Что такое переходное контактное сопротивление?

Зависимость величины переходного сопротивления электроконтактов

Переходным электрическим сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов.

При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры.

Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв.

В этом и состоит пожарная опасность переходных контактных сопротивлений, которая усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления.

От чего зависит величина переходного электрического сопротивления

Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления.

Особенно интенсивное окисление происходит во влажной среде и с химически активными веществами, а также при нагреве контактов выше 70 — 75 С.

Величина переходного контактного сопротивления не должна превышать более чем на 20% величину сопротивления сплошного участка этой цепи примерно такой же длины.

Величина переходного электрического сопротивления контакта зависит от степени окисления соединяемых контактных поверхностей проводников.

Металл контактов взаимодействует с окружающей средой, кислородом воздуха, агрессивными тазами и влагой и вступает с ними в химические реакции, вызывая химическую коррозию металла.

Обратите внимание

Пленка окиси, образующаяся на поверхности металла (например, алюминия) от воздействия воздуха и окружающей среды, создается чрезвычайно быстро и обладает очень большим электрическим сопротивлением.

Загрязненные или покрытые окислами контактные поверхности имеют более высокое переходное сопротивление, так как в этом случае в ряде точек нет непосредственного соприкосновения металлов. Окисление идет тем быстрее, чем выше температура контактных поверхностей и чем легче доступ воздуха к ним.

Переходное сопротивление контактного соединения или контакта вследствие окисления может возрасти в десятки и сотни раз, так как окислы большинства металлов являются плохими проводниками. В результате реакции окисления проводящая конструкция постепенно разрушается. Если при этом она находится под нагрузкой, то уменьшение ее сечения приводит к дополнительному нагреву (закон Джоуля-Ленца), что в итоге может привести к ее расплавлению.

Величина переходного сопротивления контакта зависит от его конструкции, материала соприкасающихся частей и силы прижатия их друг к другу.

Контактные поверхности всегда имеют микроскопические возвышения и впадины; поэтому соприкосновение происходит только в отдельных точках-небольших площадках. Действительная площадь касания увеличивается с ростом силы прижатия контактов друг к другу.

Под влиянием силы прижатия металл в точках касания сминается и размеры площадок увеличиваются, возникает соприкосновение в новых точках. Это приводит к снижению переходного сопротивления.

Проверка расстояния. Величина переходного сопротивления контактов выключателей (на одну фазу) для масляных выключателей 200 а составляет не более 350 мком и для выключателей 1000 а-100 мком. Для всей цепи одной фазы воздушных выключателей сопротивление контактов должно быть не более 500 мком.

Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от их типа.

На величину переходного сопротивления контакта, как показывают опытные данные, оказывает влияние ряд причин. Оно зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактными элементами, величины поверхности их соприкосновения и ее состояния, а также температуры контакта.

Сопротивление зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактами, величины поверхности соприкосновения, состояния поверхности и температуры контакта. Большое влияние на большие переходные сопротивления контактов оказывает их окисление. Контакты, помещенные в масло, подвергаются значительно меньшему окислению, чем работающие в воздухе.

Конструкция контактов должна быть такова, чтобы замыкание и размыкание контактов сопровождалось трением одной поверхности о другую, что способствует их очищению от оксидной пленки.

Важно

Когда не так важна величина переходного сопротивления контакта, как его постоянство (например, в измерительной аппаратуре), применяют гальваническое осаждение палладия, имеющего электропроводность в семь раз меньшую, чем у серебра, но весьма стойкого к химической коррозии и твердого.

При очень больших силах нажатия величина переходного сопротивления контактов меняется чрезвычайно не-значительно. Кроме того, слишком большие силы нажатия вызывают чрезмерные напряжения в материале контактных элементов, вследствие чего контакты утрачивают упругость и становятся менее прочными.

По виду касания различают размыкаемые контакты точечные, линейные и плоскостные.

Поверхности контактов из-за шероховатости соприкасаются в ограниченном числе точек. Величина переходного сопротивления контакта зависит от силы сжатия контактов, пластичности их материала, качества обработки поверхности и ее состояния, а также от удельного сопротивления материала и вида касания.

Источник: https://www.smazelektro.ru/velichina-perehodnogo-soprotivleniya/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Переходное сопротивление контактного соединения ( контакта) зависит от температуры нагрева контактных деталей и степени его окисления. Повышение переходного сопротивления с повышением температуры контакта объясняется увеличением удельного электрического сопротивления материала контакта.  [1]

Переходное сопротивление контактных соединений следует измерять взрывозащищенными приборами в соответствии с требованиями ПУЭ.  [2]

Зависимость переходного сопротивления медных контактов от температуры.  [3]

Переходное сопротивление контактного соединения в силовой степени зависит от окисления контактной поверхности, которое может привести к увеличению переходного сопротивления в десятки и сотни раз.  [4]

Переходное сопротивление контактного соединения при температуре 70 не должно превышать более чем на 20 % сопротивления целого участка шины той же длины. Стабильность соединения достигается установкой под гайку каждого болта пружинящих шайб, которые применяются для медных и стальных шин при резких изменениях температуры или при наличии вибрации, а для алюминиевых шин – во всех случаях.  [5]

Переходное сопротивление контактного соединения не должно заметно превышать сопротивления цельного участка шины ( или провода) такой же длины.  [6]

Измерениепереходных сопротивлений контактных соединений производится микроомметрами или контактомерами, т.е. специальными приборами для измерения малых сопротивлений.

Эти приборы имеют специальные контактные наконечники щупов, которые прижимаются к токопроводящим элементам с обеих сторон проверяемого контактного соединения.

Со стороны проверяемого сопротивления присоединяются потенциальные наконечники, с внешней стороны – токовые наконечники щупов. Обозначения потенциальных ( П) и токовых ( Т) наконечников нанесены на рукоятки щупов.

