Характеристики контактных 
систем ЭО ВН
Переходное сопротивление контактов
|
Экспериментально сопротивление контактов можно определить |
||||||
|
из напряжения на контактах: |
|
U |
|
|
|
|
|
|
R |
I |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Сопротивление контактов складывается из сопротивления |
||||||
|
оксидной плёнки на поверхности контактов и сопротивления, |
||||||
|
обусловленного эффектом «стягивания» тока. |
||||||
R Rñò Rïë |
При круговом соприкосновении: |
Rñò |
|
|
|
||
|
2r |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
Проводимость оксидной плёнки зависит от силы нажатия контактов. Как правило, в высоковольтных аппаратах плёнка при нажатии разрушается. Площадь соприкосно- вения также определяется силой нажатия и твёрдостью материала контактов.
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
2 -площадь соприкосновения при нажатии. H – твёрдость материала |
||
S |
|
|
|
r |
|
|
B |
||||
|
|
|
|
H B |
|
по Бринеллю. |
|||||
R1 |
|
|
|
H B |
|
H B |
- переходное сопротивление единичного контакта |
||||
|
|
2 |
|
|
F |
|
|
F |
|||
Температура в месте соприкосновения
Для системы контактов, как правило, необходимо иметь данные о наибольшей температуре в месте соприкосновения, и о температуре элементов контактов, соприкасающихся с изоляционными материалами.
Модель температурного Поля точечного контакта
Для сильноточных аппаратов применяется эллиптическая модель температурного поля. Для этой модели существует зависимость между температурой площадки соприкосновения контактов и величиной тока.
T |
|
|
I |
K |
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
Kë H B |
|
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
arccos T |
|
|
4 r |
|
|
r0 |
|
HB |
|
c |
|
4 |
|
||
ê |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Kë 2.3 10 8 |
|
(В/К)2 – число Лоренца |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T0 |
|
|
|
c2 I 2 |
|
|
|
Tê T0 |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
Fê |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
I |
|
|
I |
|
|
|
arccos |
|
T |
|
||||||
|
cos c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
Tê |
|
|
|
arccos2 |
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ê |
|
Нагрев контактов при протекании токов КЗ
Основной нагрев контактов происходит в области стягивания линий тока. Считается, что процесс нагрева контактов при КЗ – адиабатический. Область стягивания линий тока принимают в виде сферы радиусом r0.
Qc |
0,24 I 2 Rct - тепло, выделяемое в области стягивания линий тока |
||||||
Qc |
c mê |
Tê -расчёт температуры нагрева контактов в месте стягивания |
|||||
mê |
|
1 |
3 |
m |
- масса материала контактов в месте стягивания линий тока |
||
|
|
|
|||||
|
3 r0 |
|
|
||||
Rñ |
|
|
|
- переходное сопротивление контактов |
|||
|
2r |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
Tê |
3 0,24 t 2 H B2 I 2 |
- |
|||||
|
|
|
8 m F 2 |
выражение для определения температуры |
|||
|
|
|
|
|
контактов при протекании тока КЗ |
||
Сваривание контактов
Длительное протекание ном. тока и токов КЗ вызывает повышение температуры площадки соприкосновения из-за чего материал может расплавиться и произойдёт сваривание контактов
Самопроизвольное размыкание контактов, ударные сотрясе- ния и вибрация в процессе включения могут также привести к свариванию из-за действия коротких дуг
В процессе длительной работы контактов в замкнутом состоянии может произойти холодное сваривание:
Iãð Kñ 
0,102 F - определение допустимого тока, при отсутствии сваривания
Kc – коэффициент, характеризующий свойства материала контактов и их конструкцию
Электродинамическая стойкость контактов
Протекание токов КЗ через замкнутые контакты сопровождается возникновением усилий самопроизвольного размыкания контактов, что может привести к их свариванию. Силы, возникающие в контактных системах при протекании токов КЗ:
Fýä |
|
0 |
Kô I 2 |
- электродинамическая составляющая силы отброса контактов |
|
||||
|
|
4 |
|
|
Fòåðì |
m KáTê Fê |
- сила термического противодействия |
||
|
|
HBma |
|
|
Fê Fýä Fòåðì
Материалы контактов
Кматериалам контактов предъявляют следующие требования:
Высокая электрическая проводимость и теплопроводность
Высокая коррозионная стойкость в воздушных и других средах
Стойкость к образованию плёнок с высоким электрическим сопротивлением
Малая твёрдость для уменьшения требуемых сил нажатия
Высокая твёрдость для уменьшения механического износа при частых коммутациях
Малая эрозия материалов
Высокая температура плавления
Высокие значения тока и напряжения, необходимые для дугообразования
Простота обработки и низкая стоимость
Выключатели Основные требования
Выключатель – аппарат, предназначенный для включения/отключения токов при заданном напряжении и в любых режимах (длительная нагрузка, перегрузка, КЗ, ХХ, несинхронная работа системы).
Параметры выключателя в нормальном режиме
Номинальное напряжение
Наибольшее рабочее напряжение
Номинальный ток
Уровень изоляции и категория её исполнения
Высота установки над уровнем моря
Номинальная частота
Параметры выключателя в аварийных режимах
Номинальный ток отключения
Нормированное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН)
Номинальный ток включения выключателя
Ток термической стойкости
Ток электродинамической стойкости
Нормированная последовательность коммутационных операций