6.2 Електродинамічні сили взаємодії струмоведучих частин апаратів. Електродинамічна стійкість провідників і апаратів.

В режиме короткого замыкания через токоведущие части электрических аппаратов протекают токи, которые могут превышать номинальные в десятки (сотни) раз. Эти токи, взаимодействуя с внешним магнитным полем, создают электродинамические усилия (э. д. у.), которые стремятся деформировать токоведущие элементы аппаратов, а также и изоляторы, на которых они закреплены. Способность аппарата противостоять э. д. у., возникающим при прохождении токов короткого замыкания, называется электродинамической стойкостью аппарата. Эта величина может быть выражена либо непосредственно амплитудным током г'дин, при котором механические деформации в отдельных деталях аппарата не выходят за пределы допустимых значений, либо кратностью этого тока относительно амплитуды номинального тока /н Иногда динамическую стойкость характеризуют действующим значением ударного тока за период после начала короткого замыкания. Для расчета величины э. д. у. наибольшее применение получили два метода.

Перший метод – на підставі закону взаємодії провідника зі струмом і магнітним полем.

Дрцгий метод – за зміною магнітної енергії системи.

Електродинамічна стійкість електричних апаратів

Механічна міцність матеріалу залежить не лише від значення сили, але і від її напрямку, тривалості дії, від крутизни її зростання. На даному етапі при проектуванні електричних установок і електричних апаратів відомості про умови роботи різних матеріалів при значних динамічних відомості обмежені, тому розрахунок міцності проводять виходячи з тих значень сили, яка діє на струмоведучі частини. Для трьохфазних електричних апаратів розрахунковий струм приймає ударне значення.

Розрахунок стійкості проводиться для середньої фази, оскільки вона знаходиться в найбільш жорстких умовах по силах, які діють на неї.

Струмоведучі трьохфазні частини слід розглядати як пружну систему. Тому при розрахунках механічної стійкості не потрібно нехтувати між власними механічними коливаннями електричних установок та струмоведучих частин початкового резонансу і власне частота коливань визначається за формулою

– густина

– прискорення вільного падіння

– модуль пружності , модуль Юнга

– момент інерції шини

– довжина прольоту між ізоляторами

– коефіцієнт, який залежить від способу кріплення шини

– якщо шина закріплена жорстко

– якщо шина закріплена з одного боку

–якщо шина лежить вільно на ізоляторах

6.3 Вимикання електричних кіл змінного і постійного струму. Відновлювальна напруга на контактах вимикача.

Процес вимкнення електричного кола при КЗ

Розглянемо процес вимкнення вимикача при КЗ.

При розмиканні контактів струм не переривається у відповідності до закону Ленца. у ланцюгу виникає ЕРС, яка перешкоджає зміні струму, тому він знаходить собі шлях через проміжок, іонізується.

Щоб розірвати струм слід погасити дугу. в межах змінного струму умови для гасіння дуги виникає 2 рази на період .

Для того, щоб погасити дугу слід, щоб процеси де іонізації переважали над процесами іонізації. При цьому необхідно, щоб відбувся процес перетворення дугового проміжку з провідника в діелектрик.

Також в дуговому проміжку в момент гасіння починається процес відновлювання напруги відносно невеликої напруги комутації до номінальної напруги мережі.

Якщо на протязі всього процесу переважають втрати енергії, то дуга знову не виникає – і ланка розмикається.

Якщо ж втрати енергії незначні, то дуга горітиме мінімум півперіоду. Основна функція вимикача не погасити дугу, а не дати можливості їй горіти.

Це досягається шляхом інтенсивної де іонізації дугового проміжку різними штучними засобами.

Процес в дуговому проміжку.

Розглянемо процес падіння напруги на дуговому проміжку від струмів електричного розряду в газах (повітрі)

Тобто такий фізичний процес можна розбити на 3 ланки:

1. тліючий розряд, характерними ознаками якого є високе падіння напруги біля катоду, там де великі струми

2. перехід тліючого розряду в дуговий характеризується різним падінням напруги і збільшенням струму

3. дуговий розряд, ознаками якого є мале падіння напруги біля електродів в 10-15 В та велика густина струму (до 100 кА/см2)

При збільшенні струму напруга спочатку зменшується, а потім практично не змінюється, то дуга горить стало.

