Исследование контактных систем

НИЗКОВОЛЬТНЫХ АППАРАТОВ

САЕТГАРАЕВА С.А., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ГРАЧЁВА Е.И.

Цель данной работы заключается в исследовании прогнозирования и оценки качества функционирования низковольтных аппаратов.

Более 60 % причин всех отказов низковольтных аппаратов относят к контактным системам. Многие причины отказов возникают из-за ослабления упругости контактных пружин, а также износа поверхностей контактов и появления на них загрязнений. Также отказы случаются из-за старения и нарушения изоляционных материалов между контактами.

Существенной характеристикой контактных соединений является переходное сопротивление. И на сопротивление контактов аппаратов влияют особенности и параметры нагрузки, тока, силы сжатия, качество материала контактов, проявления среды. Чтобы определить сопротивление контактов воспользуемся выражением Хольма:

а в соответствии с теорией Чельчлина:

где ε – коэффициент, учитывающий физические свойства материала контактов и состояние контактной поверхности; Р _к – статическое нажатие контактов; m – коэффициент формы контактов; R ₀ – коэффициент, учитывающий сопротивление тела контактов. Рабочая температура контактов зависит от тока и сопротивления.

При прохождении через контакты постоянного тока от источника питания с напряжением 2–5 В измеряют падение напряжения и контролируют сопротивление контактного соединения. Здесь надо учитывать то, что при измерении сопротивления номинальный ток должен совпадать с испытательным.

Многочисленные наблюдения за низковольтными аппаратами показали, что наибольшие отказы случаются из-за износов контактов. При износе контактов уменьшается толщина контакта или контактной напайки, а также это приводит к потере формы поверхности контактирования. Это все обусловливает повышение температуры контактов и снижение контактирования, так как при уменьшении толщины контактов происходит ослабление силы сжатия контактов. Одна из наиболее значимых причин износа контактов низковольтных аппаратов – это провал контактов. Провал контактов с определенной степенью точности в заданный момент времени можно вычислить по выражению:

где П₀ – начальное значение провала, мм; ϑ – скорость изменения провала, мм/тыс. ч или мм/тыс. циклов; t – наработка, тыс. ч или тыс. циклов.

Измерения и вычисления выявляют, что уменьшение провала контактов, которое характеризует уровень их износа, непременно сопровождает уменьшение конечного нажатия, кроме этого, происходит увеличение скорости износа контактов. Уменьшение провала контактов на небольшую величину при значительном уменьшении конечного нажатия указывает на потерю упругих свойств контактных пружин.

Литература

1. Акимов Е.Г. Выбор и применение низковольтных электрических аппаратов распределения, управления и автоматики / Е.Г. Акимов,
Ю.С. Коробков, В.П. Соколов и др. – М.: МЭИ, 2009. – 344 с.

УДК 621.316.1.05