Коммутирующие контакты

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОНТАКТОВ

Разборное контактное соединение. Такое устройство применяется для жесткого соединения между собой отдельных токоведущих частей. Конструкция должна обеспечивать надежное, неослабеваемое при эксплуатации прижатие рабочих по­верхностей контакт-деталей и минимальное переходное сопротивление.

Характерные вилы соединения плоских проводников (шин) приведены на рис.23. Шины выгоднее скреплять несколькими меньшими болтами, чем одним большим (рис.23, а). В первом случае обеспечивается большее число точек соприкосновения, чем во втором. Соединение по рис, (23, в) обеспечивает большее число точек соприкосновения, чем соединение по рис. 4-6,б. При стягивании накладками (рис.23, г) переходное сопротивление ниже, чем при стягивании сквозными болтами. Соединение пакетов шин рекомендуется выполнять (рис 4-4 д), где число точек соприкосновения примерно в три раза больше и условия охлаждения лучше, чем при соединении по рис. 4-6, е.

Круглые проводники могут соединяться между собой и с плоскими провод­никами следующими способами. Концы проводников расплющиваются или снаб­жаются наконечниками, которые могут напаиваться, привариваться или плотно обжиматься. При токах до нескольких десятков ампер конец проводника, может быть, свернут в виде кольца (петли) и зажат болтом. Соединение может быть осуществлено при помощи концентрического зажима последнее соединение слож­ное, дорогое и применяется редко.

Рисунок 23 - Болтовые соединения шин

Такие контакты являются основным элементом коммутационных аппаратов. В контактах на малые токи (до нескольких ампер) стремятся независимо от конструктивного исполнения иметь одноточечное контак­тирование, чтобы при малых нажатиях получить относительно высокое удельное давление в контактной точке. При сколько-нибудь значительных токах конструкция должна обеспечивать многоточечное контактирование.

Конструкции контактов чрезвычайно многообразны. Однако, по взаимному перемещению контакт-деталей во время соприкосновения контакты могут быть подразделены на соприкасающиеся с перекатом и проскальзыванием - рычажные, соприкасающиеся встык — торцевые, мостиковые и соприкасающиеся с внедрением деталей одного контакта между деталями другого контакта - врубные, розеточные, роликовые.

Для осуществления своих функций контакты могут выполняться одноступен­чатыми и многоступенчатыми.

В одноступенчатом контакте контактная пара служит как для продолжитель­ного проведения тока во включенном положении, так и для разрыва дуги при размыкании.

В м ногоступенчатых контактных системах с двумя или тремя параллельными контактами, между которыми основные функции разделены, достигается лучшее удовлетворение противоречивых требований, предъявляемых к ним. Так, в автоматических выключателях контакты главной цепи (главные) должны обеспе­чивать продолжительное протекание номинальных токов во включенном положе­нии, с одной стороны, и отключение без повреждения выключателя больших токов короткого замыкания - с другой. В связи с этим главные контакты выпол­няются многоступенчатыми.

Для удовлетворения первого требования контакты должны иметь возможно меньшее переходное сопротивление, не изменяющееся при окислении поверхности (основные контакты).

Для удовлетворения второго требова­ния следует применять дугостойкие контактные материалы, которые имеют, как правило, высокие переходные сопротивления и непригодны ввиду окисления для длительного проведения тока (дугогаснтельные контакты). Основные контакты выполняются из серебра и служат для продолжительного проведения тока материалов и играют основную роль при включении и отключении аппарата. Замыкаются контакты в следующей очередности: сначала дугогасительные, а затем основные. При размыкании очеред­ность обратная: сначала размыкаются основные контакты; разрыва цепи ее происходит, так как весь ток переходит в дугогасительные контакты, а затем размыкаются дугогасительные, на которых я возникает электрическая дуга.

Иногда применяют систему из трех параллельных контактов: основных, про­межуточных и дугогасительных. Промежуточные контакты служат для облегчения перехода тока из дугогасительных в основные (при замыкании) и обратно (при размыкании).

Рычажные контакты применяются в аппаратах с поворотной по­движной системой. Как правило оси вращения контакта О1 и подвижной системы О2 не совпадают. Кроме того, контакты касаются раньше, чем подвижная система достигает конечного положения. Вследствие этого при замыкании и размыкании происходит перекатывание и проскальзывание подвижной контакт-детали по не­подвижной.

Таким образом, поверхности, обеспечивающие продолжительное проведение тока и определяющие переходное сопротивление контакта отдалены от места возникновения дуги. Проскальзывание контактов при достаточном: контактном нажатии приводит к стиранию оксидной пленки и грязи с поверхности контакта, т. е. к самоочистке контактов, и это позволяет применять медь в качестве контактного материала,

Проскальзывание при той шероховатости, которую обычно имеют поверхности контактов (в особенности, работавших), вызывает:

· дополнительный дребезг контак­тов при их замыкании,

· повышенный износ

Ввиду этого появилась тенденция исключать или сводить к минимуму проскальзывание, сохра­няя перекатывание.