У нормальному стані повітря є ізолятором, для того щоб воно стало провідником, треба щоб у ньому утворилися електричні частинки, вільні електрони або позитивні іони. Такий процес називається іонізіцаєю.

При розгляді дугового проміжку особливу увагу приділяють:

1. з процесів біля електродів –термоелектронна та автоелектронна емісія

2. процесів у дуговому проміжку – термічна іонізація та іонізація поштовхом.

Термічна емісія – вивід електронів з розігрітої поверхні.

густина струму залежить від температури нагрітої поверхні і матеріалу контактів.

Автоелектронна емісія – випромінення електронів з розігрітої поверхні під дією електричного поля.

Тобто виникнення дугового розряду є наслідком термоелектронної та автоелектронної емісій

Іонізація поштовху – якщо вільний електрон має достатню швидкість, то дуговому проміжку при зіткненні з нейтральною часткою, то він вибиває з неї електрони і це відбувається лавиноподібно.

Термічна іонізація – процес іонізації під дією високої температури.

Підтримання дугового розряду іде в основному за рахунок термічної іонізації.

Основною характеристикою термічної іонізації є ступінь іонізації – відношення кількості іонізованих атомів до загальної кількості в певному об’ємі.

Одночасно з процесами іонізації ідуть процеси де іонізації – процес з’єднання заряджених часток і утворення нейтральних молекул.

Рекомбінація – процес утворення нейтральних часток

Дифузія – процес переходу заряджених частинок з дугового проміжку в навколишнє середовище, що зменшує провідність дуги.

ВАХ дуги

Залежність падіння напруги на стовбурі дуги від струму називається ВАХ – ланка три графік 1.

Початок дугового розряду характеризується напругою запалення. З ростом струму напруга різко падає. Це значить, що опір дугового проміжку падає швидше, ніж збільшується струм.

Якщо для кожного значення струму в певний момент часу встановлювати рівновагу, коли ступінь іонізації дорівнює ступеню де іонізації, то такий режим називається СТАТИЧНИМ.

А крива 1 називається статичною характери кою дуги.

Якщо зміна струму відбувається від І₀ до 0 і фіксується падіння напруг, то отримаємо ряд кривих 2.

При швидкій зміні струму від І₀ до 0 отримаємо криву 3 (динамічна характеристика дуги).

Напруги, при яких дуга погасне називаються напругою гасіння при даній величині струму при заданих характеристиках.

Якщо падіння напруги по дузі та напруги дугового проміжку характеризують дугу як провідник, то U3 таUгас характеризують ізоляційні властивості дугового проміжку, при цьому падіння напруги на стаціонарній дузі розподіляється нерівномірно.

Lдуги – відстань між контактами

Uд= Електродне+ЕдДд

Uє= Uа+ Uк

Uє – напруга електрода

Ед – повздовжній градієнт напруги – падіння напруги на одиницю довжини напруги.

Хід характеристик Uд та Ед в біля електродних областях різко відрізняється від цих характеристик на стовбурі дуги. Біля електродів контактів існує різке падіння напруги, яке залежить від матеріалу контактів і навколишнього середовища.

Процес вимкнення електричного кола вимикачем високої напруги можна умовно розбити на три фази, що дуже швидко і без пауз протікають одна за одною: розмикання контактів і виникнення дуги; гасіння дуги; відновлення електричної міцності дугового проміжку, що перешкоджає повторному запалюванню дуги. У вимикачах постійного струму основним засобом гасіння дуги є розтягування її до так званої критичної довжини (така довжина дуги постійного струму, при якій вона (при заданих постійних Ед і Uе) існувати не може). Щоб погасити дугу пост. струму, необхідно створити умови, при яких у дуговому проміжку, при всіх значеннях струму від початкового до кінцевого значення процеси деіонізації переважали б над процесами іонізації.

U е=Uд+іR+Ldi/dt, де Ldi/dt-спад напруги на індуктивності при зміні струму.

