Контакти автоматичних вимикачів, рубильників, контакторів
- Контакти для низьковольтної апаратури (НВА)
- Контактні з'єднання поділяють на такі групи:
- Перехідний опір контактів
- Фактори, що впливають на перехідний опір наступні:
- Матеріали, що застосовуються для контактів
- розмикаються контакти
- Важливими чинниками, за якими потрібно стежити під час експлуатації є:
Зміст статті:
- ніж обумовлено застосування срібла:
Контакти для низьковольтної апаратури (НВА)
Під низьковольтними апаратами розуміються автоматичні вимикачі, пускачі та контактори, а також рубильники (вимикачі-роз'єднувачі).
Контактом або контактним з'єднанням називають з'єднання двох струмопровідних елементів, яке проводиться за допомогою стиснення. Найчастіше, пару контактів складають - рухливий і нерухомий (або малорухливий) контакт.
Контактні з'єднання поділяють на такі групи:
- неразмикающіеся контактні з'єднання (при нормальній роботі не роз'єднуються, тільки під час ремонтних або профілактичних заходів - болтові з'єднання);
- розмикаються контактні з'єднання (контакти низьковольтних апаратів, комутуючі ланцюг);
- ковзаючі контактні з'єднання (контакти переміщаються один щодо одного без втрати зчеплення, наприклад, шарнірне приєднання ножів рубильника з нерухомими контактами).
Види контактів, що зустрічаються в автоматичних вимикачах і контакторах:
- головні контакти (або головна контактна група);
- дугогасительниє контакти (контакти, призначені для гасіння електричної дуги );
- допоміжні контакти (або додаткові контакти, або блок-контакти).
Роздільні головні і дугогасильні контакти є у автоматичного вимикача Електрон і контактора серії КТ .
Допоміжні контакти (поставляється як додаткова замовна опція) служать для сигналізації положення головних контактів.
Перехідний опір контактів
Одним з найбільш важливих параметрів для оцінки якості контактного з'єднання є його перехідний опір. Зниження перехідного опору, призводить до зниження тепла, що виділяється при протіканні струму. Проведений ток в основному обмежується заданою максимальною температурою. Отже, чим нижче перехідний опір, тим забезпечений кращий контакт.
На практиці визначають значення падіння напруги на контактній з'єднанні, через яке вираховують перехідний опір: Rп = ΔUn / In.
Фактори, що впливають на перехідний опір наступні:
- контактна стиснення;
- форма контактів в місці зіткнення;
- окислення контактів;
- вібраційні навантаження.
Контактна стиснення.
Сама ретельна обробка поверхні контактів все одно залишить мікронерівності. Тоді металевий контакт виникає в одній або декількох точках. Щоб забезпечити більш повне прилягання поверхонь контактів, створюють стискає силу, яка здавлює мікроскопічні горбки.
Форма контактів в місці зіткнення.
Кінематика низьковольтного апарату, а також виконувані ним функції визначають поверхні контактного з'єднання. За характером контакту виділяють три види контактних з'єднань:
- точковий контакт рис. а (струм проходить крізь точку);
- лінійний контакт рис. б (струм протікає по сукупності точок - лінію);
- площинний або многоточечний контакт рис. в (струм тече крізь кілька точок).
Як видно, срібло є найкращим матеріалом для контактів, що експлуатуються в тривалому режимі. Коли обрані мідні контакти (найчастіше, через відносно низьку вартість), застосовують регулярне змикання і розмикання контактів для механічного стирання оксидної плівки або ковзне контактне з'єднання.
Вібрація.
Вібраційні навантаження виникають повсюдно, де монтується низьковольтна апаратура. Наприклад, автоматичні вимикачі встановлюються в розподільні щити, які монтуються в промислових цехах; пускачі встановлюються поблизу с керованими асинхронними електродвигунами.
Найбільш небезпечні вібрації, які спрямовані по тій же лінії, що і стискає зусилля в контактах; а також вібрації, які можуть привести до резонансу кріпильних елементів і контактів. Якщо сила від вібрації перевищить значення стискаючої сили, то відбудеться короткочасне розчеплення. При великих токах це загрожує зварюванням контактів, при малих токах - їх обгорання.
Матеріали, що застосовуються для контактів
мідні контактиНайбільш поширеним матеріалом для контактів є мідь. Ключові фактори: висока електропровідність , Хороша твердість, тугоплавкі, а також висока комутаційна зносостійкість. Головним недолік - швидке утворення оксидної плівки із значним зростанням перехідного опору.
