Понятие переходного электрического сопротивления в электрических контактах
Переходным электрическим сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов. При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв. В этом и состоит пожарная опасность переходных контактных сопротивлений, которая усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления.
Факторы, влияющие на величину переходного сопротивления
Удельное сопротивление
Прежде, чем говорить о факторах, нужно знать, что собой представляют контакты. Они различаются по виду контактируемой поверхности:
- точечные – соединение происходит в точке;
- линейные – соприкасаются по линии;
- плоскостные – контакт по плоскости.
Примеры точечных соединений – «сфера – сфера»; «вершина конуса – плоскость», «сфера – плоскость» и др. К линейным относятся соприкосновения: «тор – плоскость», «цилиндр – плоскость», «цилиндр – цилиндр» и т.п.
Площадь прикосновения контактов можно подсчитать по формуле:
Sпр = F/σ,
где:
- F – сила сжатия контактов;
- σ – временное сопротивление материала контактов сжатию.
Существуют разные способы соединения:
- механические (скрутки, болтовые зажимы, опрессовка);
- сварка;
- пайка.
Величина переходного сопротивления определяется по формуле:
Rп = knx/(0,102*Fk)n,
где:
- knx – коэффициент, обуславливаемый материалом, формой контакта, состоянием поверхности;
- Fk – сила, с которой сжимаются контакты;
- n – показатель степени, показывающий число точек соприкосновения.
Показатель степени для разных видов контактов:
- для точечного – n = 0,5;
- для линейного – n = 0,5-0,7;
- для плоскостного (поверхностного) – n = 0,7-1.
Существуют принятые по гост ГОСТ 24606.3-82 нормы переходного сопротивления контактов.
Факторы, влияющие на Rп
Внимание! С окислением поверхностей металлов в местах соединений можно бороться при помощи протирания контактов спиртосодержащими растворами. Допустимо смазывать болтовые соединения солидолом, это поможет снижать доступ кислорода и замедлять процесс окисления
Регулярная протяжка контактов и скруток, недопустимость соединений меди и алюминия, полировка губок контакторов – всё это меры борьбы с переходным сопротивлением.
К сведению. Плохое прижатие контактируемых поверхностей вызывает не только повышение сопротивления, но и увеличение степени нагрева проводников.
Результат нагрева места соединения
I 4
,= 1
где Rxi — сопротивление, полученное в /-м измерении, Ом; п — число измерений.
3.4.2. Статическую нестабильность переходного сопротивления контакта A RCT в омах рассчитывают по формуле _
ARCT = \H, Х^ср-Ях,)2-
3.5. Показатели точности измерений
3.5.1. Погрешность измерения статической нестабильности переходного сопротивления контакта — в пределах + 10 % с вероятностью 0,95.
4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТА
4.1. Принцип и режим измерения
4.1.1. Принцип измерения заключается в определении значения максимального изменения падения напряжения на контактном переходе при испытаниях в динамическом режиме. Вид испытаний должен соответствовать указанному в стандартах или технических условиях на изделия конкретных типов по ГОСТ 20.57.406—81.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.1.2. Измерение проводят при постоянном токе; ЭДС электрической цепи должна быть не более 20 мВ и ток не более 50 мА или в режиме, указанном в стандартах или технических условиях на изделия конкретного типов.
4.2. Аппаратура
4.2.1. Измерение проводят на установке, электрическая схема которой приведена на черт. 2.
G — источник тока; SA1, SA2— переключатели; РА — амперметр; R1 — переменный резистор; Rk — калибровочный резистор; У — усилитель; Р осциллограф; XI, Х2, ХЗ, . . . , Хп — измеряемые контакты: 1, 2, 3, 4, . . . , п — положения измеряемых контактов
Черт. 2
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2.2. Погрешность амперметра — в пределах ± 1 %.
4.2.3. Устройство для измерения динамической нестабильности переходного сопротивления контакта должно иметь прямолинейную частотную характеристику в диапазоне частот от 400 Гц до 1 МГц с неравномерностью + 3 дБ и обладать чувствительностью на частотах до 1 МГц:
50 мкВ/см — при измерении сопротивления до 5 мОм;
500 мкВ/см — при измерении сопротивления свыше 5 до 30 мОм;
1,0 мВ/см — при измерении сопротивления свыше 30 мОм.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2.4. (Исключен, Изм. № 1).