Оценка качества контактного соединения производится сопоставлением значения сопротивления участка с контактным соединением со значением сопротивления токоведущего элемента на участке, длина которого равна участку с проверяемым контактным соединением.  [7]

Совет

Большая стабильность ималое переходное сопротивление контактного соединения, осуществленного посредством оси, подтверждаются длительным опытом эксплуатации.  [8]

Соответственно изменению действительной площади соприкосновения контактов изменяетсяпереходное сопротивление контактного соединения.  [9]

Объективным и прямым методом контроля качества контактного соединения является измерение величиныпереходного сопротивления контактного соединения или падения напряжения на нем и сравнение полученных данных с нормативными. Наряду с этим контактное соединение осматривают, используя в необходимых случаях лупы, а также измеряют штриховыми инструментами.  [10]

Значения коэффициента.  [11]

Из ( 8 – 20) следует, что при неизменной общей площади соприкасающихся поверхностейпереходное сопротивление контактного соединения или контакта тем меньше, чем больше контактное давление, так как от него зависит их действительная площадь соприкосновения деталей.  [12]

Необходимо также измерять омическое сопротивление обмоток встроенных ( втулочных) трансформаторов тока на всех отпайках, обмоток реле, переходных сопротивлений контактных соединений, недоступных для осмотра, и отдельных контактных соединений, вызывающих сомнение в их качестве. Особое внимание надо уделять штепсельным и скользящим контактным соединениям, например контактам, с помощью которых вторичные элементы тележки ячейки КРУ соединяются со вторичными элементами, расположенными в неподвижных отсеках.  [13]

К расчету проводника, проходящего через фарфоровый изолятор.  [14]

Количество тепла, выделяющееся в 1 сек в контактном соединении или в контакте, равно I2RK, где / – величина тока, а Кк – переходное сопротивление контактного соединения или контакта.

Одновременно с процессом нагрева идет процесс охлаждения путем отдачи тепла в окружающее пространство и прилегающим менее нагретым металлическим частям.

Температура контактного соединения или контакта установится после того, как количество тепла, выделяющееся в нем, будет равно количеству отдаваемого тепла.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: http://www.ngpedia.ru/id457600p1.html

Что такое переходное контактное сопротивление и как с ним бороться » Электрика в квартире и доме своими руками

Из размещенных на сайте Электрик Инфо ранее статей можно заметить, что как только вопрос касается способов соединения проводов, то сразу возникают споры вокруг того, какой из вариантов соединения лучше и надежнее. Наиболее качественным соединением контактов всегда будет то, которое обеспечивает наиболее низкое значение переходного контактного сопротивления как можно более длительное время.

Контактные соединения в большом количестве входят во все электрические цепи и аппараты и являются их очень ответственными элементами.

Так как от состояния электрических контактов в наибольшей степени зависит безаварийная работа электрооборудования и электропроводки, то в этой статье давайте разберемся что же это такое — «переходное контактное сопротивление» и от каких факторов зависит его величина.

Опираться при этом будем на теорию электрических аппаратов, так как именно именно в этой дисциплине вопросы электрического контактирования исследованы наиболее хорошо и подробно.

Итак. Контактное соединение — это конструктивное устройство, в котором осуществляется электрическое и механическое соединения двух или нескольких отдельных проводников, которые входят в электрическую цепь. В месте соприкосновения проводников образуется электрический контакт — токопроводящее соединение, через которое ток протекает из одной части в другую.

Простое наложение контактных поврехностей соединяемых проводников не обеспечивает хорошего контакта, так как действительное соприкосновение происходит не по всей поверхности, а только в немногих точках. Причина этого — неровность поверхности контактирующих элементов и даже при очень тщательной шлифовке на поверхностях остаются микроскопические возвышения и впадины.

В книгах по электрическим аппаратам можно встретить подтверждение этому на фотографиях сделанных с помощью микроскопа. Действительная площадь спорикосновения во много раз меньше общей контактной поверхности.

Из-за малой площади соприкосновения контакт представляет довольно значительное сопротивление для прохождения тока. Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется переходным контактным сопротивлением. Сопротивление контакта всегда больше, чем сплошного проводника таких же размеров и формы.

Обратите внимание

Переходное контактное сопротивление — это резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую.

Читайте также:  3 простых способа сделать паяльник из подручных материалов

Его величина определяется по формуле, которая вываедена опытным путем в результате многочисленных исследований:

Rп = ε / (0,102 Fm ),

где ε — коэффициент, который зависит от свойств материала контактов, а также от способа обработки и чистоты контактной поверхности (ε зависит от физических свойств материалов контактов, удельного электрического сопротивления, механической прочности, способности материалов контактов к окислению, теплопроводности), F — сила контактного нажатия, Н, m — коэффициент, зависящий от числа точек соприкосновения контактных поверхностей. Этот коэффициент может принимать значения от 0,5 до 1. Для плоскостного контакта m = 1.

Из уравнения также следует, что сопротивление контакта не зависит от размера контактных поверхностей и для контакта определяется прежде всего силой давления (контактного нажатия).

Контактное нажатие — усилие, с которым одна контактная поверхность воздействует на другую. Число соприкосновений в контакте быстро растет при нажатии.

Даже при небольших давлениях в контакте происходит пластическая деформация, вершины выступов сминаются и с увеличением давления все новые точки приходят в соприкосновение.

Поэтому при создании контактных соединений применяют различные способы нажатия и скрепления проводников:

— механическое соединение при помощи болтов (для этого используются различные клеммники)

— приведение в соприкосновение при помощи упругого нажатия пружин (клеммники с плоско-пружинным зажимом, например WAGO),

— сварку, спайку, опрессовку.

Если два проводника соприкасаются в контакте, то число площадок и суммарная площадь соприкосновения будут зависеть от величины силы нажатия и от прочности материала контакта (его временного сопротивления на смятие).

