Виды износа контактов. Виды контактных соединений. Типы разрывных контактов.
Износ контактов под воздействием электрических и механических факторов называется эрозией контактов. Разрушение или износ контактов под воздействием химических факторов называется коррозией контактов.
Эрозия усугубляется явлением дребезга при замыкании контактов. Явление дребезга обусловлено тем, что при замыкании возникает механический удар одной детали о другую и в месте удара контактов возникает отброс.
Контактные соединения могут быть разрывные и неразрывные.
Разрывные подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемные крепятся с помощью болтов, а неразъемные сваркой.
В разъемном происходят следующие процессы: при прохождении тока поверхности контактных деталей нагреваются за счет переходного сопротивления, при этом метал контакта расширяется в большей степени чем сталь болта. Возникающее при этом болтовое усилие приводит к пластичной деформации, т.е. болт становится длинее. При последующем отключении тока, контакт восстанавливает первоначальную величину, а болт остается растянутым. Соединения ослабляются. При включении тока процесс повторяется, поэтому необходимо регулярно подтягивать разъемный болт соединения.
Разрывные контакты применяются для надежного гашения дуги, следовательно, воздушный зазор между ними должен быть большим. Число касания и стабильность переходного сопротивления зависит от конструкции подвижных и неподвижных контактов. Подвижные контакты обладающие способностью устанавливаться в положении максимальным числом площадок контактирования называются самоустанавливающиеся.
Для борьбы с образованием оксидных пленок применяются контакты с перекатыванием. В которых происходит проскальзывание одного контакта по другому и пленка стерается. К разрывным контактам можно отнести контакты с комбинированным движением, с розеточной системой, счеточный контакт и т.д.
Жидкометаллические контакты.
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.
Преимущества жидко-металлических контактов
Малое переходное сопротивление и высокие допустимые плотности тока на поверхности раздела жидкий металлический электрод, что позволяет резко сократить габаритные размеры контактного узла и контактное нажатие, особенно при больших токах.
Отсутствие вибраций, залипания и окисления контактов при их коммутации.
Высокая механическая и электрическая износостойкость ЖМК, что позволяет создавать аппараты с большим сроком службы.
Возможность разработки коммутационных аппаратов на новом принципе благодаря свойствам текучести жидкого металла.
Возможность работы ЖМК при высоких внешних давлениях и высоких температурах.
Способы гашения дуги в электрических аппаратах.
Электрический разряд, возникающий при размыкании контактов, приводит к их износу и определяет надежность и долговечность контакта. Разряд является тлеющим разрядом или электрической дугой. Для гашения дуги необходимо:
1) увеличить расстояние между контактами.
2) увеличить интенсивность охлаждение дуги
3) увеличить давление
4) разряжение дуги
Способы гашения дуги:
1) В аппаратах низкого напряжения применяется дугогасительное устройство с узкой щелью, т.е. дугу заставляют гореть между стенками имеющие криволинейную форму, выполненную из керамики.
2) Перемещение дуги под воздействием магнитного поля (электромагнитное дутье) Если поместить дугу в магнитное поле катушки, намотанное на метал сердечника, то магнитное поле начинает втягивать дугу.
3) Гашение дуги с помощью дугогасительной решетки. Дуга под воздействием магнитного потока движется вверх на пластины разбивается на несколько дуг и гаснет.
4) Гашение дуги в потоке сжатого газа (элегаз SF6) (в ап высокого напряжения) сжатый газ обладает высокой плотностью и теплопроводностью обтекая дугу с высокой скоростью он охлаждает её и разбивает на ряд коротких дуг.
5) Гашение дуги в трансформаторном масле. При размыкании контактов возникает электрическая дуга и происходит взрывоподобное разложение масла на водород и газовую смесь.
6) Гашение дуги в вакууме, контакт помещают в среду с давлением Р=10-4Па.
7) Гашение дуги с помощью полупроводниковых приборов. в этом случаи применяются тиристоры и дуга не возникает.