществляется разрыв тока цепи (коммутация тока) - контакты называют размыкающимися. Ими оснащаются коммутационные аппараты - выключатели, разъединители, контакторы, реле и др. В неподвижных контактах проводники жестко скрепляются друг с другом. Такое скрепление может быть достигнуто сваркой, пайкой, склеиванием или с помощью болтов, винтов, сжимов, пружин, клиньев и др. В первом случае образуется неразборное контактное соединение, во втором - разборное. Кроме того, могут создаваться разъемные контактные соединения - устройства, состоящие из вилки и розетки.