Якщо дуга горить стало di/dt=0, Uе=Uд+іR.

Для гасіння дуги необхідно, щоб струм у дуговому промідку зменшувався di/dt<0, тоді Uд>U-іR.

Рис. Б): 1-напруга джерела живлення, 2-спад напруги в опорі, 3- ВАХ дуги.

В точках а і б виконується умова Ldi/dt=0, тому напруга на дуговому проміжку: U=Uд+іR, тобто в цих точках має місце рівновага, коли процеси іонізації дорів­нюють процесам деіонізації, при чому в т.а рівновага буде нестійкою, а в т. б-стійкою.

і<Іа, Uд>U-іR, а Ldi/dt<0, тобто струм у дуговому проміжку буде менше величини Іа, то за певних умов, він може прийняти нульове значення і дуга погасне. і>Іа, Uд<U-іR, Ldi/dt>0, відбудеться накопи­чен­ня ел.магн. енергії в контурі, дуга розгоряється. і<Іб, Uд>U-іR, а Ldi/dt<0, відб. втрати ел.магн. енергії. В т. б значення напруги є недостатнім для підтримання процесу горіння дуги, то струм, який збільшується буде коливатися в околі т. б. В т. б дуга горітиме стало.

Для гасіння дуги необхідно, щоб виконувалася умова Uд>U-іR, це значить, що протягом усього процесу горіння дуги ВАХ повинна лежати вище характеристики U-іR і не повинна мати з нею ні однієї точки дотику.

Д уга при змінному струмі є своєрідним природним елементом процесу вимкнення, що точно вказує на оптимальний момент вимкнення і істотно сприяє самому процесу вимкнення. Слід лише забезпечити якнайшвидше відновлення електричної міцності дугового проміжку шляхом його деіонізації і видалення з нього заряджених частинок. Якщо для дуги пост. струму необхідно створити певні умови, щоб струм впав до 0, то при змін. Струмі від ступені іонізації дугового проміжку струм проходить через 0 кожні Т/2 і таким чином певною мірою полегшуються умови гасін­ня дуги, оскільки немає підживлення дугового проміжку в момент гасіння дуги. В момент виникнення струму має місце різке наростання напруги Uз, із збільшенням струму спад напруги на дузі зменшується і досягає мінімуму при максимальному струмі.Далі напруга на дузі знову зростає і досягає Uг. На рис. б)-ВАХ дуги змін. струму.

У мова гасіння дуги: Якщо наростання опору проміжку, яке представлене пробивною напругою Uпр (крива1), буде випереджати наростання напруги на проміжку (крива2), то дуга погасне при переході струму через 0. Якщо ж наростання опору проміжку піде повільніше (крива3), то в момент часу, що відповідає точці 0, відбудеться повторне запалювання дуги, у колі зявиться струм і відповідний йому спад напруги на дузі (крива4)

Выбор перспективных типов коммутационной аппаратуры для электрических установок

       1.1. Общая характеристика условий коммутации электрических цепей        Отключение электрических цепей коммутационными аппаратами сопровождается возникновением и последующим гашением электрической дуги.        В связи с тем, что электрическая цепь переменного тока в нагрузочном режиме в общем случае обладает индуктивным, емкостным и активным сопротивлениями, в магнитных и электрических полях цепи накапливается электромагнитная и электростатическая энергия:

       После разрыва цепи коммутационным аппаратом накопленная энергия не может мгновенно исчезнуть и должна рассеиваться на активных сопротивлениях. При принудительном мгновенном срезе тока этот процесс может сопровождаться перенапряжениями порядка (5…10) Uн.        В коммутационных аппаратах рассеивание электромагнитной энергии происходит в возникающей при отключении электрической дуге, которая становится активным энергопоглощающим элементом аппарата. В приведенной на рис. 1 структуре электрической дуги в межконтактном промежутке следует выделить участок катодного падения напряжения 1 протяженностью 10-4…10-5 см при падении напряжения 10…20 В (потенциал ионизации), при напряженности поля 105…107 В/см и плотности тока 104…107 А/см².

