24. Герметизированные контакты. Материалы для контактных соединений.

1 - выводы обмотки катушки; 2 – силовые контакты; 3 – стеклянный баллон; 4 – обмотка катушки

При происхождении тока через обмотку и под воздействием магнитного поля контакты притягиваются. При отключении тока контакты размыкаются. Для надежности контакты покрывают слоем благородного металла: золото, радий, серебро, их сплавы. Контакты изолированы от окружающей среды и работают в атмосфере инертного газа: азот, гелий, азот с примесью водорода или гелия.

Силовые контакты 2·2 одновременно являются и магнитопроводом. Надежность закр. контактов min в 2 раза выше, чем у открытых.

2·10⁸ - 2·10⁹ циклов коммутации. Отсутствие ЭМ системы в 3 раза уменьшает время срабатывания.

Герсиконы – герметизированные силовые контакты коммутируют большее значение тока. У них контакты и магнитопровод являются отдельными элементами.

Материалы для контактных соединений. К материалам предъявляются следующие требования: высокая электро-тепло проводимость, устойчивость к коррозии и наличие проводящей пленки, дугостойкость, твердость, легкость механической обработки, малая стоимость

Медь удовлетворяет всем требованиям кроме стойкости к коррозии.

В контактных устройствах требуют достаточно больших усилий нажатия.

Серебро – достаточно высокая износоустойчивость при малых токах, имеет проводящую окисную пленку. Низкая дугостойкость. Применение при высоких токах не приветствуется. Часто медь покрывают тонким слоем серебра.

Вольфрам, его сплавы обладает высокой дугостойкостью, электрической износостойкостью. Для дугогасительных контактов.

Платина, золото позволяет создавать контакты с очень малыми переходными сопротивлениями. Используются для контактов на малые токи при малых усилиях нажатия.

Алюминий низкая электропроводимость и механическая стойкость. При окислении образуется токпроводящая окисная пленка, что ограничивает его применение в кас. коммутир. Контакта. Широко применимо для неразмыкающихся контактных соединений (шинопровод).

25.Процессы в дуговом промежутке

Размыкание электрической цепи с помощью контактов электрических аппара­тов сопровождается, как правило, возникновением дугового разряда между этими контактами. Дуговой разряд возникает в случаях, когда значения тока и напряже­ния на контактах превосходят некоторые критические значения, которые зависят от материала контактов, параметров цепи, окружающей среды и многих других факторов.

Рис 5-1. Вольт-амперная характеристика газового разряда

Возникновение и горение дуги в воздушном промежутке между контактами свидетельству­ют об ионизации этого промежутка. В обыч­ных условиях воздух является хорошим изолято­ром.

Для того чтобы воздушный промежуток стал проводником, необходимо создать в нем определенную концентрацию заряженных частиц — отрицательных, в основном свободных электронов, и положительных — ионов. Процесс отделения от нейтраль­ной частицы одного или нескольких электронов и образования свободных элект­ронов и положительно заряженных частиц — ионов называется ионизацией. Физически процесс отключения цепи — электрического ее разрыва — состоит в деионизации воздушного промежутка между контактами, т. е. в восстановлении его диэлектрических свойств и прекращении вследствие этого электрического раз­ряда. Явление прохождения электрического тока через газ, называемое газовым разрядом, может наблюдаться практически при любых значениях тока.

Основные физические процессы, приводящие к ионизации и де- ионизации воздушного промежутка.

Ионизация. Ионизация газа может происходить под действием многих фак­торов, таких, как свет, космические лучи, высокая температура, электрическое поле и другие.

Автоэлектронная эмиссия. Это — явление выхода электронов из катода под воздействием сильного электрического поля — 10⁵ В/см и выше. Такие напряжен­ности у катода могут создаваться пространственными зарядами, а также в про­цессе расхождения контактов.

Термоэлектронная эмиссия. Термоэлектронной эмиссией называется явление испускания электронов из накаленной поверхности.

Такое явление имеет место в электрических аппаратах при расхождении контактов, где последняя площадка контактирования сильно разогревается, часто до расплавления и испарения.

Ионизация толчком. Если свободный электрон будет обладать достаточной скоростью, то при столкновении с нейтральной частицей (атом, а иногда и моле­кула) он может выбить из нее электрон. В результате получается новый свобод­ный электрон и положительный ион. Вновь полученный электрон может, в свою очередь, ионизировать следующую частицу.

Термическая ионизация. Это — процесс ионизации под воздействием высокой температуры.Основной характе­ристикой термической ионизации является степень ионизации, представляющая собой отношение числа ионизированных атомов в газе дуги к общему числу атомов в этом газе.

Рекомбинация. Процесс, при котором различно заряженные частицы, приходя во взаимное соприкосновение, образуют нейтральные частицы, называется рекомби­нацией.

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