Дзекцер Η. Н., Висленев Ю. С.
Многоамперные контактные соединения. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1987.
Рассмотрены пути повышения пропускной способности многоамперных токопроводов. На основе современных методов многофакторного статистического анализа получена математическая модель контактного соединения, отражающая зависимость электрического сопротивления от воздействующих факторов. Приведена методика прогнозирования срока службы контактов в реальных условиях эксплуатации. Представлены конструкции разборных и неразборных соединений, а также новые типы контактных соединений: криогенных контактов и токовводов — контактных переходов от сверхпроводников к проводникам, работающим при обычных температурах.
Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой, монтажом и эксплуатацией электрических контактов.
В настоящее время уровень технического развития любой страны во многом определяется состоянием ее энергетики. В соответствии с принятой ЦК КПСС Энергетической программой СССР предусматривается ввод новых мощностей на электростанциях, а также ускоренное развитие электрических и тепловых сетей в масштабах, отвечающих потребностям нашей страны с учетом экспорта электроэнергии в страны СЭВ.
Увеличение мощности промышленных предприятий и плотности электрических нагрузок требует применения сетей большого сечения. Такие сети могут быть выполнены либо параллельно проложенными кабелями, либо токопроводами. Применение шинопроводов по сравнению с другими видами электропроводок дает существенный экономический эффект, однако это приводит к повышенному расходу цветных металлов.
В последние годы все чаще встречается термин «исчезающие металлы». В числе этих металлов одно из первых мест занимает медь, которая является основным проводниковым материалом в распределительных устройствах, токопроводах, электрических аппаратах и т. и. В настоящее время в электроустановках в качестве проводникового материала наряду с медью широко используется алюминий. Содержание алюминия в земной коре составляет 7,5%. Однако несмотря на это, алюминий не находил ранее технического применения из-за трудности его получения из руд, в то время как медь, содержание которой в земной коре составляет всего 0,1%, применяется давно, так как чаще, чем другие металлы, встречается в самородном состоянии. Целесообразность применения алюминия объясняется не только его меньшей дефицитностью, но и многими положительными качествами, дающими ему преимущество по сравнению с медью. Вместе с тем, повсеместное внедрение алюминия затрудняет его пониженные контактные свойства. Таким образом, разработка, исследование и создание надежных контактных соединений является важной задачей.
Следует отметить, что запасы алюминия также далеко не безграничны. Поэтому уже сейчас необходимо, наряду с традиционными путями повышения пропускной способности линий электропередачи, находить принципиально новые решения, которые позволили бы значительно расширить границы современной техники передачи электрической энергии. Наиболее перспективным направлением является снижение активного сопротивления проводниковых материалов путем использования водяного и криогенного охлаждения.
Поведение электрических контактов, как правило, исследуется двумя путями. Первый путь основан на изучении физической природы и механизма отказов контактных соединений. В этом случае эксперимент обычно строят в соответствии с гак называемым классическим планом, когда все независимые переменные, кроме одной, полагают постоянными, а эту одну переменную изменяют во всем интервале возможных значений и т. д. Таким образом можно оценить изолированное влияние отдельных факторов на электрическое и тепловое сопротивление контактов, которые являются важнейшими параметрами, обусловливающими надежность работы соединения. Однако сложность проблемы и разнообразие вопросов, встречающихся при исследовании контактных соединений, требует применения новых методов изучения. Весьма эффективно применение для этой цели методов многомерного статистического анализа. Наиболее достоверные результаты дает сочетание методов математической статистики с изучением физической сущности процессов, протекающих в контакте.
Все сказанное относится к традиционным контактным соединениям.
Свойства медных и алюминиевых контактов при температурах жидкого азота (77 К) и жидкого гелия (4,2 К) описаны на основе современных представлений о физике электрического контакта и свойствах металлов при криогенных температурах.
Авторы выражают благодарность сотрудникам кафедры физики Калининского политехнического института за помощь в изучении микроструктуры контакт-деталей и сотрудникам электротехнического отдела Всесоюзного алюминиево-магниевого института, разработавшим схемы электроснабжения крупных потребителей постоянного тока.