Рис. 1. Зоны дугового разряда

       Ствол дуги 3 представляет область сильно ионизированного газа с температурой 103…104 К и выделяющейся энергией порядка (0,5…1,5)106 Вт/см. Ствол дуги является основным теплоотводящим элементом и существенно зависит от среды, в которой горит дуга (отвод тепла в водородной среде в 20–30 раз выше, чем в воздухе). Анодный участок 2 определяется условиями приема зарядов на аноде с плотностью тока (1…5)103 А/см².        Баланс энергии в стволе дуги определяется энергией, выделяемой током дуги, и отводимой энергией за счет теплопроводности, конвекции и излучения. При отрицательном балансе тепловыделения обеспечиваются условия для гашения дуги. Падение напряжения в дуге при ее гашении определяется интенсивностью ее деионизации дугогасительными устройствами. Волновая диаграмма, соответствующая процессу гашения дуги в коммутационном аппарате (КА), приведена на рис. 2.

Рис. 2. Восстановление напряжения в коммутационном аппарате

       В режиме короткого замыкания в цепи преобладает индуктивная нагрузка. При включенном КА падение напряжения между контактами близко к нулю. В момент разрыва электрической цепи (МРК), например, под действием защиты в межконтактном промежутке под действием напряжения внешней цепи возникает дуга (Uзаж). До прохождения тока через нулевое значение (рис. 2, точка 1) падение напряжения в дуге (Uд) определяется совместным ходом ионизационных и деионизационных процессов. При подходе тока к нулю (точка 1) напряжение в дуге возрастает до значения Uгаш и в точке 1 вместе с током цепи падает до нулевого значения. При этом возникает пауза тока (10-4с) и дуга гаснет. Окончательно гашение дуги определяется скоростью восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка (Uэп). Если диэлектрическая прочность межконтатного промежутка нарастает быстрее, чем падение напряжения в дуговом промежутке (Uв), то дуга больше не возникает. В противном случае процесс гашения перейдёт в следующий полупериод. Напряжение внешней цепи в момент прохождения тока через нулевое значение называется возвращающимся напряжением (U0). Фактическое значение напряжения в межконтактном промежутке называется переходным восстанавливающимся напряжением (Uв), оно имеет вынужденную и высокочастотную составляющую и может существенно превышать напряжение сети, что определяется параметрами (L и С) отключаемой цепи. Значение переходного восстанавливающего напряжения (ПВН) зависит от параметров отключаемой цепи (L, С, R), характеристик выключателя (его дугогасительных устройств, кинематики механизма), мгновенного значения напряжения сети в момент обрыва тока, начального момента короткого замыкания, его вида и других случайных факторов. Это осложняет однозначное и достоверное определение ПВН.        Отключение электрической цепи связано с гашением дуги за счет деионизации межконтактного промежутка и восстановлением его электрической прочности, достаточной для восприятия высокочастотного восстанавливающегося напряжения. То есть гашение дуги сопровождается соревнованием процессов нарастающей электрической прочности между расходящимися контактами выключателя и восстанавливающегося напряжения. Результат этого соревнования и определяет положительный или отрицательный исход процесса отключения. Условия гашения дуги и скорости восстановления электрической прочности в межконтактном промежутке определяются конструкцией и мощностью дугогасительных устройств (внутренняя характеристика выключателя).        Основными факторами, влияющими на процессы деионизации дугового промежутка, являются отключаемый ток, количество выделенного и отведенного от дуги тепла (особенно в зоне прохождения тока через нулевое значение) и свойства дугогасительного устройства, которые зависят от конструкции дугогасительной камеры и процесса гашения дуги.        Процессы восстановления напряжения между контактами выключателя после гашения дуги определяются в основном параметрами отключаемой цепи (внешняя характеристика процесса отключения) и в меньшей степени на него влияют конструктивные элементы выключателя. Таким образом, отключающая способность выключателя определяется предельным отключаемым током (внутренняя характеристика) при определенных условиях восстановления напряжения на его контактах (внешняя характеристика отключаемой цепи). Оценивать количественно и сопоставлять между собой эти характеристики в условиях эксплуатации достаточно сложно, кроме того, один и тот же выключатель может работать в разных условиях, зависящих от схемы сети [1].        1.2. Нормирование восстанавливающего напряжения        ГОСТ 687-78 устанавливает зону допустимых изменений восстанавливающегося напряжения (нормированные характеристики), при которой рост восстановления диэлектрической прочности контактного промежутка (при исправных дугогасительных устройствах) обеспечит положительный исход процесса отключения. Для выключателей до 35 кВ границы нормированной характеристики определяются двумя параметрами (рис. 3, Uс и t1), для выключателей напряжением более 110 кВ – четырьмя параметрами (рис. 4, Uс; U1; t2; t3).

