Контактные системы аппаратов

Место перехода тока из одной токоведущей части в другую называется электрическим контактом. Поверхность проводника, соприкасающаяся с поверхностью другого проводника, называется контактной поверхностью.

Обеспечить в месте электрического контакта такие же условия для протекания тока, какие имеет сплошной проводник, практически не представляется возможным. Поэтому контактные соединения являются ответственным узлом электрического аппарата и требуют особого внимания при их эксплуатации. Конструктивный узел, с помощью которого в процессе работы аппарата производится замыкание или размыкание электрической цепи, называется контактом (контактной системой) электрического аппарата. В контактной системе электрический контакт между токоведущими частями осуществляется нажатием одного токоведущего элемента на другой при помощи контактных пружин, резьбовых соединений и т. п.

Электрические контакты являются важной деталью аппаратов. От их конструктивного исполнения и состояния в процессе эксплуатации во многом зависит надежность работы аппарата, особенно при больших токах и токах короткого замыкания.

По конструктивному исполнению и условиям работы электрические контактные системы аппаратов делятся на три основных вида:

· неразмыкающиеся,

· размыкающиеся,

· скользящие.

Неразмыкающиеся контактные системы аппаратов представляют собой конструктивный узел, в котором токоведущие части не разъединяются в процессе работы аппарата. Токоведущие части соединяются в контактном соединении чаще всего механическим путем (болтами, заклепками и т. п.). К неразмыкающимся относятся также цельнометаллические контактные соединения, создаваемые пайкой или сваркой. В электрических аппаратах неразмыкающиеся контактные соединения применяются для присоединений аппаратов к внешней цепи и соединения между собой внутренних токоведущих частей.

Размыкающиеся контактные системы состоят из подвижного и неподвижного элементов (контактов), которые в процессе работы замыкают и размыкают свои контактные поверхности. Они служат для периодического размыкания и замыкания электрических цепей, используются в выключателях, реле, контакторах и других электрических аппаратах.

Скользящими контактными системами называют такие, у которых поверхности контактных элементов перемещаются (скользят) одна по другой, но электрический контакт при этом не нарушается. Например, щеточный контакт электрических машин, реостатов и т. п.

У электрического контакта следует различать кажущуюся и действительную площади соприкосновения. При самой тщательной обработке контактной поверхности на ней все же будут микроскопические бугорки и шероховатости. Поэтому в действительности две поверхности будут соприкасаться не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками. Количество контактных площадок и их расположение зависят от прочности материала, силы нажатия, степеней свободы и геометрических форм соприкасающихся поверхностей.

По кажущейся форме соприкосновения условно различают три типа контактов:

· точечный,

· линейный,

· поверхностный.

У точечного контакта сопротивление происходит только в одной точке. Например, шар — шар, шар — плоскость, конус — плоскость и т. д. У таких контактов кажущаяся и действительная площади соприкосновения совпадают.

В линейных контактах соприкосновение происходит по линии. Например, цилиндр — цилиндр, цилиндр — плоскость, виток — виток и т. д. Действительная картина соприкосновения будет определена минимум двумя площадками, расположенными на линии.

У поверхностного контакта кажущееся сопротивление происходит по поверхности, а физическое — по ряду площадок, расположенных на этой поверхности.

Размеры и число площадок соприкосновения зависят от силы, сжимающей контактные поверхности, и от сопротивления материала контактов смятию. Необходимо иметь в виду, что с увеличением сжатия контактов рост размеров площадок соприкосновения замедляется, так как начинается усадка площади контакта. Поэтому увеличивать силу сжатия контактов выше определенного предела нецелесообразно.

Все контактные соединения должны удовлетворять требованиям

· надежности,

· необходимой механической прочности,

· термической и электродинамической устойчивости,

· стойкости против влияния внешней окружающей среды.

Помимо общих требований к контактам в зависимости от их условий работы могут быть предъявлены и другие требования.