2. Материалы контактов.

К материалам предъявляются требования:

1. Высокие электро- и теплопроводность

2. Стойкость против коррозии в воздухе и против пленок.

3. Малая твердость для лучшей сминаемости.

4. Высокая твердость для уменьшения износа при включении.

5. Малая эрозия.

6. Высокая температура плавления.

7. Большой ток и напряжение для дугообразования.

8. Простота обработки, низкая стоимость.

Медь. применяется для шин контактов.

Серебро. для покрытия, поверхности контактов.

Алюминий. применяется для шин.

Вольфрам. применяется в сплавах и в металлокерамике.

Металлокерамика КМК – А10 применяется в аппаратах , состоит из серебра и окиси кадмия. И хотя м.к. дорога, затраты окупаются большим сроком службы, надежностью контактов.

Конструкции контактов

1. Жесткие. Неподвижно соединяют детали. Это шинные соединения, кабельные, присоединения аппаратов к шинам. Соединяются болтами или сваркой.

2. Неразмыкающиеся подвижные соединения. Сюда относится гибкая связь, выполняемая до 25 см из медной ленты. При больших ходах применяются скользящие и роликовые контакты.

3. Разрывные контакты. Расстояние между подвижным и неподвижным контактами в отключенном положении называется раствором. При замыкании после соприкосновения подвижный контакт продолжает двигается на расстояние, называемое ”провалом” или “вжим” для обеспечения нажатия ( от 3 до 10 мм). При износе контактов провал не должн уменьшаться менее 50%. При больших токах могут применяться главные контакты и дугогасительные.

Пример расчета контактного нажатия

Какое необходимо давление для нормальной работы серебряных точечных контактов, если

По формуле [35] для надежной работы контактов должно быть не более:

– из табл. 4

Сила нажатия по формуле [33] для одноточечного контакта должна быть не менее; чтобы не допускать размягчения:

где К = 0,006 из табл. 3 для слаботочных контактов.

Проверка на сваривание от Т.К.З. ведется по формуле [36], где

К = 1300 – берем как для медных, т.к. физические параметры этих материалов близки:

Если бы по условиям К.З. F_k было бы больше, контактное нажатие выбиралось бы по этому условию. А в нашем случае F_k = 1,68 Н.

Глава четвертая

Электрическая дуга.

1. Общие сведения

В аппаратах при отключении возникает разряд в газе либо в виде тлеющего разряда, либо в виде дуги. Когда ток ниже 0,1 А, а напряжение 250 – 300 В это – разряд. Если ток и напряжение в цепи выше значений, приведенных в табл.5, то горит дуга.

	U (В)	I (А)
Медь	12,3	0,43
Серебро	12	0,4
Платина	17	0,9
Вольфрам	17	0,9
Золото	15	0,38
Уголь	18 - 22	0,03

Табл. 5

где U, I - напряжение и ток, необходимые для поддержания дугового разряда.

Основные свойства дуги:

1. Дуга горит при токах не менее 0,5 А.

2. Температура дуги может достигать 6000 – 18000 К.

3. Плотность тока на катоде велика до 1000

4. Падение напряжения у катода всего 10 – 20 В.

Для того, чтобы воздушный промежуток стал проводить ток, необходимо создать в нем достаточную концентрацию свободных электронов и положительных ионов, что называется ионизацией. Свободные электроны при расхождении контактов появляются за счет двух факторов. Термоэлектронная эмиссия – когда происходит испускание электронов из раскаленной поверхности контакта. Автоэлектронная эмиссия – когда электроны испускаются даже из холодной поверхности за счет электрического поля, напряженность которого в первый момент расхождения контактов достигает . Двигаясь к аноду, электроны соударяются с нейтральными атомами, выбивают электроны у них. Образующиеся положительные ионы направляются к катоду.

В дуге можно выделить 3 части:

• катодную область, где скапливаются ионы, падение напряжения 10 – 20 В;

• анодную область, где скапливаются электроны и падение напряжения 5 – 10 В

• столб дуги, где заряды уравновешивают друг друга.

В аппаратах низкого напряжения длина дуги не велика, их называют короткими. В в/в аппаратах дуги длинные, основные процессы происходят в столбе дуги.