Рефераты
Тяжёлая жизнь контактов
В электрических сетях случаются перегрузки. Распространённый вариант перегрузок — короткие замыкания. Устройства защиты при этом отключают нагрузку, однако они делают это не сразу, а иногда через несколько десятков периодов тока. При этом в первом полупериоде ток может быть больше (до двух раз), чем установившееся его значение. Электрические контакты являются «слабым местом» электрической цепи — у них выше сопротивление и, следовательно, больше разогрев. Если нагрев превосходит температуру рекристаллизации, материал контакта размягчается и размер контактного пятна увеличивается, что влияет на результат.
Две научные группы из Санкт-Петербургского государственного университета изучили теоретически и экспериментально поведение электрических контактов при коротких замыканиях. Конкретный пример: контакты из меди, сжатие силой 1000 Н, время срабатывания защиты 0,4 с, максимальный ток 8 кА, максимальный ток в первый полупериод 16 кА, радиус контактного пятна 0,62 мм. Разработана упрощённая схема расчёта и показана её применимость. Кроме того, для разных конструкций контактов был рассмотрен нагрев токами до 100 кА до плавления, недопустимый с точки зрения сохранения работоспособности контактов. Показано, что главный параметр, влияющий на нагрев и плавление контактов, — это их сопротивление в «холодном» состоянии. Контакты, заметно различающиеся по форме и силе контактного нажатия, но имеющие близкие по величине контактные сопротивления (например, 18,7—18,8 мкОм), характеризуются близким уровнем минимального тока плавления (соответственно, 15—15,4 кА).