4.2.5. Сопротивление калибровочного резистора должно быть равно сопротивлению контакта, установленному в стандартах или технических условиях на изделия конкретных типов с допускаемым отклонением в пределах + 1 %.
4.2.6. Кабель, соединяющий испытуемые изделия с установкой, должен быть длиной не более 10 м и иметь экранирующую заземленную оплетку.
4.3. Подготовка и проведение измерений
4.3.1. Изделия крепят на устройстве, создающем динамическое воздействие. Способ крепления — по стандартам или техническим условиям на изделия конкретных типов.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.3.2. Перед измерением динамической нестабильности переходного сопротивления контакта проводят калибровку осциллографа. Переключатель SA2 устанавливают в положение 1 и проверяют по осциллографу зависимость размаха сигнала от значения тока в трех—пяти точках. Нелинейность этой зависимости должна быть в пределах + 10 %.
4.3.3. (Исключен, Изм. № 1).
4.3.4. Значение воздействия наводок на переходное сопротивление контакта определяют при разомкнутом переключателе SA1 и вычитают из значения общего сигнала, поступающего на осциллограф при измерении падения напряжения на контактном переходе при испытаниях в динамическом режиме.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.3.5. Переключатель SA2 переводят из положения 1 в положения 2, 3, 4, . . . , п (см. черт. 2), поочередно измеряя на осциллографе падение напряжения на контактном переходе.
4.3.6. Измерение нестабильности сопротивления контактов проводят в течение времени, установленного в стандартах или технических условиях на изделия конкретных типов.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Динамическую нестабильность DH в процентах рассчитывают по формуле
Зачем измерять переходное сопротивление (ПС)
Электрические установки (ЭУ), а также корпуса электродвигателей, генераторов, трансформаторов и других преобразователей необходимо заземлять. Присоединение заземляющего устройства к оборудованию и ЭУ выполняется болтовым соединением, которое так же имеет ПС.
Для надёжности срабатывания защитного отключения при коротком замыкании переменного тока на корпус ПС периодически должно проверяться.
Результаты тестирования ПС дают возможность понять, какова вероятность поражения человека током, есть ли опасность возгорания оборудования при повышении температуры на плохих контактах. Высокое ПС увеличивает время срабатывания защитного оборудования.
Сопротивление стягивания контакта
Как ни тщательно обработаны поверхности соприкосновения контактов, электрический ток проходит между ними только в отдельных точках, в которых эти поверхности касаются, так как получить абсолютно гладкую поверхность практически невозможно.
Примерная картина соприкосновения контактов показана на рис. 2.3. Благодаря нажатию одного контакта на другой, вершины выступов деформируются и образуются площадки действительного касания контактов. Рассмотрим процесс перехода тока из одного контакта в другой при касании двух цилиндрических контактов по торцам.
Положим, что имеется только одна площадка касания, имеющая форму круга с радиусом а (рис. 2.4). Радиус а при пластической деформации можно найти с помощью формулы
, (2.1)
где— сила контактного нажатия, Н; – временное сопротивление на смятие материала контактов, Н/м2.
Рис. 2.4. Идеализированная площадка касания контакта
В результате стягивания линий тока к площадке касания их длина увеличивается, а сечение проводника, через которое фактически проходит ток, уменьшается, что вызывает увеличение сопротивления. Сопротивление в области площади касания, обусловленное явлениями стягивания линий тока, называется переходным сопротивлением стягивания контакта.
Для такой идеализированной картины (см. рис.2.4) переходное сопротивление определяется выражением .
(2.2)
С точностью до 5 % эта формула справедлива, если диаметр контакта превосходит в 15 и более раз диаметр площадки касания. В большинстве практических случаев последнее условие соблюдается, так как размеры площадки касания обычно не превосходят долей миллиметра.
С учетом (2.1) и (2.2) переходное сопротивление стягивания для одноточечного контакта определится выражением. (2.3)
Таким образом, переходное сопротивление, обусловленное стягиванием линий тока, прямо пропорционально удельному сопротивлению материала контакта, корню квадратному из временного сопротивления на смятие этого материала и обратно пропорционально корню квадратному из силы контактного нажатия. С ростом контактного нажатия переходное сопротивление уменьшается (кривая на рис. 2.5). Следует отметить, что при уменьшении нажатия (кривая 2) зависимость идет ниже из-за наличия остаточных деформаций контактирующих выступов. При многократном замыкании и размыкании контактов кривые и не повторяют друг друга, так как в каждом случае касание происходит в различных точках. Вместо кривых и получается ограниченная ими область.
