КЛАССИФИКАЦИЯ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Замыкание любой электрической цепи обычно осуществляется соприкосновением двух токопроводящих эле­ментов аппарата, называемых электрическими контактами. Место соприкосновения контактов всегда обладает повы­шенным сопротивлением по сравнению с сопротивлением самих контактов. Поэтому, при прохождении тока, возникает опасность нагрева места соприкосновения контактов, способного вызвать повреждение контактной поверхности или даже полное разрушение (расплавление) самих контактов. Конструкция аппарата должна обеспечивать наименьшее сопротивление в месте соприкосновения контактов и лучшее охлаждение их для предотвращения чрезмерно­го нагрева.

Сопротивление в месте соприкосновения контактов зависит от величины поверхности их соприкосновения, от давления на эти поверхности и материалов, из которых изготовлены контакты. Практически же возможности увеличе­ния поверхности соприкосновения контактов весьма ограничены из-за наличия на контактах неровностей. Если же даже изготовить идеально ровные контакты и обеспечить хорошее их соприкосновение, то при эксплуатации возникают но­вые неровности, ухудшающие его. Поэтому контакты изготавливают такой формы, которая более долго сохраняет близкую к расчётной площадь соприкосновения.

Контакты подразделяются по виду соприкосновения контактных по­верхностей и по исполнению.

По виду соприкосновения контактных поверхностей контакты бывают:

• точечные контакты (соприкосновение двух сферических поверхностей рисунок 1,а и рисунок 2,г). Применяются в аппаратах, работающих при малых токах.

• линейные контакты (соприкосновение двух цилиндрических поверхностей рисунок 1,б и рисунок 2,а, б, в), при которых сопри­косновение происходит по линии. Следует отметить, что линейное соприкосновение контактов имеет ограничение по длине (20-35 мм), так как при большей длине возникновение неровностей и перекоса контактов сильно изменяет вели­чину соприкосновения контактов по сравнению с расчётной. Линейные контакты применяются в аппаратах, работаю­щих при больших токах.

• плоские контакты (рисунок 1,в и рисунок 2,г), рассчитанные на большую площадь прилегания плоских поверхностей. Приме­няются в болтовых соединениях и в аппаратах, контакты которых редко изменяют своё положение.

Рисунок 1. Виды соприкосновения контактных поверхностей электрических контактов:

точечные (а); линейные (б); плоские (в).

• По исполнению контакты бывают (рисунок 2): г-образные (стопообразные), пальцевые, пластинчато-торцевые, мостиковые и клиновые.

Рис 2 Исполнение электрических контактов

Таким образом, величину электрического сопротивления в месте соприкосновения контактов в значительной степени определяет нажатие (давление) контактов. Чем больше это нажатие, тем меньше сопротивление и наоборот. Однако слишком большое нажатие вызывает увеличение сопротивления движению привода и повышает износ контактов, поэтому в каждом аппарате устанавливают лишь необходимое нажатие способное предохранить контакты от нагрева

Показателем нагрузки контакта аппаратов силовой цепи являются значение тока приходящегося на 1 мм дли­ны линии соприкосновения контактов и на 1 кг нажатия контактов. Например, контакты электропневматических контак­торов имеют расчетную нагрузку 25 A/мм и 15 A/кг.

Для улучшения отвода тепла контактные элементы обычно изготавливаются массивными и из материалов с хорошей теплопроводностью. Контакты, изготавливаются медными латунными серебренными реже графитовыми и угольными Медные контакты получили наибольшее применение, но их главным недостатком является то, что они легко окисляются. Для уменьшения окисления они подвергаются лужению. Значительно меньше окисляются серебряные кон­такты, но в связи с тем, что они дороже медных и хуже противостоят действию дуги, их применяют в аппаратах, разры­вающих цепи с небольшими токами.

В эксплуатации большое влияние на работу контактов оказывает состояние контактных поверхностей. Появле­ние неровностей и наплывов металла окисление загрязнение поверхности увеличивают переходное сопротивление и ухудшают условия работы контактов. Для уменьшения этих вредных влияний применяется очистка поверхностей кон­тактов во время их замыкания. Это достигается взаимным трением контактных поверхностей при замыкании контактов. С этой целью контакты изготавливают либо скользящими (рис 2,б), когда контактный палец скользит по поверхности контактного сегмента, либо притирающими, когда осуществляется взаимное перекатывание и трение контактных по­верхностей двух Г-образных контактов (рисунок 3). Последний способ обеспечивает более надежный контакт, поэтому он применяется в большинстве современных конструкций аппаратов

Рисунок 3. Процесс включения контактов с притиранием:

а - выключенное положение, б - соприкосновение контактов, в - включенное положение

Кроме того метод притирающих контактов обеспечивает полный разрыв контактов при размыкании цепи не у основных (рабочих) поверхностей, а у вспомогательных поверхностей контактов. Поэтому основные контактные по­верхности остаются неповрежденными электрической дугой, возникающей при разрыве цепи. Применение притираю­щих контактов усложняет конструкцию аппарата по сравнению с аппаратами со скользящими контактами, так как требу­ется применение специальных притирающих пружин и специальной конструкции контактного рычага. Однако прити­рающие контакты незаменимы в аппаратах силовой цепи, размыкающие ее под током

Скользящие пальцевые контакты применяются главным образом в низковольтных блокировках и в некоторых в некоторых высоковольтных аппаратах, разрывающие обесточенные силовые цепи.