Хаян Б. 20002бСТ
Лабораторна робота 2. Дослідження властивостей контактних матеріалів
Тема: Дослiдження властивостей контактних матерiалiв.
Мета роботи:
1. Вивчити фiзичнi процеси при протiканнi струму через контакти пiд час комутацiї електричного кола.
2. Дослiдити залежнiсть перехiдного опору вiд кiлькостi комутацiй для рiзних контактних пар.
Рис.1 Лабораторна установка для випробування контактних матерiалiв на електродугову стiйкiсть
Контактнi вузли є однiєю з головних i найбiльш вiдповiдальнихчастин електричних апаратiв. Затрати на контакти досягають рекордного рiвня -65% вiд вартостi всього апарату.Сучаснi контактнi матерiали виготовляються на основi срiбла.Срiбло характеризується найвищим коефiцiєнтом теплопровiдностi, достатньо високою питомою провiднiстю татеплоємнiстю, що забезпечує в порiвняннi з iншими металами найменше нагрiвання контактiв пiд час роботи та незмiнний контактний опiр. При роботi на повiтрi срiбло практично не кородує, а оксиди, що виникають на поверхнi легко руйнуютьсяпри повторних вмиканнях апарату.Недолiком срiбла, як контактного матерiалу, є схильнiсть до виникнення темних неструмопровiдних плiвок у результатi взаємодiї з сiрководнем при пiдвищенiй вологостi. Саме така виробнича атмосфера характерна длятваринницьких примiщень, щоу бiльшостi випадкiв є причиною вiдмов контактних вузлiв.В сильнострумових контактах, як контактний матерiал, застосовується не чисте срiбло, аспеченi матерiали на основi срiбла з вмiстом домiшок, як правило, у межах 3-25%, що виготовляються методами порошкової металургiї.
Для випробовування контактiв на ерозiйну стiйкiсть використовується лабораторна установка синтетичних випробувань (рис.1). Принцип роботи устаноки полягає в тому, що процес комутацiї та протiкання струму в замкненому станi контактiв є сумою дiї декiлькох джерел струму. Випробовування можуть проводитися як з рухомими, так i з нерухомими контактами. Суть методу випробовування контактних матерiалiв з нерухомими контактами полягає в тому, що в зазорi мiж двома нерухомими контакт-деталями моделюють дуговий розряд адекватний дуговому розряду в дiючих електричних апаратах. Зазор мiж контактами виставляється з похибкою 0.05 мм. Тривалiсть iмпульсу струму регулюється в межах 2...50 мс з похибкою не бiльше 5%. Величина струму комутацiї регулюється в межах вiд 10 до 1000 А.
Пристрiй складається з паралельно ввiмкнених двох джерел живлення постiйного струму, якi в своєму складi мають послiдовно ввiмкненi знижувальний трифазний трансформатор з круто-падаючою характеристикою TV3, TV4 та випрямляч VD5...VD410, VD11...VD14. Виводи названих джерел через iндуктивний роздiлювач L приєднанi до контактної пари, яка випробовується. Для iнiцiалiзацiї дуги служить високовольтний блок, який подає високовольтнi iмпульси напругою до 16 кВ на розрядник. Вiн складається з послiдовно ввiмкнених джерела постiйного струму на базi знижувального трансформатора TV1, випрямляча VD1...VD4, зглажувального фiльтра C1, електронного комутатора 1, пiдвищувального трансформатора 1 та генератора синхронiзуючих iмпульсiв.
Пристрiй працює таким чином. Високовольтне коло виробляє iмпульси напругою 10-16 кВ та тривалiстю 0.1-0.5 мс з частотою, яка задається генератором iмпульсiв якi подаються в мiжконтактний промiжок. В момент пробою мiжконтактного промiжку вмикаються силовi кола джерел живлення i мiж електродами виникає електрична дуга, тривалiсть якої задається генератором iмпульсiв Г5-60.
Контрольні запитання:
1. Що таке електричне контактування?
Це утворення та існування електричного контакту
2. Якi типи контактiв Ви знаєте?
Точковий електричний контакт, при якому контактування здiйснюється через одну точку
Лiнiйний електричний контакт, при якому контактування здiйснюється по лiнiї
Поверхневий електричний це контакт, при якому контактування здійснюється по повернi, мiнiмум в трьох точках, якi знаходяться на цiй поверхнi
3. Що таке перехiдний опiр? Вiд чого залежить його величина?
В мiсцi переходу струму з однiєї деталi в iншу має мiсце вiдносно великий опiр, який називаєтьсся перехiдним опором контактiв,він визначається опором звужених дiлянок, по яких проходить струм до площатки контактування.
4. Якi типи контактних матерiалiв застосовуються в автоматичних вимикачах?
Застосовують рiзнорiднi контактнi пари ,особливо ефективнi матерiали, що мiстять графiт,в парi з ними застосовують мiдь або срiбло-нiкель.
5. Чим обмежене широке застосування контактних матерiалiв на основi мiдi?
Одним з головних недолiкiв контактних матерiалiв на основi мiдi є достатньо високий перехiдний опiр пiд час роботи
6. Що таке фритiнг? Який вплив має цей процес на електричне контактування?
Фритінг - явище пробою плівки електричною напругою,що додатково руйнує контакт.
7. Якi властивостi набувають контактнi матерiали при наявностi в них домiшок графiту?
По контакту, що мiстить графiт, дуга перескакує з мiсця на мiсце.
8. В чому головнi переваги контактiв на основi срiбла перед iншими видами контактiв?
В порiвняннi з iншими металами найменше нагрiвання контактiв пiд час роботи та незмiнний контактний опiр.
9. Якi домiшки входять в склад контактних матерiалiв на основi срiбла? Яким чином вони змiнюють властивостi цих матерiалiв?
Композицiя срiбло - оксид кадмiю,при великих струмах вмикання одночасно зберiгається стабiльний i низький контактний опір.