Рис. 2.5. Зависимость переход-ного сопротивления от контактного нажатия |
Одноточечный контакт применяется в основном только при малых токах (до 20 А). При больших токах (100 А и более) применяется многоточечный контакт. В многоточечном контакте ток проходит через несколько контактных переходов, соединенных параллельно. Поэтому его переходное сопротивление при неизменном нажатии меньше, чем у одноточечного контакта. Однако нажатие в каждой контактной площадке уменьшается. Количество контактных переходов увеличивается с ростом нажатия по весьма сложному закону. Переходное сопротивление многоточечного контакта выражается уравнением, полученным экспериментально
,
где т = 0,7…1,0; — постоянная, зависящая от конструкции контакта.
Сопротивление зависит и от обработки поверхности.
При шлифовке поверхность выступов более пологая с большой площадью. Смятие таких выступов возможно только при больших силах нажатия. Поэтому сопротивление шлифованных контактов выше, чем контактов с более грубой обработкой.
Как часто замерять ПС заземления
Заземление – это специальное соединение оборудования с заземляющим устройством (ЗУ).
ЗУ представляет собой устройство, состоящее из следующих элементов:
- заземлителя (контура заземления);
- шины заземления;
- заземляющих проводников.
Проверку в полном объёме с вскрытием грунта, осмотром состояния заземлителей и соединяющих их проводников проводят 1 раз в 12 лет. Внеплановые проверки проводят после капитальных ремонтов, связанных с заземляющими элементами. Срок проверки и измерений ПС ЗУ назначается на основании рекомендаций организации, которая выполняла предыдущую проверку.
Значение Rп, лежащее в пределах регламентируемых норм, обеспечивает стабильную работу коммутационных устройств. Это, в свою очередь, способствует бесперебойной и безопасной эксплуатации оборудования.
Причины возникновения явления
Общее сопротивление
Контактное соединение коммутирует между собой участки электроцепи. Там, где происходит соединение, получается токопроводящее взаимное прикосновение, через которое ток из одного участка цепи переходит в другой. Обычное наложение поверхностей не выполняет качественного соединения. Это связано с тем, что реальные поверхности – это неровности, имеющие выступы и углубления. При достаточном увеличении изображения можно это наблюдать даже на отшлифованных плоскостях.
Пятно контакта под микроскопом
Внимание! На практике получается, что площадь реального прикосновения гораздо меньше всей площади контакта. Ещё одной причиной возникновения такого сопротивления являются пленки окисления металла, присутствующие на поверхностях
Они препятствуют движению электричества и стягивают линии тока к точкам касания. Избавиться от этого сопротивления полностью невозможно. Его величина всегда больше, чем удельные сопротивления металлов, из которых выполнены проводники
Ещё одной причиной возникновения такого сопротивления являются пленки окисления металла, присутствующие на поверхностях. Они препятствуют движению электричества и стягивают линии тока к точкам касания. Избавиться от этого сопротивления полностью невозможно. Его величина всегда больше, чем удельные сопротивления металлов, из которых выполнены проводники.
Микроструктура электрического контакта
Определение
В электроцепи, где соприкасаются два или больше проводников, появляется электрический переходный контакт, который еще называют токопроводящим. По этому соединению проходит ток с одной стороны в другую. Если используется простое наложение, то проводниковая поверхность не даст стабильного контакта. Что касается реальной площади соприкосновения, то она значительно меньше всей поверхности, что легко рассматривается через микроскоп.
Из-за небольшой площади соприкосновения соединение дает определенное сопротивление. Когда ток проходит от одной поверхности к другой, это называется переходным контактным сопротивлением, которое всегда больше, нежели у сплошного проводника аналогичной формы и размера.
Как уменьшить величину переходного сопротивления
Для обеспечения нормальной работы электрооборудования, недопущения аварийных ситуаций существуют рекомендации по применению способов реализации контактных соединений.
Механические
Этот способ основан на сжатии соприкасаемых поверхностей проводников для увеличения пятна контакта. Зависимость переходного сопротивления (Rn) от усилия сжатия F (давления) показана на графике.