Важно

Переходное контактное сопротивление тем меньше, чем больше сила нажатия, так как от нее зависит действительная площадь соприкосновения. Однако давление в контакте целесообразно увеличивать только до некоторой определенной величины, потому что при малых значениях давления переходное сопротивление уменьшается быстро, а при больших — почти не изменяется.

Таким образом, давление должно быть достаточно большим для того, чтобы обеспечить малое переходное сопротивление, но не должно вызывать пластических деформаций в металле контактов, что может привести к их разрушению.

Свойства контактного соединения могут с течением времени меняться. Только новый, тщательно обработанный и зачищенный контакт при достаточном давлении имеет наименьшее возможное переходное контактное сопротивление.

В процессе эксплуатации под действием разнообразных факторов внешнего и внутреннего характера переходное сопротивление контакта увеличивается. Контактное соединение может настолько ухудшиться, что иногда становится источником аварии.

В очень большей степени переходное контактное сопротивление зависит от температуры. При протекании тока контакт нагревается и повышение температуры вызывает увеличение переходного сопротивления.

Однако увеличение переходного сопротивления контакта идет медленнее, чем увеличение удельного сопротивления материала контакта, так как при нагреве снижается твердость материала и его временное сопротивление смятию, что, как известно, уменьшает переходное сопротивление.

Нагрев контакта приобретает особенно важное значение и в связи с его влиянием на процесс окисления контактных поверхностей. Окисление вызывает очень сильное увеличение переходного сопротивления. При этом окисление поверхности контакта идет тем интенсивнее, чем выше температура контакта.

Медь окисляется на воздухе при обычных температурах жилых помещений (около 20 оС). Образующаяся при этом окисная пленка не обладает большой прочностью и легко разрушается при сжатии. Особенно интенсивное окисление меди начинается при температурах выше 70 оС.

Алюминиевые контакты на воздухе окисляются более интенсивно, чем медь. Они быстро порываются пленкой окиси алюминия, которая является очень устойчивой и тугоплавкой и обладает такая пленка довольно высоким сопротивлением — порядка 1012 ом х см.

Совет

Отсюда можно сделать вывод, что добиться нормального контактирования со стабильным переходным контактным сопротивлением, которое не будет увеличиваться в процессе эксплуатации в этом случае очень тяжело.

Именно по этому использовать алюминий в электропроводке неудобно и опасно и большинство проблем с электропроводкой, которые описываются в книгах и в Интернете случаются именно при использовании проводов и кабелей с алюминиевыми жилами.

Таким образом, состояние контактных поврехностей оказывает решающее влияние на рост переходного сопротивления контакта.

Для получения устойчивости и долговечности контактного соединения должна быть выполнена качественная зачистка и обработка контактной поверхности, а также создано оптимальное давление в контакте.

Показателями хорошего качества контактов служат его переходное контактное сопротивление и температура нагрева.

Фактически используя любой из известных способов соединения проводов (клеммники разных видов, сварка проводов, пайка, опрессовка) можно добиться стабильно низкого переходного контактного сопротивления. При этом, важно соединять провода правильно, обязательно соблюдая технологию с использованием необходимого для каждого способа соединения и ответвления проводов материалов и инструмента.

А что вы думаете по этому поводу?

Андрей Повный

Источник: http://electricity.msk.ru/chto-takoe-perehodnoe-kontaktnoe-soprotivlenie-i-kak-s-nim-borotsya-elektrika-v-kvartire-i-dome-svoimi-rukami.html

Переходное сопротивление контакта

Основные понятия, классификация

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ

Электрические контакты

ЛЕКЦИЯ №6

4.1 Основные понятия, классификация.

4.2 Переходное сопротивление контакта.

4.3 Температура площади контактирования.

4.4 Материалы контактов.

Место перехода тока из одной токоведущей детали в другую принято называть электрическим контактом. (contactus – прикосновение в переводе с латинского).

Токоведущие детали называют контакт–деталями. Явление перехода тока называют контактированием.

Контакт состоит из двух контакт–деталей и исходя из их взаимного перемещения различают:

Обратите внимание

1 Разборные или соединительные контакты. При этом детали не перемещаются относительно друг друга, они скреплены резьбовым соединœением (болт, винт)

2 Коммутирующие или разрывные контакты замыкают и размыкают электрические цепи – ϶ᴛᴏ контакты контакторов, рубильников, пускателœей, автоматов и др.

3 Скользящие контакты осуществляют скольжение без прерывания (нарушения) контакта – ϶ᴛᴏ троллеи мостовых кранов, контактные провода троллейбусов и др.).

По форме контактирования различают:

1 Точечные. Контактирование в одной площадке (точке). Это контакты слаботочных релœе I < 5 А (рис. 14) и выключателœей.

2 Линœейные. Контактирование по линии (рис. 15), физически

имеется минимум две площадки контактирования. Применяются для коммутации токов до 80 А.

3 Поверхностные или плоскостные, контактирование по поверхности (рис. 16), физически имеется минимум три площадки контактирования. (иногда их называют многоточечными) Применяются для коммутации токов до 10 кА.

Два проводника одинаковой длины и сечения (рис.17), но у второго имеется контакт с усилием нажатия F. В случае если измерить сопротивления этих проводников, то получим R2 > R1.

В зоне перехода тока из одного проводника в другой имеет место переходное сопротивление контакта͵ ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ равно

RП=R2–R1.

Важно

Переходное сопротивление состоит из двух составляющих: RС – сопротивления, обусловленного явлением стягивания тока и RПЛ – сопротивлением окисных плёнок на поверхности контакта

RП=RС+RПЛ.

Физическая картина контактирования, поясняющая явление стягивания тока приведена на рис. 18, где показаны трубки тока, которые стягиваются к площадкам контактирования. Это приводит к уменьшению сечения и увеличению сопротивления.

