Процессы в дуговом промежутке

Материалы контактных соединений.

Требования:

- высокая электропроводность;

- высокая теплопроводность;

- устойчивость против коррозии;

- наличие токопроводящих оксидных пленок;

- дугостойкость;

- высокая температура плавления и испарения;

- высокая механическая прочность;

- должны хорошо механически обрабатываться;

- невысокая стоимость.

Медь удовлетворяет всем требования, кроме коррозионной стойкости. Окислы меди обладают низкой электропроводностью. Применяют в сочетании с антикоррозийным покрытием.

Серебро удовлетворяет всем требованиям, кроме дугостойкости при больших токах и требованию невысокой стоимости. При малых токах обладает хорошей износостойкостью. Окислы серебра – проводники. Серебро применяют в виде накладок или покрытия.

Аллюминий – по сравнению с медью обладает меньшей проводимостью и электрической прочностью. Пленка окиси плохо проводит ток, что ограничивает его применение. Применяется в разборных контактных соединениях. Армируют медью и серебром. Низкая механическая прочность.

Платина, золото, молибден – применяют для коммутирующих контактов на малые токи при малых нажатиях. Малое переходное сопротивление, не образуют оксидных пленок, низкая износостойкость. Применяют сплавы платина-иридий.

Вольфрам и его сплавы – обладают большой твердостью, износостойкостью. Применяется для контактов с большой частотой замыкания.

Металлокерамика сочетает высокую дугостойкость с хорошей проводимостью. Например: серебро-вольфрам, серебро-молибден, серебро-никель, серебро-окись кадмия, серебро-графит.

Размыкание электрической цепи при значительных токах сопровождается электрическим разрядом между расходящимися контактами. Воздушный промежуток ионизируется и становится проводником, в нем возникают дуга. Дуга гасится различными способами, и ток в цепи падает от номинального значения I _ном до нуля.

Дуговые процессы в ЭА:

1. Термоэлектронная эмиссия – явление испускания электронов с накаленной поверхности. При расхождении контактов резко возрастает переходное сопротивление контакта и плотность тока в последней площадке контактирования. Площадка разогревается и происходит испарение металла контактов. Плотность тока термоэлектронной эмиссии зависит от температуры и материала контактов. Термоэлектронная эмиссия невелика и может быть достаточна для возникновения дуги, но недостаточна для ее горения.

2. Автоэлектронная эмиссия – это явление испускания электронов из катода под воздействием сильного электрического поля. На контактах подобно конденсатору происходит увеличение напряженности электрического поля, под действием которого происходит вырывание электронов из катода. Ток автоэлектронной эмиссии также весьма мал и может служить только началом дугового разряда.

Процессы 1 и 2 происходят у электродов и способствуют только возникновению дуги.

Ионизация – процесс отделения от нейтральной частицы одного или нескольких электронов и образование свободных электронов и положительно заряженных ионов

3. Ионизация толчком. Если свободный электрон будет обладать достаточной скоростью, то при столкновении с нейтральной частицей (атомом или молекулой) он может выбить из нее электрон. В результате получается новый свободный электрон и положительный ион. Вновь полученный электрон может ионизировать следующую частицу. Такая ионизация называется ионизацией толчком. Для приобретения скорости необходима разность потенциалов (потенциальное ионизирование), которое составляет для газов 13-16 В (азот, кислород, водород).

4. Термическая ионизация – процесс ионизации под воздействием высоких температур. Термическая ионизация – основной источник поддержания дуги. Температура ствола дуги достигает 4000 ºС.

Процессы 3 и 4 происходят в дуговом промежутке, являются основными процессами для подержания дуги.

5. Рекомбинация – процесс, при котором различно заряженные частицы, приходя во взаимное соприкосновение образуют нейтральные частицы.

6. Диффузия – процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка в окружающее пространство, что уменьшает проводимость дуги.

За счет рекомбинации и диффузии происходит деионизация промежутка. Различные газы обладают разными дугогасящими свойствами.

Дата добавления: 2014-01-07