срібні контакти
Кращий матеріал для комутаційних апаратів, що працюють в тривалому режимі. Теплопровідність і електрична провідність найкраща серед металів. Окислення дуже повільне, оксиди мають достатню провідність. Негативні фактори - погана комутаційна зносостійкість (швидке вигоряння або розбризкування срібла), висока ціна.
вольфрамові контакти
Механічна міцність вольфраму стабільна в широкому діапазоні температур, а також значно перевищує ту ж характеристику інших контактних матеріалів. Вольфрам стійкий до високих температур електричної дуги (тугоплавкий матеріал). Негативні сторони - схильний до окислення, володіє високою ціною, перехідний опір в рази більше срібного або мідного електричного опору. Основне застосування - контактори з низьким амперажём з високою частотою включень і відключень.
графітові контакти
Графіт має високий питомий опір і має найвищу температурою експлуатації. Графітові контакти застосовуються в автоматичних регуляторах напруги і відрізняються тим, що не зварюються і можуть включати великі струми. Знос дуже швидкий, що призводить до утворення кіптяви.
металокерамічні контакти
Так як у багатьох масових комутаційних апаратів головні контакти суміщені з дугогасильними, то і накладаються суперечливі вимоги - малий перехідний опір, стійкість до високих температур електричної дуги, мала схильність до корозії. Жоден з чистих металів або сплавів не проходить перевірки. Тому знайшли вихід - гетерогенні сплави, які зберігають властивості окремо взятих компонентів.
Найбільш простими двокомпонентними металокерамічними контактами працюють склади металу з високою електричну провідність в поєднанні з маленькою температурою плавлення (мідь або срібло) і тугоплавкого металу (молібден або вольфрам). У підсумку виходить тугоплавкий скелет з вставками з металу з високою електричну провідність. При впливі дуги, срібло плавитися, але не розбризкується, а утримується в металокераміці силами змочування.
Метали подрібнюють до отримання порошку з частинками близько 40 мк, потім змішують, пресують і запікають при температурах 800 - 900⁰С.
Найбільшого поширення набули поєднання: срібло + окис кадмію (другий матеріал може замінюватися: вольфрамом, молібденом, нікелем, графітом), а також мідь + графіт.
Для забезпечення гарної електропровідності в місці з'єднання металлокерамической пластини з контактної деталлю, внутрішню сторону покривають подслоем срібла (до 1 мм).
розмикаються контакти
За умови роботи контакти низьковольтних апаратів розподіляють за трьома групами:
- контакти, які включають і відключають електричні ланцюги без струму (наприклад, контакти роз'єднувачів ). Знос відбувається через механічних факторів, забезпечують протікання номінального електричного струму або короткочасне протікання сверхтока;
- контакти, які включають і відключають струм при дуже малих значеннях напруги (до декількох вольт). Наприклад, контакти контакторів прискорення. При роботі схильні не тільки механічного зносу, а й незначного електричного зносу (виникнення іскри);
- контакти, які комутують струм при номінальній напрузі (контакти автоматичних вимикачів, пускачів і контакторів, рубильників).
Зупинимося на останній групі.
Основне завдання таких контактів забезпечити безперешкодне протікання номінального струму і сверхтока (короткі замикання, перевантаження). Зношуються контактні групи в основному через вигоряння і розбризкування матеріалу при гасінні електричної дуги, механічні фактори відіграють другорядну роль. Повторне включення допустимо після охолодження контактів.
Інтенсивність зникнення контактного матеріалу залежить від сили, що відключається струму, застосовуваного матеріалу, способу гасіння дуги. При включенні, деякий час контакти вібрують, що теж може призвести до зносу.
Найбільш важкі умови у тих контактів, які замикаються під час протікання аварійних струмів. Виявляється сильний покидьок контактів один від одного через електродинамічних сил, народжується потужна електрична дуга. Близько умови у контакторів, що запускають потужні електричні двигуни, пускові струми можуть відрізнятися від номінальних на порядок.
Важливими чинниками, за якими потрібно стежити під час експлуатації є:
- початковий і кінцевий стиснення (в основному забезпечується пружиною, яку слід регулярно міняти);
- провал контактів (відстань між точкою зчеплення і положенням, яке займає рухливий контакт при відсутності нерухомого);
- стан контактних поверхонь;
- наявність прослизання або перекату, якщо вони гарантуються кінематичною схемою.
Розгорнута інформація по догляду за контактами, вимірюванню контрольованих величин знаходиться в книзі, зазначеної нижче (практичні рекомендації зі сторінки 35).
Список використаної літератури
Образцов В. А. Догляд за контактами низьковольтних апаратів. - Ленінград: Госенергоіздат, 1959 - 61 с.
Книга у вільному доступі на сторінці Прайс лист .