Размеры одной площадки контактирования q зависят от силы F, сжимающей детали и от свойств материала, которые характеризуются его временным сопротивлением смятию σ.

(47)

С увеличением F величина q увеличивается, но до некоторого предела.

Величина переходного сопротивления находится по эмпирическим формулам, к примеру

(48)

где F – сила контактного нажатия, k – коэффициент, зависящий от материала деталей, состояния поверхности и формы контакта͵ n – показатель степени, зависит от числа точек контактирования.

Величина переходного сопротивления зависит от ряда факторов:

а) от силы нажатия F, график зависимости в соответствии с (48) показан на рис. 19, где отмечено оптимальное значение силы FОПТ, так как при F > FОПТ величина переходного сопротивления практически не уменьшается.

б) от температуры, эта зависимость определяется по формуле

(49)

где RП0 – переходное сопротивление в холодном состоянии контактов, α – температурный коэффициент сопротивления контакт–детали, τ – превышение температуры площадок контактирования.

График зависимости в соответствии с (49) показан на рис. 20, где также показана зависимость для серебряных контактов. У серебра при τ=250 0С переходное сопротивление резко уменьшается, а затем снова возрастает, это свойство используется в технике при повышенных температурах.

в) от состояния контактной поверхности, шлифовка контактов увеличивает RП по сравнению с грубой обработкой поверхности напильником. При грубой обработке силовых контактов образуется большое количество площадок контактирования.

г) от свойств материала контактов.

Источник: http://referatwork.ru/category/metally-svarka/view/184163_perehodnoe_soprotivlenie_kontakta

Open Library – открытая библиотека учебной информации

Как ни тщательно обработаны поверхности соприкосно­вения контактов, электрический ток проходит между ними только в отдельных точках, в которых эти поверхности касаются, так как получить абсолютно гладкую поверхность практически невозможно. Примерная картина соприкосновения контактов показана на рис.

Рис1. Соприкосновение поверхностей контактов

Благодаря нажатию Р одного контакта на другой вершины выступов деформи­руются и образуются площадки действительного касания контактов. Радиус апри пластической деформации можно найти с помощью формулы π a² = P конт/ σ

где РКОНТ — сила контактного нажатия, Н; σ — временное сопротивление на смятие материала контактов, Н/м2.

В результате стягивания линий тока к площадке каса­ния их длина увеличивается, а сечение проводника, через ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ фактически прохо­дит ток, уменьшается, что вызывает увеличение сопротивления.

В зоне перехода тока из одного тела в другое имеет место относительно большое электрическое сопротивление, называемое переходным сопротивлением контакта.

Значение переходного сопротивления определяется выражением

Rпер=ε/pn

ε- некоторая величина зависящая от материала и формы контакта͵ способа обработки и состояния контактной поверхности.

p- сила сжимающая контакты

n- показатель степени, характеризующий число точек соприкосновения.

Совет

С увеличением числа точек соприкосновения, переходное сопротивление контакта уменьшается.

Показатель степени n принимают для одноточечного контакта 0.5 для линœейного 0.7; 0.8; для поверхностного 1.

ВОЛ Сопротивление в области площади касания, обусловленное явлениями стягивания линий тока, принято называть переходным сопро­тивлением стягивания контакта

R ст = ρ / 2а= К/рm

где ρ – удельное сопротивление материала; м=0,7…1 (для линœейных: 0,7…0,8; для плоскостного=1); К-постоянная, завис. От материала и конструкции контакта; р-сила контактного нажатия

С ростом контактного нажатия переходное сопротивление уменьшается ( кривая 1, рис 3)

Следует отметить, что при уменьшении нажатия (кри­вая 2} зависимость R ст

(P конт) идет ниже из-за наличия остаточных деформаций контактирующих выступов. При многократном замыкании и размыкании контактов кривые 1 и 2 не повторяют друг друга, так как в каждом случае касание происходит в различных точках. Вместо кривых 1 и 2 получается ограниченная ими область.

Одноточечный контакт при­меняется в основном только при малых токах (до 20 А).

При больших токах (100 А и более) применяется многото­чечный контакт. В многоточеч­ном контакте ток проходит че­рез несколько контактных пе­реходов, соединœенных парал­лельно.

По этой причине его переход­ное сопротивление при неиз­менном нажатии меньше, чем у одноточечного контакта. Од­нако нажатие в каждой кон­тактной площадке уменьшается. С увеличением номинального тока нужно увеличивать внешнюю поверхность контакта͵ т. к.

с увеличением тока растут потери и для их рассеяния требуется большая поверхность.

УСТНО: Сопротивление R ст зависит и от обработки поверхности. При шлифовке поверхность выступов более пологая с большей площадью. Смятие таких выступов возможно только при больших силах нажатия.

Читайте также:  Ритмичные удары в стиральной машине

По этой причине сопротивление шлифованных контактов выше, чем контактов с более грубой обработкой. Шлифовка поверхностей не уменьшает, а наоборот, увеличивает переходное сопротивление по сравнению с обработкой напильником.

При шлифовке бугорки на поверхности становятся более пологими и смятие их затруднено.

Обратите внимание

Переходное сопротивление контактов обусловлено не только явлением стягивания линий тока. Контактирующие поверхности покрыты адсорбированными молекулами газа, в котором располагались контакты до их замыкания.

Очень часто молекулы газа вступают в химическую реакцию с материалом контактов, в результате чего на их поверхности могут возникнуть плёнки с высоким удельным сопротивлением ( до 10 4).

Таким образом, результирующее переходное сопротивление контактов R конт может быть представлено как сумма сопротивления Rст и сопротивления пленок Rпл:

Rконт = Rст + Rпл

При радиусе площадки а а≥10–3 см влиянием пленок можно пренебречь. При а=10~4 см сопротивление пленок в 10 раз может превышать сопротивление Rст . По этой причине пленки особенно опасны для контактов на малые токи.