Отказ от проскальзывания требует повышения контактного нажатия для обеспечения работы аппарата в продолжительном и прерывисто-продолжитель­ном режимах. При полном отсутствии проскальзывания и недостаточно-высоком нажатии следует ожидать высокого перегрева медных контактов за счет постепен­ного окисления конечной контактной точки. Рабочие поверхности контакт-деталей рычажных контактов выполняются глав­ным образом в виде плоскость — цилиндр, цилиндр - цилиндр;

Рычажные контакты требуют гибкой связи для присоединения к токоподводу, но гибкая связь в ряде случаев является слабым местом контактной системы. Ее трудно осуществить на большие токи, механическая износостойкость ее оказыва­ется ниже, чем других деталей.

Мостиковые контакты применяются главным образом в аппара­тах с прямоходовой подвижной системой. Гибкая связь отсутствует, что является достоинством конструкции, но зато требуется удвоенное контактное нажатие сравнительно с рычажными контактами, так как число переходных контактов удваивается. У мостиковых контактов теоретически перекатывание и проскальзы­вание отсутствуют. Поэтому медные контактирующие детали здесь применяться не могут, а используются детали из серебра или металлокерамики на базе се­ребра. Рабочие поверхности выполняются в виде плоскость-плоскость, плос­кость - цилиндр, цилиндр - цилиндр, плоскость - сфера, сфера - сфера (при малых токах).

Торцевые контакты выполняются в виде сплошных металлических стержней или полых труб. Контактные поверхности могут быть плоскими, сфери­ческими или одна - плоской, другая — сферической. Контакты имеют большое пере­ходное сопротивление и требуют большого нажатия, поэтому применение их на большие номинальные токи затруднено. Они используются преимущественно как дугогасительные. Торцевые контакты требуют гибкой связи, роликового или дру­гого токоподвода.

Многоточечные торцевые контакты применяются на большие номинальные токи (до 4000 А) при требовании малого переходного сопротивления, в частности в вакуумных выключателях.

В многоточечном контакте снижаются пропорционально числу точек электродинамические силы отброса контактов, следовательно, такой контакт имеет большую электродинамическую стойкость и требует меньшего контакт­ного нажатия.

Врубные контакты. Простейшие из них на небольшие токи состоят из неподвижной контактной стойки 1. в которую входит подвижный контактный нож 2, направление его движения v показано стрелками. Нажатие осуществляется за счет упругих свойств материала стоек, которым придается соот­ветствующая форма. При перегреве, а также при частых включениях пружинящие свойства губок ослабляются и контакт нарушаемся. Для устранения указанного недостатка во врубных контактах на большие токи для получения более высоких и устойчивых нажатий применяют стальные пружины 3.

Рисунок 24 - Врубные контакты

Рассмотренные конструкции находят широкое применение в рубильниках, пере­ключателях,

плавких предохранителях.

Розеточные контакты состоят из контактного стержня 2 (подвиж­ная контакт-деталь) и ряда сегментов (ламелей) с пружинами, образующих неподвижную контакт-деталь. Розеточные контакты применяются преимущественно в качестве основных.

Роликовые контакты служат для токосъема с неподвижных контакт-деталей (стержней) 1, перемыкаемых роликами 2, на подвижную контакт-деталь 3. Ролики как бы заменяют гибкую связь и широко применяются при больших ходах подвижной контакт-детали и больших номинальных токах.

Врубные, роликовые и розеточные конструкции не могут отключать значитель­ные токи. Возникающая при этом дуга нарушает контактные поверхности. На них появляются оплавления, контакт нарушается. Кроме того, резко возрастает усилие, необходимое для включения и выключения. Для отключения значительных токов применяют параллельное включение дугогасительных контактов.

Скользящие контакты.

Эти конструкции осуществляют передачу тока без обрыва цепи с неподвижной контакт-детали на подвижную. Они могут выполняться с рычажными, мостиковыми, роликовыми и другими контактами.

Разновидностью скользящего контакта является шарнирный контакт. Он одно­временно обеспечивает и механическую связь между деталями. В аппаратах низкого напряжения скользящие соединения широко применяются в реостатах и контроллерах.

Разъемное контактное соединение. Это контактное соединение, которое может быть разомкнуто (замкнуто) без разборки (оборки). Размыкание (замыкание) осуществляют при обесточенной электрической цепи. Конструкции контактов многообразны; главным образом применяются контакты, где детали одного контакта внедряются между деталями другого (врубные розеточные и т. п.).

Дата добавления: 2013-12-12