Рис. 3. Нормированная характеристика для выключателя напряжением до 35 кВ

Кп = 1,5; Ка = 1,4

Рис. 4. Нормированная характеристика для выключателя напряжением более 110 кВ

Кп = 1,3; Ка = 1,4        Временные параметры и отношение Uн/Uраб.max, а также линия запаздывания определяется ГОСТом [2]. Выход кривой восстанавливающегося напряжения за границы нормированных характеристик может привести к переходу процесса отключения в аварийный режим. Получить достоверную характеристику изменения восстанавливающегося напряжения в условиях эксплуатации достаточно сложно. Поэтому целесообразно установить диапазон изменения восстанавливающегося напряжения с учетом возможных схем расположения выключателей установки для различных режимов работы отключаемой сети и параметров установленного оборудования. Если кривые изменения восстанавливающегося напряжения, полученные для широкого диапазона вариантов параметров отключаемой цепи, не выходят за пределы нормированных характеристик, можно, при условии исправности дугогасительных устройств и кинематики выключателя, предполагать сохранение отключающей способности выключателя при работе его в данном месте установки в предельных режимах. Использование компьютерных методов расчета восстанавливающегося напряжения позволяет охватить вычислениями произвольное число изменяемых параметров рассматриваемой сети и оценить внешние условия работы выключателя с учетом критических ситуаций [2]. Для оценки состояния внутренней характеристики выключателя (скорости нарастания) электрической прочности контактного промежутка целесообразно предусмотреть использование специализированных устройств в составе комплекса непрерывной или периодической диагностики выключателя.        1.3. Влияние параметров переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН) на отключающую способность выключателя        Отключающая способность выключателя определяется интенсивностью работы его дугогасительных устройств. Для успешного гашения электрической дуги необходимо, чтобы после перехода тока через нуль электрическая прочность межконтактного промежутка росла быстрее и была все время выше кривой ПВН. Электрическая прочность межконтактного промежутка после перехода тока через нуль определяется процессами распада плазмы, содержащейся в стволе дуги. Эти процессы начинаются еще до перехода тока через нуль, и их интенсивность связана с работой принципиально разных дугогасительных устройств для эксплуатируемых типов выключателей. Процессы отключения электрической цепи обусловливают два типа отказов выключателей, существенно отличающихся друг от друга: • скорость роста восстанавливающегося напряжения (СВН) на дуговом промежутке в первые 2–3 мкс после прохождения тока через нуль превышает некоторое критическое значение, и распадающийся ствол дуги формируется вновь – образуется тепловой пробой (рис. 5, а); • при успешном прохождении стадии теплового пробоя ПВН достигает максимального значения, превышающего электрическую прочность межконтактного промежутка (рис. 5, б), – наступает электрический пробой.        Условия теплового и электрического пробоя в значительной степени определяются типом выключателя. Из этого следует, что СВН и максимальное значение ПВН, от которых зависит исход гашения дуги, ограничивают отключающую способность выключателя. Количественная зависимость отключающей способности выключателя от величины и формы восстанавливающегося напряжения различны для разных типов выключателей.        Воздушные выключатели имеют кривые восстанавливающейся прочности межконтактного промежутка S-образной формы с низким значением электрической прочности в течение 10–15 мкс (рис. 5, а, кривая 1). Этот начальный участок обусловливает повышенную чувствительность воздушных выключателей к высоким скоростям ПВН (рис. 5, а, кривая 2) и их подверженность к низковольтным повторным зажиганиям – тепловой пробой.        Масляные выключатели характеризуются меньшим влиянием СВН на предельную отключающую способность, так как гашение в них происходит за счет энергии, выделяемой самой дугой (рис. 5, б, кривая 3). Критические условия в них могут возникнуть при больших амплитудах ПВН (рис. 5, б, кривая 4) – электрический пробой.

