Содержание материала


Рис. 4.10. Зависимость раствора между контактами, при котором дуга устойчиво гаснет, от тока при отсутствии магнитного поля гашения дуги:
1   —   постоянный ток; 2   —   переменный ток 50 Гц
Раствор контактов в аппаратах низкого напряжения в основном определяется условиями гашения дуги, и лишь при значительных напряжениях, свыше 500 в, его величина начинает в какой-то степени зависеть от напряжения между контактами. Как показывают опыты, дуга сходит с контактов уже при растворе 14-2 мм. Экспериментальная зависимость раствора, при котором дуга гаснет, от тока при отсутствии магнитного поля гашения дуги показана на рис.

Как видно из приведенной зависимости, наиболее неблагоприятные условия гашения дуги получаются на постоянном токе при токе 5-10 а (раствор до 16 мм) и на переменном токе при токе 40-50 а (раствор до 8 мм). 
При токах 150-200 а собственные электродинамические усилия дуги уже настолько велики, что дуга активно перемещается и гаснет уже при растворе 2-5 мм.
Согласно этим опытам можно считать, что при наличии магнитного поля гашения дуги на напряжении до 500 в можно принять значение раствора 10-12 мм на постоянном токе, на переменном токе принимаем 6-7 мм для любых значений тока. Излишнее увеличение раствора нежелательно, так как оно ведет к увеличению хода контактных частей аппарата, а следовательно, и к увеличению габаритов аппарата.
Наличие мостикового контакта с двумя разрывами позволяет уменьшить ход контакта, сохраняя суммарную величину раствора. В этом случае обычно принимается раствор 4-5 мм на каждый разрыв. Особенно хорошие результаты с точки зрения гашения дуги дает применение мостикового контакта на переменном токе. Чрезмерное уменьшение раствора, меньше 4-5 мм, обычно не делается, так как погрешности при изготовлении отдельных деталей могут существенно повлиять на величину раствора. При необходимости получения малых растворов надо предусматривать возможность его регулировки, что усложняет конструкцию.
В случае работы контактов в условиях, когда возможно их сильное загрязнение, раствор необходимо увеличивать. Обычно раствор увеличивается и для контактов, размыкающих цепь с большой индуктивностью, так как в момент погасания дуги появляются значительные перенапряжения и при малом зазоре возможно повторное зажигание дуги. Раствор увеличивается также для контактов защитных аппаратов с целью повышения их надежности. Чрезвычайно значительно возрастает раствор при увеличении частоты переменного тока, так как скорость нарастания напряжения после погасания дуги очень велика, расстояние между контактами не успевает деионизироваться и дуга зажигается вновь. Величина раствора на переменном токе высокой частоты обычно определяется экспериментально и сильно зависит от конструкции контактов и дугогасительной камеры. При напряжениях 500-1000 в величина раствора обычно принимается 16-25 мм. Большие значения относятся к контактам, выключающим цепи с большей индуктивностью и большим током.
Как уже было сказано, основная функция провала   —   компенсация износа контактов, поэтому величина провала определяется прежде всего величиной максимального износа контактов. Величина максимального износа обычно принимается: для медных контактов   —   на каждый контакт до половины его толщины, суммарный износ   —   полная толщина одного контакта; для контактов с напайками   —   до полного износа напаек, полный износ   —   суммарная толщина напаек подвижного и неподвижного контактов. В случае наличия процесса притирания контактов, особенно переката, величина провала очень часто бывает значительно больше максимального износа и определяется кинематикой подвижного контакта, обеспечивающей необходимую величину переката и проскальзывания. В этих случаях для уменьшения общего хода подвижного контакта целесообразно ось вращения держателя подвижного контакта располагать возможно ближе к контактной поверхности.
Величина начального контактного нажатия (в н)
(4-21) где Руд   —   удельное контактное нажатие, н/а.
Величины удельных контактных нажатий рекомендуются следующие [Л. 19]:
для медных стыковых контактов  —   (15-25) 10-2 н/а; для скользящих контактов медных или пары медь   —   сталь  —  (25-35) 10-2 н/а, для медных контактов автоматов удельное нажатие нередко увеличивается до 0,7 н/а;
для контактов из серебра и серебряной металлокерамики   —   (7-15) 10-2 н/а; то же, в автоматах   —   до (40-50) 10-2 н/а; то же, в малогабаритной аппаратуре  —   не менее 3,5· 10-2 н/а.
Вне зависимости от величины тока не рекомендуется принимать контактное нажатие ниже следующих значений: для медных стыковых контактов   —   менее 3 н; для скользящих контактов   —   менее 10 н; для контактов из серебра и серебряной металлокерамики   —   менее 0,5 н.
В промышленной аппаратуре минимальное контактное нажатие контактов из серебра и серебряной металлокерамики обычно принимается не менее 1 н. В малогабаритной и слаботочной телефонной аппаратуре и аппаратуре автоматики минимальное контактное нажатие на контактах из серебра и серебряной металлокерамики, из драгоценных металлов и их сплавов принимается обычно не менее 0,2 н.
Величины минимально допустимых контактных нажатий определяются из условий сохранения стабильного переходного сопротивления. В случае принятия специальных мер, позволяющих сохранять стабильное переходное сопротивление, значения минимальных контактных нажатий могут быть уменьшены. Так, в специальной малогабаритной аппаратуре, материал контактов которой не дает окисной пленки и сами контакты абсолютно надежно защищены от пыли, грязи, влаги и других внешних воздействий, контактное нажатие уменьшается до (5-10) 10-2 н.
Конечное контактное нажатие не играет определяющей роли и его величина, вообще говоря, должна быть равна начальному нажатию. Однако выбор провала почти всегда связан со сжатием контактной пружины и увеличением ее усилия, поэтому конструктивно получить одинаковые контактные нажатия   —   начальное и конечное   —   невозможно. Обычно конечное контактное нажатие при новых контактах превышает начальное в полтора-два раза.
Размеры контактов, их толщина и ширина очень сильно зависят как от конструкции самого контактного соединения, так и от конструкции дугогасительного устройства и конструкции всего аппарата в целом. Эти размеры в различных конструкциях могут быть самыми разнообразными и сильно зависят от назначения аппарата.
На основании опыта электроаппаратостроения для общепромышленной аппаратуры рекомендуются размеры контактов, приведенные в табл. 4.8; однако эти величины ни в коем случае не являются обязательными.

Таблица 4.8

Необходимо заметить, что размеры контактов, часто разрывающих цепь под током и гасящих дугу, желательно увеличивать. Под действием часто разрываемой дуги контакты сильно нагреваются; увеличение их размеров, в основном за счет теплоемкости, позволяет снизить этот нагрев, что ведет к весьма заметному уменьшению износа и к улучшению условий гашения дуги. Такое увеличение теплоемкости контактов может осуществляться не только за счет прямого увеличения их размеров, но и за счет дугогасительных рогов, связанных с контактами таким образом, чтобы осуществлялось не только электрическое соединение, но и был обеспечен хороший отвод тепла от контактов.