4.9. Робота контактних систем в умовах короткого замикання

При коротких замиканнях виникають досить важкі умови роботи як для контактів, що не розмикаються, так і для комутуючих контактів.

У контактних з'єднаннях, що не розмикаються, слабким місцем є болтове з'єднання. Болт, що стягує деталі, практично не проводить струму, і внаслідок короткочасності процесу короткого замикання можна вважати, що температура болта не змінюється. Теплове розширення струмоведучих деталей викличе додаткову напругу, яка, з’єднуючись з напругою затягування болта, може призвести до залишкових деформацій і ослаблення контактного з'єднання після його охолодження. Тому контактні з'єднання, що не розмикаються, треба перевірятися на додаткові механічні напруги, що виникають в болтовому з'єднанні при короткому замиканні.

Для контактів, що розмикаються, характерні: а) момент замикання; б) замкнуте положення; у) момент розмикання.

При коротких замиканнях виникає небезпека зварювання контактів при знаходженні їх у замкнутому положенні (при наскрізному струмі короткого замикання) і тим більше в момент замикання (включення на коротке замикання).

При короткому замиканні має місце не тільки різке збільшення струму, але і збільшення перехідного опору контакту через ослаблення контактного натиснення, що викликається електродинамічними силами. Теплова енергія, що виділяється в місці контакту і дорівнює

різко зростає і може викликати розплавлення і зварювання контактів. На практиці внаслідок короткочасності коротких замикань таке явище спостерігається рідко. Зварювання замкнутих контактів відбувається, як правило, за рахунок електродинамічного відкиду, коли електродинамічні сили дорівнюють контактному натисненню або перевершують його. Виникаюча при відкиді контактів дуга викликає значне оплавлення робочих поверхонь і їх зварювання при замиканні.

Для визначення мінімального струму, при якому відбувається зварювання контактів, можна користуватися наступною дослідною формулою (за даними Г.В. Буткевича [1]):

І ≤ К (10 Р)^1/2 ,

де І – допустима амплітуда ударного струму, а; Р – контактне натиснення, н; К – коефіцієнт, що залежить від матеріалу контактів і числа точок стикання.

Значення коефіцієнта К наведено в табл. 4.3.

Таблиця 4.3.

Тип контакту	Матеріал	К, а/Н0,5
Пакетно-пластинчатий Важільний (ламельний) Який не сам установлюється Важільний (ламельний) Який сам установлюється Розеточний (на один елемент розетки)	Мідь – латунь Мідь – мідь Латунь – латунь Мідь – латунь Мідь – латунь Мідь – мідь	300 – 400 410 505 575 550 600

При включенні на коротке замикання вірогідність зварювання контактів зростає як за рахунок можливої вібрації, так і меншого натиснення (у момент зіткнення контактне натиснення рівне початковому Р_н).

При відключенні струмів короткого замикання має місце сильне вигорання і оплавлення контактів. Зниження зносу дугогасних контактів досягається застосуванням дугостійких матеріалів і швидким переміщенням дуги по контактах.