Из графика следует, что чем больше усилие сжатия, тем меньше переходное контактное сопротивление. Однако целесообразность в повышении усилия сжатия имеет ограничения. При достижении определенной величины оно уже перестает влиять на изменение сопротивления. Следует учитывать прочностные характеристики сжимаемых контактов при выборе оптимального давления. Для примера рассмотрим несколько наиболее часто применяемых механических способов соединения проводников.
Опрессовка. Этот способ заключается в совместном деформировании опрессовочной гильзы и соединяемых контактных проводников. Основными инструментами для опрессовки служат пресс-клещи и переносные гидропрессы. Гильза для повышения электрических характеристик соединения выполняется из специальных материалов (электротехническая медь, электротехнический алюминий).
Зажимы с помощью резьбовых соединений. В качестве рабочего материала для таких соединений применяются клеммные колодки. Они состоят из пластикового корпуса, в который вставлены с обеих сторон латунные трубки с резьбой с предварительно накрученными винтиками. Для соединения в отверстия клеммы вставляются соединяемые проводники и закручиванием винтов с определенным усилием крепятся в ней.
Пружинные зажимы. Отличаются разнообразием конструкций, но в основе всех заложена пружина, обеспечивающая своей силой упругости давление на контактируемые поверхности проводников
Здесь важно использовать пружинные зажимы от производителей. Некачественные пружины со временем могут потерять упругость и ослабить контакт
На изображении зажим при помощи листовой пружины от немецкого производителя WAGO.
Соединение контактов с помощью сварки
Эта технология позволяет создать надежный контакт с минимальным превышением переходного сопротивления. Применяется в электромонтажных работах, где в качестве расходника используется угольный электрод. Малый сварочный ток дает относительно слабую электрическую дугу и практически нулевое разбрызгивание металла дают электромонтажнику возможность работы в защитных очках вместо маски.
Сварку следует производить на короткой дуге, при увеличенной внешняя воздушная среда оказывает отрицательное воздействие на зону сварки в виде появления на ней пор, что повышает величину переходного сопротивления.
Пайка контактов
Перед пайкой важно правильно выполнить скрутку соединяемых проводников. Самостоятельная эксплуатация контактов выполненных в виде скруток запрещено ПУЭ («Правилами устройства электроустановок»)
Сам процесс не требует особых навыков в отличие от сварки, где надо уметь держать короткую дугу. Так как материал, с помощью которого производят пайку (свинцово-оловянный и ему подобные) не обладает высокими прочностными характеристиками, то эта технология используется для соединения малых сечений (кабеля контрольные, управления, интернет кабеля).
Борьба с окислениями поверхностей контактов повышает эффективность передачи тока через соединение. Следует не допускать длительный период работы контактов из меди или алюминия, необходимо периодически выполнять чистку поверхностей спиртом.
Покрытие контактов серебром, платиной, лужение, никелирование, цинкование добавляют им коррозионную стойкость. При этом указанное покрытие практически не влияет на электрические характеристики соединения.
Измерение — переходное сопротивление
Измерение переходных сопротивлений является вспомогательным и необходимо для контроля состояния контактов при испытаниях на устойчивость к токам короткого замыкания и на механическую износоустойчивость.
Измерение переходных сопротивлений контактных соединений производится микроомметрами или контактомерами, т.е. специальными приборами для измерения малых сопротивлений. Эти приборы имеют специальные контактные наконечники щупов, которые прижимаются к токопроводящим элементам с обеих сторон проверяемого контактного соединения. Со стороны проверяемого сопротивления присоединяются потенциальные наконечники, с внешней стороны — токовые наконечники щупов. Обозначения потенциальных ( П) и токовых ( Т) наконечников нанесены на рукоятки щупов. Оценка качества контактного соединения производится сопоставлением значения сопротивления участка с контактным соединением со значением сопротивления токоведущего элемента на участке, длина которого равна участку с проверяемым контактным соединением.
Измерение переходного сопротивления рельсового пути производится прибором МС-08. Перед началом измерений исследуемый участок рельсового пути электрически изолируют от остальной трассы путем снятия средних шинок путевых дросселей.
Измерение переходного сопротивления рельсового пути выполняется прибором МС-08. Перед началом измерений исследуемый участок пути электрически изолируется от остальной трассы путем снятия средних шинок путевых дросселей. В качестве заземляющего электрода могут быть использованы: в туннеле с чугунной отделкой — любая конструкция, имеющая металлическую связь с тюбингом; в туннеле с железобетонной отделкой — металлическая шина, соединяющая кабельные кронштейны.
