2.5. Нагревание неизолированных проводников и контактов
Электрический ток в цепи нагревает проводники и контактные соединения. Количество теплоты, выделяющейся в одну секунду в контактном соединении, пропорционально I2Rv, где RK — переходное сопротивление контакта, т. е. сопротивление в месте перехода тока с одной контактной поверхности на другую. Опытом установлено, что значение RK плоского контакта зависит от удельного сопротивления и твердости металла, качества обработки и чистоты контактных поверхностей, а также от давления, сжимающего контактные части. Установлено также, что оно не зависит от общей площади соприкасающихся поверхностей, поскольку электрический контакт между ними всегда образуется лишь отдельными точками, размеры которых, как правило, невелики. С увеличением давления возрастает число контактных точек, поэтому значение переходного сопротивления уменьшается.
Переходное сопротивление контактного соединения при возрастании температуры может быть найдено с помощью формулы
где ■&! — начальная температура контакта; RKi — переходное сопротивление контакта при температуре -&х; Фг — температура, для которой определяется сопротивление контакта; у — температурный коэффициент сопротивления материала контакта.
Наибольшие температуры нагрева контактных соединений при длительном прохождении номинальных токов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.1.
2.6. Измерение и контроль температуры нагрева контактов
Измерение температуры нагрева контактных соединений производится переносным электротермометром, представляющим собой компактный неравновесный мост, в одно из плеч которого включен медный термометр сопротивления. Питание моста производится от сухой батарейки. Прибор крепится к изолирующей штанге. При измерении головкой температурного датчика касаются контакта и через 20— 30 с температура контакта определяется по шкале прибора, включенного в диагональ моста.
Систематический контроль за нагревом контактов в эксплуатации производится при помощи термопленочных указателей многократного действия, термосвечей и термоуказателей с легкоплавким припоем.
Термопленочные указатели в виде узких полосок наклеивают на металлические части, образующие контактное соединение. В интервале температур 70—100 °С термопленка изменяет цвет из красного в черный. При охлаждении контакта черный цвет переходит в красный. По цвету термопленки судят о температуре нагрева контакта.
Периодические проверки нагрева контактных соединений производят при помощи термосвеч, имеющих различные температуры плавления. Эксплуатационный комплект состоит из пяти свечей с температурой плавления 50, 80, 100, 130 и 160°С. Свечой, закрепленной на изолирующей штанге, касаются отдельных элементов контакта. При температуре нагрева обследуемой части контакта, равной тем-
пературе плавления материала свечи, конец ее плавится.
Наблюдение за нагревом контактов, недоступных для измерений с помощью штанг (например, на ОРУ), производится по указателям нагрева однократного действия с легкоплавким припоем. Два куска медной проволоки спаиваются припоем с температурой плавления 95—160 °С. Один конец проволоки закрепляют под болт соединительного зажима, а другой, изогнутый в колечко, служит указателем. При нагреве контакта (а вместе с ним и указателя нагрева) до температуры, превышающей температуру плавления припоя, указатель отпадает и тем самым указывает на недопустимый нагрев контакта.
В последние годы для выявления перегрева контактов широко используются инфракрасные радиометры. Радиометр — прибор, фокусирующий тепловое излучение на чувствительный элемент, передающий соответствующий выходной сигнал на стрелочный индикатор. Радиометр типа ИК-10Р способен регистрировать температуру в диапазоне 35—200 °С. Наводка объектива радиометра на исследуемое контактное соединение производится через оптический окуляр. При измерении прибор устанавливается на расстоянии от 2 до 20 м от токопроводящей части.