Контактные системы электрических аппаратов

Сопротивление контактов складывается из сопротивления оксидной плёнки на поверхности контактов и сопротивления, обусловленного эффектом «стягивания» тока. Проводимость оксидной плёнки зависит от силы нажатия контактов. Как правило,в высоковольтных аппаратах плёнка при нажатии разрушается. Площадь соприкосно-вения также определяется силой нажатия и твёрдостью материала контактов. H_B – твёрдость

R1-переходное сопротивление единичного контакта S-площадь соприк при нажатии

Для системы контактов необходимо иметь данные о наибольшей

температуре в месте соприкосновения, и о температуре элементов контактов,

соприкасающихся с изоляционными материалами. Для сильноточных аппаратов применяется эллиптическая модель температурного поля. Для этой модели существует

зависимость между температурой площадки соприкосновения контактов и величиной тока. Основной нагрев контактов происходит в области стягивания линий тока. Считается, что процесс нагрева контактов при КЗ – адиабатический. Область стягивания линий тока принимают в виде сферы радиусом r ₀.

Тепло, выделяемое в области стягивания линий тока

Выражение для определения температуры

контактов при протекании тока КЗ:

Протекание токов КЗ через замкнутые контакты сопровождается

возникновением усилий самопроизвольного размыкания контактов, что

может привести к их свариванию. Силы, возникающие в контактных системах при протекании токов КЗ: Электродинамическая составляющая силы отброса контактв

Сваривание контактов:

n Длительное протекание ном. тока и токов КЗ вызывает повышение температуры площадки соприкосновения из-за чего материал может расплавиться и произойдёт сваривание контактов

n Самопроизвольное размыкание контактов, ударные сотрясе-ния и вибрация в процессе включения могут также привести к свариванию из-за действия коротких дуг

n В процессе длительной работы контактов в замкнутом состоянии может произойти холодное сваривание:

К материалам контактов предъявляют следующие требования:

n Высокая электрическая проводимость и теплопроводность

n Высокая коррозионная стойкость в воздушных и других средах

n Стойкость к образованию плёнок с высоким электрическим сопротивлением

n Малая твёрдость для уменьшения требуемых сил нажатия

n Высокая твёрдость для уменьшения механического износа при частых коммутациях

n Малая эрозия материалов

n Высокая температура плавления

n Высокие значения тока и напряжения, необходимые для дугообразования

n Простота обработки и низкая стоимость