Измерение переходных сопротивлений контактов переключающих устройств производится при постоянном токе одним из следующих методов ( см. ГОСТ 8008 — 63, пп.
Внешний вид моста Р316. |
Измерение переходных сопротивлений паек якорных обмоток машин постоянного тока и аналогичные ему измерения удобно производить с помощью микроомметров.
Измерением переходного сопротивления контактов выключателя проверяют его надежность, так как повышенное переходное сопротивление может привести к перегреву контактов, их оплавлению и выходу выключателя из строя. Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от типа выключателя.
Измерением переходного сопротивления контактов выключателя проверяют его надежность, так как повышенное переходное сопротивление может привести к перегреву контактов, их оплавлению и выходу выключателя из строя.
Производится измерение переходного сопротивления контактов каждой фазы. Если при текущем ремонте сопротивление контактов превышает норму и возросло против значения, измеренного при капитальном ремонте, более чем в два раза, контакты должны быть улучшены.
Для измерения переходного сопротивления контактов может быть использован определенный искробезопасный омметр М-372 И. На рис. 58 показан омметр, переделка которого осуществлена Северодонецкнм химическим комбинатом по рекомендации института Гппронисэлектрошахт на базе серийно выпускаемого омметра М-372. Он состоит из собственного прибора, в корпусе которого расположен источник питания ( аккумулятор МЦ-4к), и соединительных проводов с зажимами на конце.
Схема измерения сопротивления контактов выключателя ( метод падения напря -, жения. |
При измерении переходного сопротивления с помощью моста ( рис. 126) величина переходного сопротивления определяется непосредственным отсчетом по шкале моста.
Согласно Нормам измерение переходного сопротивления контактов сборных и соединительных шин может производиться лишь в установках с номинальным током 1 000 а и больше и выборочно у 5 — 10 % контактов.
Пример определения коэффициента р по результатам измерения переходного сопротивления на действующем трубопроводе. |
Нормы электроустановок по величине переходного сопротивления
На качественное выполнение функций электрических коммутационных аппаратов влияет величина сопротивления переходных контактов. Она оказывает существенное значение на быстроту срабатывания, как мощных электрических устройств типа масляных выключателей, так и слаботочной аппаратуры типа кнопок, переключателей, тумблеров. Так как допустимую величину переходного сопротивления необходимо периодически контролировать она обычно заносится в паспорт на изделие заводом — изготовителем.
Если в паспорте отсутствует информация по допустимой норме переходного сопротивления, следует обратиться к следующим нормативно — техническим документам: ПУЭ (7 издание), ГОСТ 24606.3–82, ГОСТ 17441–78 и другим стандартам, включая отраслевые. В зависимости от мощности и вида электрического оборудования (выключателей, разъединителей, отделителей и других) задается величина номинального тока, которому соответствует предельное значение переходного сопротивления. Его допустимое значение составляет достаточно малую величину, измеряемую в тысячных долях (мкОм).
Важным показателем эффективности работы заземления является минимальное сопротивление прохождению тока через грунт. Так как конструкция заземления состоит из нескольких соединенных между собой элементов, то одним из факторов, влияющих на его работу, будет переходное сопротивление. Его максимальное значение согласно требованиям ПУЭ не должно быть большим 0.05 Ом на любом контактном переходе заземления. Такая величина позволит быстро сбросить мощный потенциал, возникший, например, во время короткого замыкания.
С какой периодичностью нужно делать замеры
Чаще всего замеры ПС проводят для контактов заземления, представляющего собой соединение оборудования с заземлителем. В полном объеме (с раскапыванием грунта и осмотром состояния заземлителя и его контактов) проверка проводится один раз в 12 лет. После капитального ремонта, если он касается заземляющих устройств, проверка также выполняется. Часто проверки рекомендуют производить во времена когда, когда земля обладает наибольшей степенью промерзания и высыхания (зимой и летом).
К сведению! Значение ПС, которое лежит в норме всех регламентирующих документов, будет обеспечивать стабильность работы всех устройств коммутации, что в свою очередь благоприятно скажется на качественной и стабильной работе электроприборов.
Нарушение соединения и влияние сопротивления на изоляционный слой
Наши преимущества
Лицензия РосТехНадзора №5742
Лицензируемая организация ООО Инженерный центр ”ПрофЭнергия” гарантирует точность, объективность и достоверность результатов.
