4. Конструкция контактов

4.2. Материалы контактов

Наиболее распространенные материалы представлены в табл. 4.1.

Таблиц 4.1

Материал контакта	Достоинства	Недостатки
Медь	Высокая удельная проводимость и теплопроводность	Низкая температура плавления, на воздухе покрывается слоем оксидов
Серебро	Высокие электрическая проводимость и теплопроводность, пленка имеет малую механическую прочность, малое переходное сопротивление	Малая дугостойкость и недостаточная твердость
Алюминий	Высокие электрическая проводимость и теплопроводность, малая масса	Образование на воздухе и в других средах пленок с высокой механической прочностью и сопротивлением; низкая дугостойкость; малая механическая стойкость, электрохимическая коррозии
Вольфрам	Высокая дугостойкость, большая стойкость против эрозии и сваривания	Высокое удельное сопротивление, малая теплопроводность. Образование прочных оксидных и сульфидных пленок
Металлокерамические материалы	Сочетают в себе все необходимые свойства	-

Распространенные материалы контактов

4.3. Конструкция контактов.

Неподвижные разборные и неразборные контакты служат для соединения неподвижных токоведущих деталей шин, кабелей и проводов. Эти детали могут находиться как внутри аппарата, так и вне его. В последнем случае они служат для присоединения аппарата к источнику или нагрузке. Контакты соединяются с помощью либо болтов (разборные соединения), либо горячей или холодной сварки.

Подвижные неразмыкающиеся контактные соединения используются либо для передачи тока с подвижного контакта на неподвижный, либо при небольшом перемещении неподвижного контакта под действием подвижного.

1. Гибкая связь, изготавливаемая из медной ленты или многожильного жгута из медных жил.

2. Скользящий токосъем (рис.4.б) применяется при больших ходах и больших номинальных токах. Подвижный контакт 1 скользящего токосъема выполнен в виде круглого стержня. Цилиндрическая обойма 2 соединяется с неподвижным выводом аппарата. Соединение контакта 1 и обоймы 2 осуществляется пальцами (ламелями) 3. Контактное нажатие создается пружинами 4. Подвижный контакт 1 имеет возможность перемещаться поступательно. Контактирование осуществляется по линии, отчего контакт называется линейным.

3. Роликовый токосъем (рис.4.в). Подвижный контакт 1 роликового токосъема выполнен в виде стержня 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 с помощью конусных роликов 3, которые катятся по поверхности стержней 1 и 2, контактное нажатие осуществляется пружинами 4.

Этот контакт для своего перемещения требует небольших усилий и широко распространен в современной аппаратуре ВН.

Разрывные контакты разрывают связь с током, большим, чем минимальный ток дугообразования.

Возникающая электрическая дуга приводит к быстрому износу контактов. Для надежного гашения дуги, образующейся при отключении, необходимо определенное расстояние между неподвижным и подвижным контактами, которое выбирается с запасом.

1. Контактный узел с перекатыванием подвижного контакта (рис.4.г).

При замыкании неподвижного контакта 1 и подвижного 2  касание происходит в точ­ках а₁—а_2. При дальнейшем перемещении подвижного контакта ка касание происходит в точках б₁—б₂. При этом происходит перекатывание контакта 2 по контакту 1 с не­большим проскальзыванием, за счет чего пленка оксида на них стирается.

При отключении дуга загорается между точками а₁—а₂, что пре­дохраняет от оплавления точки б₁—б₂, в которых контакты касаются уже во включенном положении. Таким образом, контакт разделяется на две части: в одной происходит га­шение дуги, в другой ток проводится длительно.

2. Неподвижный розеточный контакт (4.д).

Неподвижный контакт состоит из пальцев (ламелей) 1, расположенных по окружности. Контактное нажатие создается пружинами 2. Ламели с помощью гибких связей 3 соединяются с медным цоколем 4. Подвижный кон­такт 5 выполнен в виде стержня круглого сечения, движуще­гося поступательно.

3. Мостиковый контакт (рис.4.е).

Мостиковые контакты образуются из подвижного контакта - мостика 1 и неподвижных контактов 2 к 3, к которым пайкой или сваркой прикреплены рабочие поверхности 4. Ток проходит от неподвижного контакта 2 через подвижный мостик 1 к другому неподвижному контакту 3. При разомкнутых неподвижных контактах создается двойной разрыв между ними, что является преимуществом по сравнению с контактами других типов. Другое преимущество - отсутствие гибких связей между подвижными и неподвижными токоведущими частями. У мостиковых контактов отсутствуют перекатывание и проскальзывание контактов, обеспечивающие их самоочищение. Поэтому рабочие поверхности контактов изготовляют не из меди, а из серебра или металлокерамики на базе серебра.

4. Врубной контакт (рис.4.ж).

Электрический контакт осуществляется между неподвижным 1 и подвижным 2 контактами. Контактное нажатие осуществляется за счет упругих свойств материалов контактов (твердотянутая медь, специальная бронза). Для увеличения усилия нажатия у врубных контактов на большие токи устанавливают стальные пружины 3.

5. Жидкометаллические контакты (рис.4.з).

Основными недостатками твердометаллических контактов являются:

1) с ростом длительного номинального тока возрастают необходимое значение контактного нажатия, габариты и масса контактов, при токах 10 кА и выше резко увеличиваются масса и габариты;

2) эррозия контактов ограничивает износостойкость аппарата;

3) окисление поверхности, возможность приваривания контактов понижают надежность аппарата, при больших токах КЗ контактные нажатия достигают

больших значений, что увеличивает необходимую мощность привода, габариты и массу аппарата.

Этих недостатков лишены аппараты (например контактор) с жидкометаллическим контактом (ЖМК).

Внешняя цепь подключается к электродам 1 и 2, корпус 3 выполнен из электроизоляционного материала. Полости корпуса заполнены жидким металлом 4 и соединяются между собой отверстием 5, внутри полостей корпуса плавают ферромагнитные цилиндры 6. При подаче напряжения на катушку 7 цилиндры 6 опускаются вниз. Жидкий металл поднимается, и, через отверстие 5, соединяет электроды 1 и 2, контактор включается.

Вопросы для самопроверки:

• Как различают контакты в зависимости от вида контактирующих поверхностей?

• Что такое переходное сопротивление электрического контакта?

• Виды подвижных неразмыкающихся контактных соединений?

• Дайте определения раствора, провала и притирания контактов?

• Основные недостатки твердометаллических контактов?

Вопросы к экзамену:

23. Наиболее распространенные материалы контактов, их достоинства и недостатки?

24. Виды подвижных неразмыкающихся контактных соединений?

25. Виды разрывных контактов?