Рис. 5. Сравнение кривых изменения электрической прочности межконтактного промежутка и изменения ПВН

       Обязательное обеспечение АПВ всеми типами выключателей существенно увеличивают зависимость работы всех выключателей от характера изменения ПВН, когда при последнем цикле АПВ работа дугогасительных устройств существенно ухудшается из-за недостаточной интенсивности деионизации межконтактного промежутка.        В вакуумных выключателях дуга горит в парах металла, выделяющихся электродами при размыкании контактов, то есть дуга сама воспроизводит среду, в которой горит. При подходе переменного тока к нулевому значению снижается плотность паров металла, выделяемых с поверхностей нагретых контактов. Интенсивность ионизации в зоне плазмы дуги резко снижается, что способствует быстрому нарастанию электрической прочности межконтактного промежутка, который выигрывает соревнование с изменением кривой ПВН. В связи с этим вакуумные выключатели более устойчивы по отношению к предельным изменениям СВН и ПВН.        Элегазовые выключатели по своим характеристикам близки к воздушным, но высокая электрическая прочность дугогасительной среды (SF6) повышает их устойчивость к возможным предельным значениям СВН и ПВН.

6.4 Електричні контакти.

Електричні апарати складаються з окремих деталей і провідників, електрично з’єднаних між собою. Місце переходу струму з однієї струмоведучої деталі в іншу називають електричним контактом.

Контактування – навність електричного контакту (саме явище).

Контак принаймні складається з двох частин. За можливістю переміщення цих частин одна відносно одної при заданій дії причтрою контакти електричних апаратів можуть бути розділені на три групи: розбірні, комутувальні і ковзаючи.

Розбірні – контакти, у яких в процесі роботи деталі не переміщуються одна відносно одної, а залишаються надійно скріпленими.

Комутувальні – контакти, які в процесі роботи замикають, розмикають або перемикають електричне коло, у якому протікає або може протікати струм.

Ковзні – різновид комутованих контактів, у яких одна з деталей переміщується (ковзає) відносно іншої, електричний контакт при цьому не порушується.

Розрізняють умовну і ефективну площину контактування..

За формою контактуванні розрізняють три види контактів:

Точковий – контактування забезпечене тільки в одній площині – точці напр., сфра – сфера, сфера – площина... Умовні і физичі картини контактування збігаються.

Лінійний – умовне контактування деталей відбувається по лінії нпра циліндр – циліндр, циліндр – площина ... Фізична картина контактування буде подана рядом площин (мінімум 2), розташованих на лінії.

Поверхневий – умовне контактування відбувається по поверхні, фізичне – в ряді площини (мінімум три), розташованих на одній поверхні.

Якщо дві деталі контактують у одній площині, то її розмір у першому наближенні , – сила, що стискує деталі, – тимчасовий опір матеріалу стискання., Якщо у m площинах, то

Тип контакту визначається його призначеням, значенням струму і контактного натиску. конструка\цією контактного вузла і всьогоо апарата. Багато точкове контактування забезпечує більш надійний контакт.

Перехідний опір – відносно великий електричний опір, який має місце в зоні переходу струму з одного тіла в інше.За своєю природою він є звичайним опором металевого провідника. , е – величмна, яка залежить від матеріалу і форми контактів, способу його обробки та стану контактної поверхні, Р – сила, що стискає контакти, п – показник степеня, що характеризує кількість точок дотику.

Перехідний опір залежить від контактного натиску (при однаковому натисканні перехідний опір обного і того ж контакту при кожному замиканні може бути різним), від температури (із збільшенням температури збільшується температура пагорбів і площин зіткнення за рахунок зміни питомого опору стиску, температурний коеф зменш), від стану контактної поверхні (шліфування збільшує перехідний опір), від властивостей матеріалу контактів, від впливу зовнішньої площини контактування (мало залежить, але зі збільш ном стр треба збільш зовн пов конт, бо зі зб стр ростуть втрати, а щоб їх зменш потрібна велика поверхня)

Пальцевые контакты относятся к упругим скользящим линейным контактным соединениям.