Поверенные приборы и оборудование (СП №0889514)
Проверенные приборы и оборудование (СП №0889514): В нашей кампании используется только качественные приборы и оборудование.
Бесплатный выезд на объект и расчет сметы
Бесплатный выезд на объект и расчет сметы: Наши специалисты бесплатно приедут на объект и рассчитают стоимость.
На 25% выгоднее конкурентов
На 25% выгоднее конкурентов: У нас честные цены. А так же действуют индивидуальные скидки.
Кандидаты технических наук в штате
Кандидаты технических наук в штате: «ПрофЭнергия» имеет очень отлаженный коллектив квалифицированных инженеров с допусками ко всем видам проводимых работ.
Как часто замерять ПС заземления
Заземление – это специальное соединение оборудования с заземляющим устройством (ЗУ).
ЗУ представляет собой устройство, состоящее из следующих элементов:
- заземлителя (контура заземления);
- шины заземления;
- заземляющих проводников.
Проверку в полном объёме с вскрытием грунта, осмотром состояния заземлителей и соединяющих их проводников проводят 1 раз в 12 лет. Внеплановые проверки проводят после капитальных ремонтов, связанных с заземляющими элементами. Срок проверки и измерений ПС ЗУ назначается на основании рекомендаций организации, которая выполняла предыдущую проверку.
Значение Rп, лежащее в пределах регламентируемых норм, обеспечивает стабильную работу коммутационных устройств. Это, в свою очередь, способствует бесперебойной и безопасной эксплуатации оборудования.
Переходное сопротивление — контакт
Переходное сопротивление контакта — сопротивление электрического контакта, складывающееся из сопротивления, возникающего вследствие сужения сечения материала в его элементарных бугорках, через которые проходит ток, и сопротивления плохопроводящих окисных, масляных, сульфидных, газовых пленок и пыли.
Временной график испытания монтажных соединений на надежность. |
Переходное сопротивление контакта измеряют миллиомметром методом вольтметра и амперметра.
Зависимость переходного сопротивления от контактного нажатия. |
Переходное сопротивление контактов обусловлено не только явлением стягивания линий тока. Контактирующие поверхности покрыты адсорбированными молекулами газа, в котором располагались контакты до их замыкания.
Переходное сопротивление контакта может возрастать в десятки и сотни раз вследствие окисления, контактных поверхностей. В частности, нередко такое отклонение-вызывается нагревом контактов свыше 70 — 75 С.
Переходное сопротивление контакта может увеличиться из-за коррозии контактов и других явлений. Кроме того, при малом нажатии повышается чувствительность к вибрации, что ведет к изменению сопротивления и увеличению собственного шума ( Контактов. Вибрации могут вызываться механическими влияниями и колебаниями тока в катушке, а также потоками рассеяния соседних реле.
Переходное сопротивление контакта при этом уменьшается с повышением тока таким образом, что постоянным оказывается переходное падение напряжения в контакте. Для щеток из натурального графита оно равно 0 7 — 1 2 в на щетку, а для электрографитированных щеток-0 8 — 1 7 в. Следовательно, при нагрузке щетки током, равным, например, 50 с, в тонком слое между щеткой и кольцом или коллектором будет выделяться, переходя в тепло, энергия, равная 40 — 80 вт. При разрыве точек, непосредственно касавшихся друг друга, или возникает и короткое время удерживается электрическая дуга, или проскакивает весьма кратковременная электрическая искра Это происходит в том случае, когда емкость, параллельная щеточному контакту, включающая в себя емкость кабелей возбуждения и емкость обмоток ротора компенсатора или якоря возбудителя, имеет достаточную величину. При небольших токах эти дуги или искры могут быть микроскопически малыми и поэтому незаметными глазу. Токи большей величины сопровождаются более заметными дугами или искрами, особенно если наблюдать их в темноте.
Схема измерения минимального вжима контактов выключателя МКП-110. |
Переходное сопротивление контактов измеряется микроомметром при включенном выключателе.
Схема измерения минимального вжима контактов выключателя МКП-110. |
Переходное сопротивление контактов измеряется микрометром при включенном выключателе.
Переходное сопротивление контактов ( Ккот) в среднем может приниматься равным 0 05 — 0 1 ом.