Процесс образования пленки начинается сразу после соприкосновения зачищенной поверхности контактов с окружающим их воздухом. Переходное сопротивление при этом может возрасти в десятки тысяч раз.

В связи с этим контакты на малые токи (малые нажатия) изготовляются из благородных металлов, не поддающихся окислению (золото, платина …)

В сильноточных контактах пленка разрушается либо благодаря большим нажатиям, либо за счет проскальзывания одного контакта относительно другого.

В процессе работы переходное сопротивление контактов не остаётся постоянным. Под воздействием кислорода, других агрессивных газов, повышенной температуры интенсивность образования пленки растет.

При этом переходное сопротивление контакта͵ падение напряжения на нем и его температура возрастают. При определœенных значениях напряжений и температуры происходит электрический пробой плёнки, после чего сопротивление контакта падает.

Это явление принято называть фриттингом.

Для защиты контактов от воздействия окружаю среды они бывают размещены в герметичном баллоне с инœертным газом. Эти контакты получили название герконов.

При прохождении тока через область стягивания линий контакт нагревается. Наибольшую температуру имеет площадка касания. В случае если температура продолжает расти, то площадка касания может размягчится или даже расплавится. Температура контакта не должна достигать температуры размягчения материала.

ПИСАТЬ: Зависимость переходного сопротивления

1)от контактного нажатия:

1:С ростом температуры переходное сопротивление в начале растет (участок 1),

2:затем при некоторой температуре -200, 300 происходит резкое падение механических свойств материала при том же нажатии увеличивается площадка контактирования. Переходное сопротивление резко падает( участок2).

3: В дальнейшем оно снова возрастает (участок3)

Важно

4: и при температуре плавления материала контакты свариваются. Переходное сопротивление резко падает (участок 4.)

2)от состояния контактной поверхности.

Шлифовка поверхностей не уменьшает, а наоборот увеличивает переходное сопротивление по сравнению с обработкой напильником. При шлифовке бугорки на поверхности становятся более пологими и смятие их затрудняется.

3) от свойств материала контакта.

Переходное сопротивление очень чувствительно к окислению поверхности в виду того, что окислы многих металлов являются плохими проводниками. У медных открытых контактов вследствие их окисления с течением времени переходное сопротивление может возрастать в1000 раз.

В процессе длительного пребывания под током на поверхности замкнутых контактов так же возникают окисные плохо проводящие ток пленки.

Οʜᴎ проникают к площадкам контактирования и, увеличивая тем самым переходное сопротивление, могут вывести контакт из строя.

Окислы серебра имеют эл. проводимость близкую к проводимости чистого серебра . При повышенных температурах окислы серебра разрушаются, в связи с этим переходное сопротивление контактов из серебра, а так же из серебро содержащих материалов не изменяется с течением времени.

С увеличением площади рабочей поверхности контакта детали растет число точек соприкосновения, а от этого увеличивается значение показателя степени n . При этом беспредельное увеличение условной площади контактирования не целœесообразно. Так как n , быстро достигает значения 1, больше 1 n не бывает.

Переходное сопротивление контакта мало зависит от размера условной площадиконтактирования. Все же с увеличением номинального тока нужно увеличивать внешнюю поверхность контакта͵ так как с увеличением тока растут потери и в связи с этим требуется большая поверхность.

Температура площадки контактирования. При прохождении тока в площадке контактирования из-за наличия переходного сопротивления будет выделяться энергия.

Так как эта энергия много больше энергии выделяемой в материале контакта͵ а теплоотдача в окружающую среду осуществляется с поверхности контакта͵ то температура площади контактирования будет выше средней температуры контакта.

Читайте также

  • – ПЕРЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНТАКТА

    · В зоне перехода тока из одного тела в другое имеет место относительно большое электрическое сопротивление, называемое переходным сопротивлением контакта. По своей природе переходное сопротивление контакта есть обычное сопротивлению металлического проводника…. [читать подробенее]

  • – Переходное сопротивление контакта

    Основные понятия, классификация ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ Электрические контакты ЛЕКЦИЯ №64.1 Основные понятия, классификация. 4.2 Переходное сопротивление контакта. 4.3 Температура площади контактирования. 4.4 Материалы контактов. Место перехода тока… [читать подробенее]

  • – Переходное сопротивление контакта

    Как ни тщательно обработаны поверхности соприкосно­вения контактов, электрический ток проходит между ними только в отдельных точках, в которых эти поверхности касаются, так как получить абсолютно гладкую поверхность практически невозможно. Примерная картина… [читать подробенее]

  • Источник: http://oplib.ru/random/view/1255652

    Ответы на ГОС экзамен 4 курс КГЭУ – файл 2.конт.явления.doc

    Ответы на ГОС экзамен 4 курс КГЭУ
    скачать (1035.7 kb.)

    Реклама MarketGid:
    2. Контактные явления в электрических аппаратах. Классификация контактов их конструкция и материал исполнения. Понятия переходного сопротивления контакта.

    Контактные явления в эл. аппаратах

    Электрический контакт – это соприкосновение тел, обеспечивающее протекание тока в эл. цепи. Соприкасающиеся тела называются эл.контами или контакт-деталями.

    Виды контактных соединений:

    1. Взаимонеподвижные: разъемные (болтовые соединения), неразъемные (сварные, паянные, напыленные).

    2. Взаимоподвижные неразмыкающиеся – предназначены для осуществления передачи эл.энергии с неподвижных частей установки на подвижные или наоборот (щёточные, скользящие, жидкометаллические, роликовые).

    3. Размыкающиеся – расходящиеся в процесе работы: мостиковые контакты, щёточные, розеточные, пыльцевые и ножевые контакты с плоскими пружинами.