В выключателях высокого напряжения пальцевые контакты соприкасаются с плоскими или клинообразными подвижными ножами, укрепляемыми на траверсе.

Пальцевые контакты могут использоваться как основные рабочие, так и как дугогасительные контакты.

Мосткові контакти застосовуються в апаратах з прямоходною рухомою системою. Гнучке зєднання в них відсутнє, але потрібне подвійне контактне натискання. Так як теоретично перекочування та проковзування відсутні, то мідні контакти, як правило, не застосовуються. Використовують контакт из срібла або металокераміки. Робочі поверхні виконуються з а схемою площина – площина, площина- циліндр, площина-сфера, сфера-сфера (при малих струмах).

Врубні контакти.

найпростіші з них складаються на невеликі струми складаютьься з нерухомого контактного стояка, я кий входить рухомий контактний ніж. Натиск здійснюється за рахунок пружних властивостей матеріалу стояка. Щоб уникнути погіршення пружних властивостей губок і порушення контакту внаслідок перегрівань, на високих струмах застосовують сталеві пружини з метою отримання більш стійких натиснень.

Роликові контакти служать для зняття струму з нерухомих деталей, які перемикаються роликами та проводять струм на рухомий контакт. Ролики змінюють гнучке зєднання і широко застосовуються при великих розбіжноятх рухомих контактних систем та застосовуються на великі номінальні струми.

Торцьові контакти виконуються у вигляді суцільних металевих стержнів або порожнистих труб. Контактні поверхі можуть бути плоскими, сферичними, або одна – плоскою, інша – сферичною. Контакти мають великий перехідний опір і потребують великої сили натискання, тому використовувати їх на великі номінальні струми недоцільно. Використовуються переважно як дугогасильні. Для забезпечення надійного протікання струму потребують гнучкого зєднання, роликового або іншого струмопроводу.

розеткові контакти складаються з контактного стрежня і ряду сегментів з пружинами, що утворюють нерухомий контакт. використовуються переважно в якості головних.

Вони не можуть витримати значні струми. Зявляються оплавлення на контактній поверхні, що веде до різкого зростання зусилля для вмикання та вимикання контактів. для вмикання значних струмів застосовують паралельне вмикання декількох пар дугогасильних контактів.

Контактна система вимикачів на великі струми – двоступенева, з головних і дугогасильних контактів. Головні контакти повинні мати малий перехідний опір, оскільки по них проходить основний струм. звичайно це масивні мідні контакти з срібними накладками на нерухомих контактах і металокерамічними накладками на рухомих контактах. Дугогасильні контакти замикають і розмикають коло, тому вони мають бути стійкі до дуги, що виникає. Поверхня дугогасильних контактів металокерамічна.

Зношування контактів – руйнування робочої поверхні контактів комутування, що призводить до зміни їхньої форми,, розміру, маси і до зменшення провалу.

Існує два види зношування електричне та механічне.

Зношування, яке відбувається під дією електричних факторів, називається електричним зносом або електричною ерозією.

При розмиканні сила стиску контактів знижується до нуля, різко зростають перехідний опір контакту та густина струму в останній площині контактування. Внаслідок сильного нагрівання площини між розбіжними контактами утворюється контактний перешийок із контактного металу, який рветься. При чому можуть виникати різні форми електричного розряду.

Зношування контактів при малих струмах

Ерозія контактів обумовлена руйнуванням контактного перешийка внаслідок його розпилювання і розривання, це відбувається не всередині, а ближче до одного з його електродів.

Зниження ерозії можна досягти за рахунок застосування ерозійно тривких матеріалів та за рахунок шунтування контактів іскрогасники (активно ємнісними) електричними колами.

Також зношування контактів відбувається при розмиканні, яке залежить від кількості розмикань, від напруженості магнітного поля, від струму (зростає із збільшенням величини струму), від ширини контакту (можна регулювати кількість металу, який втрачається в зоні горіння дуги).