Способы компенсации электродинамических сил в контактах

При коротком замыкании происходит не только резкое увеличение тока, но и увеличение переходного сопротивления контакта из-за ослабления контактного нажатия, вызываемого электродинамическими силами- электродинамического отброса. Возникающая при отбросе контактов дуга вызывает большое оплавление рабочих поверхностей и их сваривание при замыкании. В аппаратах на большие токи, в частности в автоматических выключателях, стремятся так выполнить контактную систему, чтобы компенсировать или ослабить действие электродинамических сил за счёт рычажных контактов, пружин, компенсаторов, удерживающих контакты за счёт усилий.

Для погасания дуги необходимо, чтобы при любом значении тока вольт-амперная характеристика дуги должна на всем своем протяжении лежать вьше характеристики U - iR (как это показано на рис. ) и не иметь с этой характеристикой ни одной точки соприкосновения. Следует иметь в виду, что под вольт-амперными характеристиками дуги здесь надо понимать динамические характеристики.

 

б) Контакты во включенном состоянии.

Для каждого материала существуют определённые, характерные для него падения напряжения на контактах, при которых температура контактного пятна достигает значений, определяющих фазовое состояние материала. Так как температуре рекристаллизации соответствует напряжение размягчения материала U _{р ,} а температуреплавления.-U _пл

Для надёжной работы контактов необходимо, чтобы при номинальном токе падение напряжения на переходном сопротивлении R конт. было меньше U _р:: для расчета контактов на малые токи используется фор­мула :

I _ном R _конт ≤ (0,5…0,8) U _р

	t0	U р (В)
серебро		0,09
медь		0,12
вольфрам		0,4

Использование контактов при условииU _к <U _р, что напряжение на них не превзойдёт напряжения размягчения, возможно лишь в маломощных аппаратах.

Поэтому в аппаратах, работающих на больших номинальных токах и в режиме КЗ, не исключено расплавление контактного пятна в замкнутом состоянии, что может привести к свариванию контактов.

в) Отключение цепи.

В процессе размыкания контактов контактное нажатие уменьшается, переходное сопротивление возрастает, и за счет этого растет температура точек касания. В момент разъединения контакты нагреваются до температуры плавления и между ними возникает мостик из жидкого металла. При дальнейшем движении контактов мостик обрывается и в зависимости от параметров отключаемой цепи возникает дуговой либо тлеющий разряд.

Высокая температура приводит к интенсивному окисле­нию и распылению материала контактов, переносу материала с одного электрода на другой

и образованию пленок. Износ, связанный с окислением и образо­ванном па электродах пленок химических соединений мате­риала контактов со средой, называется химическим изно­сом или коррозией.

Перенос материала с одного электрода на другой наи­более вреден при постоянном токе. Направление переноса в этом случае постоянно, что ведет к быстрому выходу из строя контактов. Перенос материала с анода на катод на­зывается положительной эрозией, перенос в обратную сто­рону— отрицательной. Мерой эрозии является потеря мас­сы или объема контакта.

Мера износа контактов характеризуется уменьшением провала контактов. Под провалом понимается путь, пройденный точкой соприкосновения контактов, если во включённом положении убран другой контакт.

Для борьбы с эрозией контактов

- На малые токи от 1 до 600 А:

а) сокращают длительность горения дуги с помощью дугогасительных устройств;

б) устраняют вибрацию контактов при включении;

в) применяют дугостойкие материалы контактов.

Для контактов на токи от долей до нескольких ампер применяются схемные методы уменьшения эрозии.

Вся эл. магнитная энергия, накопленная в цепи, при отключении контактов выделяется в дуге. Чем меньше эта энергия, тем меньше эрозия контактов. Для этой цели применяют резисторы, диоды, конденсаторы( недостатком резистора является увеличение нагрузки, а конденсатора – дополнительная энергия за счёт разряда конденсатора, поэтому его применяют вместе с резистором).