    Контактные поверхности. Контактные сопротивления.

    2 мет. тела соприкасаются не по всей видимой поверхности, а лишь по отдельным точкам (микровыступам).

    Сила контактного нажатия – этой силой контакты сжимают для обеспечения надежного контакта. Может создаваться при затяжке конактных болтов, при обжатии контактного наконечника кабеля или из-за деформации пружин контактной системы. При этом микровыступы, по которым произошел начальный контакт, деформируются, и при соприкосновении образуются др. выступы.

    Совет

    Давление в разных точках поверхности контактных площадок в общем случае неодинаково и может вызвать как упругие, так и пластические деформации.

    Кажущаяся контактная поверхность – общая поверхность тела, с которой производится контакт.

    Поверхность, воспринимающая усилия – площадки, деформированные под действием контактного нажатия. Она неоднородна, одна ее часть покрыта пленками оксидов, другая – адгезионными и хемосорбиновыми слоями атомов кислорода или чисто металлической поверхностью.

    Для прохождения эл.тока поверхность, покрытая оксидными пленками, обладает большим электрическим сопротивлением, так как удельное сопротивление оксидов в несколько порядков выше удельных сопротивлений чистых металлов.

    ^

    Через поверхность, покрытую адгезионными и хемосорбированными слоями кислорода, эл. ток может протекать за счет туннельного эффекта. Этот участок имеет квазиметаллический характер проводимости. Третья часть поверхности проводит ток в любом случае.

    Альфа-пятна – квазиметаллические и металлические поверхности (которые имеют проводимость).

    ^ I.

    Между точками А и Б, находящимися на расстоянии l, измерим разность потенциалов U1, тогда активное сопротивление R1=U1/I.

    Разрежем проводник в средней части, затем соединим его, сжав силой P. При прохождении того же тока I получим разность потенциалов мажду А и Б U2U1. R2=U2/I. Rk=R1-R2 – переходное сопротивление контакта.

    Можно предположить, что увеличение сопротивления Rk произошло за счет наличия пленок на поверхности контакта и их сопротивления, однако, по опытным данным переходное сопротивление Rп оказывается >, чем Rпл.

    Вывод: кроме пленок существуют еще какие-либо причины возникновения переходных сопротивлений.

    Рассмотрим протекание тока через эл.контакт с одним альфа-пятном. Если на каком-либо удалении от альфа-пятна лини параллельны друг другу, то в непосредственной близости они искривляются и стягиваются к альфа-пятну.

    Область контакта, где линии искривляются, наз. областью стягивания. Поперечное сечение проводника используется не полностью для протекания эл.тока, что и вызывает доп. по сравнению с сопротивлением проводника активное сопротивление, которое наз.

    сопротивлением стягивания.

    ^

    Электрический контакт – это место перехода тока из одной контакт детали (токоведущей детали, осуществляющей контакт) в другую. (Слово контакт происходит от латинского слова contactus – прикосновение).

    Контакты бывают – 1) неразъемные (болтовое соединение двух шин)2) скользящие (реостат, ЛАТР) 3) коммутирующие

    По форме контакты различают на следующие группы:

    1. ТОЧЕЧНЫЕ – т.е. контакт происходит в одной точке. При точечном контакте контактные нажатия небольшие и для уменьшения сопротивления контактов применяют драгоценные металлы, не образующие окиси.
    2. ЛИНЕЙНЫЕ – условное контактирование происходит по линии. В этом случае можно создать большую степень нажатия. Эти контакты выполняются так, что цилиндр во время контактирования перемещается по плоскости и окислы стираются. Для этих контактов применяют медь.
    3. ПОВЕРХНОСТНЫЕ – контактирование между двумя поверхностями. Применяются при больших токах, создается высокая степень нажатия, благодаря чему в некоторых местах поверхность очищается от окислов.

    ^ На малые токи контакты выполняются в основном точечными.

    Контакты, рассчитанные на средние и большие токи, делятся на следующие группы.

    РЫЧАЖНЫЕ – в них применяется проскальзывание подвижного контакта по неподвижному для стирания окислов, в качестве материала контактов применяется медь.

    МОСТИКОВЫЕ – контакт осуществляется в точке сфера-сфера. Применяется для прямоходовых магнитных систем. В качестве материала используется серебро и его сплавы.

    ВРУБНЫЕ – применяются в низковольтной аппаратуре (рубильники, предохранители). Материал – медь.

    РОЛИКОВЫЕ – предназначены для токосъема.

    Обратите внимание

    ТОРЦЕВЫЕ – контактирование по плоскости, контакт имеет большое переходное сопротивление и используется преимущественно как дугогаситель.

    ^ – слаботочная аппаратура, контакт в точке сфера-сфера, материал серебро и его сплавы.

    ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ КОНТАКТ – содержащий главные контакты и дугогасительные контакты (большие токи – при включении замыкаются вначале дугогасящие, а потом главные, а при отключении наоборот).

    Читайте также:  Почему срабатывает дифференциальный выключатель дв-2006?

    ^

    1. РАСТВОР – наименьшее расстояние между полностью разомкнутыми контактами. Его величина определяется условиями гашения дуги, родом и величиной тока.
    2. ПРОВАЛ – расстояние, которое проходит до полной остановки подвижный контакт после первого соприкосновения с неподвижным, если неподвижный убрать. Провал дает возможность скомпенсировать износ контактов, поэтому чем больше провал, тем больше срок службы контактов, но это требует и более мощную магнитную систему.
    1. ^ – это сила, сжимающая контакты деталей в месте их соприкосновения. Различают начальное контактное нажатие в момент первого соприкосновения контактов, т.е. когда провал равен 0.,С – жесткость контактной пружины; – ее первоначальное сжатие

    Конечное контактное сжатие при полностью выбранном провале,

    – дополнительное сжатие пружины при выборе провала.

