Процесс размыкания контактов. Износ контактов при размыкании

Работоспособность коммутирующих контактов характеризуется процессами при их замыкания (включении) и размыкании (отключении).

Рассмотрим процессы при размыкании и износ контактов при отключении цепи.

Под износом контактов понимают разрушение рабочих поверхностей контакт-деталей, приводя­щее к изменению их формы, размера, массы и к уменьшению провала. Происходящий под действием электрических факторов износ будем называть коммута­ционным износом — электрической эрозией. Износ под действием механических факторов здесь не рассматривается, он обычно много меньше коммутационного.

При размыкании сила, сжимающая контакты, снижается до нуля, резко возрас­тают переходное сопротивление контакта и плотность тока в последней пло­щадке контактирования. Площадка сильно разогревается, и между расходящимися контактами образуется контактный перешеек из расплавленного металла, который в дальнейшем рвется. При этом в промежутке между контактами могут возник­нуть различные формы электрического разряда. При токе и напряжении, больших минимально необходимых (например, для меди при I= 0,5 А и U = 15 В), возни­кнет дуговой разряд. Если ток меньше минимально необходимого, а напряжение выше напряжения зажигания дуги, то возникнет искровой разряд.

Под действием высокой температуры дуги или искры, а также, других факто­ров (см. ниже) часть металла контактного перешейка испаряется, часть разбрызги­вается и выбрасывается из промежутка между контактами, часть переносится с одного контакта на другой.

Как отмечалось, появлению дуги на расходящихся контактах предшествует наличие перешейка из расплавленного металла. С ростом напряженности возрас­тают электродинамические силы взаимодействия тока с внешним магнитным полем. Эти силы начинают выбрасывать из щели между контактами расплавленный металл перешейка. Износ возрастает. Когда электродинамические силы достигают такого значения, что выбрасывают весь расплавленный металл из промежутка между контактами, износ практически уже не зависит от дальнейшего возрастания напряженности магнитного поля.

Зависимость износа от напряжения. При наличии внешнего магнитного поля гашения дуга покидает щель между контактами, едва последние успеют разой­тись на 1-2 см: износ контактов практически не зависит от напряжения сети.

Зависимость износа от тока. Износ контактов растет с увеличением тока. При неизменных других условиях эта зависимость близка к линейной. В аппара­тах, однако, изменение тока вызывает и изменение внешнего магнитного поля (в частности, при последовательно включенной дугогасительной катушке), и тогда износ идет интенсивнее роста тока.

Зависимость износа от ширины контакта. При каждом отключении расплав­ляется, испаряется и выгорает определенное количество металла. Это главным образом металл из площадок контактирования. Изменение количества металла, влияющего на износ в области касания, может быть достигнуто за счет измене­ния ширины контактов. Опыты подтверждают сказанное: износ контактов, изме­ряемый изменением провала, обратно пропорционален ширине контактов.

Зависимость износа от скорости расхождения контактов. В аппаратах на большие токи, где имеется магнитное дутье и в которых сам контур тока создает достаточные электродинамические силы, скорость расхождения контактов практически не сказывается на величине износа контактов. Увеличение скорости расхождения контактов не может служить способом борьбы с износом. Только при очень малых скоростях расхождения контактов износ увеличивается с уменьше­нием скорости их расхождения.

Дата добавления: 2013-12-12