Контактная система электрических аппаратов: конспект

Контактная система электрических аппаратов

Условия работы контактов. Контактная система электрического аппарата состоит в большинстве случаев из пары или нескольких пар подвижных и неподвижных контактов, при замыкании которых образуется электрическая цепь. Материал контакта должен обладать высокой механической прочностью, хорошей электропроводностью, термостойкостью и антикоррозийностью. Широкое распространение по- лучили контакты из меди и ее сплавов (латунь, бронза). При длительной

Рис. 1. Соединение двух контактов (а) и зависимости изменения

переходного сопротивления от контактного нажатия (б)

Рис. 2. Схема линии тока (а) и направление электродинамических сил при включении контактов (б)

непрерывной работе во избежание окисления в некоторых аппаратах медные контакты покрывают слоем олова или выполняют с серебряными накладками. Алюминий и сталь применяются главным образом для неподвижных контактных соединений. Для защиты от коррозии алюминиевые контакты иногда оцинковывают, а стальные покрывают слоем кадмия.

В зависимости от характера соприкосновения элементов контактного соединения контакты подразделяют на

точечные, линейные и поверхностные (плоскостные). Полное сопротивление контактного соединения в основном определяется переходным сопротивлением Rn в месте

соприкосновения контактов. При соприкосновении двух контактных поверхностей 1 и 2 (рис. 1, а) электрическое соединение происходит не по всей поверхности, а по точкам соприкосновения, которые образуются из-за неточной обработки поверхностей и износа в результате воздействия электрической дуги. На контактной поверхности располагаются также различные пленки (окисные, сульфидные и др.), образующиеся в результате взаимодействия материала контактов с кислородом воздуха и другими химическими реагентами. Окисные пленки большинства металлов не проводят электрический ток и резко повышают переходное сопротивление. При нажатии контактов силой Q происходит частичное смятие материала контакта и продавливание пленок в точках соприкосновения; при этом возрастает площадь реального соединения и уменьшается переходное сопротивления Rп (рис. 1, б).

На контакты электрических аппаратов в моменты их включения и отключения действуют электродинамические и механические силы, которые влияют на переходное сопротивление и приводят к механическому износу контактов. В первый момент включения аппарата, когда на контактные поверхности еще полностью не действует сила нажатия, соприкосновение происходит по отдельным точкам, через которые проходит весь ток I (рис. 2, а). При этом линии тока в месте контактного перехода искривляются, располагаются параллельно и имеют в нижнем и верхнем контактных элементах противоположное направление (рис. 2, б). Магнитные поля этих токов, взаимодействуя между собой, создают электродинамические усилия взаимного отталкивания F, которые стремятся разомкнуть контакты и вызывают их вибрацию. Кроме электродинамических усилий, отталкиванию контактов способствуют механические силы, возникающие в момент упругого удара одного контакта о другой. В результате под действием сил нажатия и инерции происходит вибрация контактных