    ^

    Существование переходного сопротивления контактов (ПСК) связано с:

    • наличием окисных пленок на поверхности контактов;
    • при соприкосновении контактов контактирование происходит не по поверхности, а в некоторых отдельных точках.

    ^

    Суммарное сопротивление контактов:,

    Rпл – сопротивление плёнок;Rст – сопротивление стягивания.

    Для слаботочных контактов наибольшее влияние оказывает первая составляющая – . Для сильноточных – .

    ^

    Величины контактного нажатия:

    От температуры:

    От состояния поверхности контактов

    Шлифовка контактной поверхности увеличивает ПС. Контакты сильноточных аппаратов должны зачищаться только крупнозернистыми напильниками, но не наждачной шкуркой. При шлифовке бугорки на поверхности становятся более пологими и смятие их затрудняется.

    ^

    У меди ПС с течением времени увеличивается в 1000 раз в отключенном состоянии и в сотни раз во включенном. Поэтому для медных контактов, находящихся длительное время во включенном состоянии, необходимо через каждые 8 часов отключать контакты и пару раз включить их под нагрузкой. При этом сжигаются (дуга) окислы и ПС уменьшается. Окислы серебра имеют практически такое же сопротивление как и серебро, поэтому с течением времени это сопротивление не изменяется.Скачать файл (1035.7 kb.)

    Источник: http://gendocs.ru/v5616/?cc=22

    Особенности измерений переходных сопротивлений контактов коммутирующих устройств. Микроомметр МИКО-21

    30 мая 2016 г. в 05:09, 310

    Для измерения переходного сопротивления на рынке существует множество различных приборов, которые отличаются принципом действия, метрологическими характеристиками, степенью автоматизации, массогабаритными показателями и ценой. Но существуют и определенные требования, нормы, рекоменадации и особенности измерения переходных сопротивлений контактов, учитывая которые можно не ошибиться выбором необходимого прибора.

    Нелинейный характер переходного сопротивления

    Окисная пленка и неметаллические включения обуславливают повышенное переходное сопротивление (далее Rпер.) контактов.

    Его величина уменьшается при увеличении измерительного тока, поэтому наиболее достоверные измерения будут при токах, близких к рабочим токам выключателей. А при малом измерительном токе микроомметра значение Rпер.

    может оказаться выше допустимого паспортного значения и потребуется не нужная разборка выключателя для зачистки контактов.

    Поэтому, если в паспорте выключателя не указано значение тока, при котором следует измерять сопротивление его контактов, то целесообразно следовать ГОСТ 17441-84 (п. 2.6.2), в котором рекомендуемая сила длительно протекающего измерительного тока не должна превышать 0,3 номинального тока контактного соединения.

    Влияние встроенного трансформатора тока (ТТ) на измерение Rпер баковых выключателей

    При подаче измерительного тока через полюс бакового выключателя во вторичной обмотке ТТ возникает переходный процесс, который проявляется в индуцировании в первичную цепь импульса напряжения, постепенно спадающего до нуля. Это изменяющееся напряжение суммируется падением напряжения на Rпер.

    , созданного измерительным током, и воспринимается микроомметром как дополнительное (внесение из вторичной обмотки ТТ) сопротивление, включенное последовательно Rпер. и изменяющееся во времени. Время затухания переходного процесса спада внесенного сопротивления зависит от многих факторов и может меняться от 1,0 до 60 с.

    Переходный процесс, в цепи содержащей ТТ, возникает не только при включении тока, но и при его выключении.

    Сложность измерения сопротивлений в различных соединениях

    В силовой электрической цепи полюса высоковольтного выключателя кроме переходного сопротивления контактов присутствует и сопротивление различных соединений.

    Чаще всего приборы комплектуются только измерительным кабелем зажимом типа «крокодил», и при неправильном его подключении к контактам между аппаратным зажимом и шпилькой ввода — переходное сопротивление может иметь завышенныо значения, прибор покажет значение выше паспортной величины, и будет выполнен совершенно не нужный ремонт контактов выключателя.

    Если же снимать потенциальные сигналы не аппаратных зажимов, а со шпилек, то в измеряемый участок цепи окажется включенным только переходное сопротивление контактов выключателя. Но закрепить «крокодилы» непосредственно за шпильки часто не удается из-за отсутствия доступа к ним, поэтому прибор должен комплектоваться специальными выносными потенциальными контактами.

    Электромагнитная обстановка на энергетических объектах

    Игнорирование перечисленных выше особенностей может приводить к тому, что приборы, показывающие в условиях офиса отличные метрологические характеристики оказываются малопригодными для применения в условиях электрической подстанции.

    Так, например, на рынке средств измерений электрического сопротивления в диапазоне от 1µΩ и более существуют микроомметры у которых измерительный ток представляет собой выпрямленный ток 50Гц.

    В связи этим не смотря на его большое значение (свыше 100А), данный прибор практически не пригоден для измерения переходного сопротивления баковых выключателей.

    Важно

    другой стороны существуют микроомметры достаточно большим коэффициентом стабилизации силы тока, но при внесении этого прибора в сколь-нибудь существенное магнитное или электрическое поле относительная погрешность измерений может достигать сотен процентов.

    Эти и другие особенности измерений электрического сопротивления в условиях подстанции известны компании «СКБ ЭП» свыше 15 лет, момента выпуска ее первого микроомметра МИКО-1.

    Летом 2015 года «СКБ ЭП» запустила в производство первую партию нового микроомметра МИКО-21 — это мобильный и хорошо защищенный (композитный кейс) прецизионный прибор (погрешность не более ± 0,05%), но по цене общепромышленного микроомметра.