Переходное сопротивление контактов, погруженных в масло или просто смазанных маслом, почти всегда оказывается меньше, чем для сухих контактов, так как масло способствует очистке поверхностей от загрязнения, а после разрушения окисной пленки вследствие трения при переключении препятствует повторному окислению. Медные и латунные контакты в трансформаторном масле почти не окисляются. Сопротивление стальных контактов за это время возросло более чем в 40 раз, в то время как конечные значения сопротивлений медных и латунных контактов как непокрытых, так и луженых и никелированных, практически равны начальным.
Переходное сопротивление контактов в микроомах определяется по формуле ( 2 — 8), причем в подавляющем большинстве случаев контакты переключающих устройств следует считать точечными, полагая / п0 5, что дает некоторый запас надежности.
Переходное сопротивление — контактное соединение
Переходное сопротивление контактного соединения ( контакта) зависит от температуры нагрева контактных деталей и степени его окисления. Повышение переходного сопротивления с повышением температуры контакта объясняется увеличением удельного электрического сопротивления материала контакта.
Переходное сопротивление контактных соединений следует измерять взрывозащищенными приборами в соответствии с требованиями ПУЭ.
Зависимость переходного сопротивления медных контактов от температуры. |
Переходное сопротивление контактного соединения в силовой степени зависит от окисления контактной поверхности, которое может привести к увеличению переходного сопротивления в десятки и сотни раз.
Переходное сопротивление контактного соединения при температуре 70 не должно превышать более чем на 20 % сопротивления целого участка шины той же длины. Стабильность соединения достигается установкой под гайку каждого болта пружинящих шайб, которые применяются для медных и стальных шин при резких изменениях температуры или при наличии вибрации, а для алюминиевых шин — во всех случаях.
Переходное сопротивление контактного соединения не должно заметно превышать сопротивления цельного участка шины ( или провода) такой же длины.
Измерение переходных сопротивлений контактных соединений производится микроомметрами или контактомерами, т.е. специальными приборами для измерения малых сопротивлений. Эти приборы имеют специальные контактные наконечники щупов, которые прижимаются к токопроводящим элементам с обеих сторон проверяемого контактного соединения. Со стороны проверяемого сопротивления присоединяются потенциальные наконечники, с внешней стороны — токовые наконечники щупов. Обозначения потенциальных ( П) и токовых ( Т) наконечников нанесены на рукоятки щупов. Оценка качества контактного соединения производится сопоставлением значения сопротивления участка с контактным соединением со значением сопротивления токоведущего элемента на участке, длина которого равна участку с проверяемым контактным соединением.
Большая стабильность и малое переходное сопротивление контактного соединения, осуществленного посредством оси, подтверждаются длительным опытом эксплуатации.
Соответственно изменению действительной площади соприкосновения контактов изменяется переходное сопротивление контактного соединения.
Объективным и прямым методом контроля качества контактного соединения является измерение величины переходного сопротивления контактного соединения или падения напряжения на нем и сравнение полученных данных с нормативными. Наряду с этим контактное соединение осматривают, используя в необходимых случаях лупы, а также измеряют штриховыми инструментами.
Значения коэффициента. |
Из ( 8 — 20) следует, что при неизменной общей площади соприкасающихся поверхностей переходное сопротивление контактного соединения или контакта тем меньше, чем больше контактное давление, так как от него зависит их действительная площадь соприкосновения деталей.
Необходимо также измерять омическое сопротивление обмоток встроенных ( втулочных) трансформаторов тока на всех отпайках, обмоток реле, переходных сопротивлений контактных соединений, недоступных для осмотра, и отдельных контактных соединений, вызывающих сомнение в их качестве
Особое внимание надо уделять штепсельным и скользящим контактным соединениям, например контактам, с помощью которых вторичные элементы тележки ячейки КРУ соединяются со вторичными элементами, расположенными в неподвижных отсеках.
К расчету проводника, проходящего через фарфоровый изолятор. |
Количество тепла, выделяющееся в 1 сек в контактном соединении или в контакте, равно I2RK, где / — величина тока, а Кк — переходное сопротивление контактного соединения или контакта. Одновременно с процессом нагрева идет процесс охлаждения путем отдачи тепла в окружающее пространство и прилегающим менее нагретым металлическим частям. Температура контактного соединения или контакта установится после того, как количество тепла, выделяющееся в нем, будет равно количеству отдаваемого тепла.