    Он полностью автономен и, в отличии от микроометров предыдущего поколения, имеет новый тип аккумулятора, что позволяет выполнить намного большее количества измерений от его полного заряда до полного разряда (продолжительность непрерывной работы в нормальных условиях, не менее 8 часов).

    Осенью того же года компания провела полномасштабные испытания установочной партии в условиях реальной эксплуатации, на подстанциях Иркутскэнерго. Часть испытаний проходила на «Участке высоковольтного электрооборудования Иркутской ГЭС» при обследовании бакового выключателя фирмы ALSTOM HGF-1012 на 110кВ.

    Элегазовый баковый выключатель ALSTOM HGF-1012, 110кВ

    Элегазовые баковые выключатели, отличаются наличием встроенных трансформаторов тока, что затрудняет точное измерение переходных сопротивлений контактной системы выключателя.

    Для решения данной задачи, специалистами «СКБ ЭП» в новом микроомметре МИКО-21 были реализованы дополнительные режимы работы, при использовании которых учитывается индуктивность трансформаторов тока.

    Приведем результаты измерений переходных сопротивлений контактов выключателя сведенных в таблицу:

    Тип выключателя ALSTOM HGF-1012, 110кВ
    Режим измерения Тестовый ток Фаза А Фаза В Фаза С
    «Режим 1» 10 А 269,94 мкОм 279,51 мкОм 276,54 мкОм
    «Режим 1» 50 А 269,73 мкОм 294,69 мкОм 300,61 мкОм
    «Режим 1» 100 А 269,67 мкОм 299,73 мкОм 310,65 мкОм
    «Режим 1» 200 А 269,56 мкОм 299,89 мкОм 311,01 мкОм
    «Режим 2 с ТТ» 200 А 91,760 мкОм 93,403 мкОм 98,941 мкОм
    «Режим 2 с ТТ» 100 А 90,808 мкОм 93,306 мкОм 88,133 мкОм
    «Режим 3 с ТТ» 200 А 90,781 мкОм 93,348 мкОм 88,151 мкОм

    Примечание: «Режим 1» — измерения без встроенных трансформаторов тока и для любых разборных и неразборных соединений; «Режим 2 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока использованием энергосбережения; «Режим 3 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока, но при максимальной длительности измерительного тока и без использования алгоритмов энергосбережения.

    Как видно из данного примера, показания обычного режима микроомметра отличаются от показаний в специальных режимах измерения практически в три раза, при этом измерения в обычном режиме выходят из нормы сопротивления выключателя, что говорит о неэффективности измерения без специальной настройки к данному типу оборудования.

    Испытания микроомметра МИКО-21

    Не менее важной функцией МИКО-21, является встроенный архив паспортных значений высоковольтных выключателей указанием максимально и/или минимально допустимого значения переходного сопротивления контактов, а также паспорта на отбраковываемые резисторы указанием допустимых значений верхнего и нижнего порогов сопротивления. Наличие архива паспортных значений электрических сопротивлений позволяет прибору автоматически определять и сигнализировать о выходе результата измерений за допустимые границы.

    В микроомметре запрограммировано 4 способа запуска процесса измерения:

    • «Однократный» — запуск происходит по нажатию кнопки «Старт»;
    • «По замыканию цепи» — запуск на измерение происходит после возникновения электрического контакта между измеряемой цепью и токовыми и потенциальными контактами измерительного кабеля;
    • «Периодический» — запуск измерения происходит через заранее заданные интервалы времени. Режим может быть использован для проведения отбраковки изделий;
    • «Периодическая цепь» — предназначен для автоматического периодического запуска измерения по факту замыкания измерительной цепи.

    МИКО-21 имеет цветной графический дисплей высокой яркости, а управление прибором может осуществляться (по выбору пользователя) либо через пленочную клавиатуру, либо через сенсорный экран дисплея. Кроме того, прибор может работать под управлением персонального компьютера, что очень удобно при автоматизации измерений или для дополнительной обработки полученных результатов.

    Результаты измерения сопротивления на экране МИКО-21

    Комплектация прибора предусматривает измерительные кабели как зажимами «крокодил» или быстро устанавливаемыми струбцинами, оснащенными качественными контактами из бериллиевой бронзы, так и зажимами типа «игольчатые подпружиненные сдвоенные щупы».

    Последние позволяют оперативно проводить множество измерений на шинных токопроводах, соединениях в трубопроводах, металлических обшивках летательных аппаратов и т.п.

    Совет

    Для случая сильно загрязненных или окрашенных поверхностей имеется вариант поворачивающимися при нажатии щупами.

    При измерениях на подстанции прибор устанавливается либо возле выключателя, либо в люльке подъемника. Для второго случая имеются облегченные кабели на все классы напряжений. Так, для выключателей на 750кВ суммарная длина двух кабелей не превышает 10 м, а масса менее 4 кг при токе 200А.

    Высокая точность измерения сопротивления и разнообразные способы запуска прибора позволяет использовать микроомметр не только для измерения переходного сопротивления главных контактов высоковольтного выключателя и различных контактных соединений, но и в исследовательских лабораториях и цехах заводов для высокоточных измерений сопротивлений. В частности прибор может быть использован для:

    • отбраковки резисторов (автоматическим сравнением результатов измерений заранее заданным допуском),
    • измерений удельного сопротивления проводников,
    • проверки правильности сечения провода,
    • определения длины и массы бухты провода без разматывания и взвешивания,
    • определения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) стабильных резисторов, шунтов и любых металлов.

    Если вас заинтересовал прибор и вы хотите получить больше информации о микроомметре МИКО-21, обращайтесь к менеджерам по тел. +7 (3952) 719-148 или по почте skb@skbpribor.ru

    Источник: ©ООО «СКБ ЭП»

    Источник: https://www.elec.ru/articles/osobennosti-izmerenij-perekhodnykh-soprotivlenij-k/

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector