Общие сведения о контактах и контактном сопротивлений

Замыкание и размыкание электрических цепей производятся аппаратами, состоящими в общем случае из контактной части, привода, дугогасящего устройства и соединительных деталей.

Контактами (контактами-проводниками) называются детали аппаратов, предназначенные для непосредственного замыкания и размыкания

электрической цепи и обеспечивающие необходимую проводимость тока в замкнутом состоянии.

Контакты подразделяются на взаимно подвижные и неподвижные. Взаимно подвижные контакты осуществляют замыкание и размыкание цепей в процессе эксплуатации аппаратов, как при отсутствии в них тока (разъединяющие контакты), так и при наличии любых величин тока, возможных по условиям заданного режима работы тех или иных цепей (разрывающие контакты).

Взаимно неподвижными называются  контакты, неразмыкаемые в процессе эксплуатации аппаратов. К ним относятся все типы постоянных соединений проводников в виде кабельных наконечников, подводящих зажимов, винтов, болтов, шпилек и пр. Надежность работы электрических

аппаратов зависит от состояния и исправности всех типов контактов.

Электрическим контактом называется место касания контактов-проводников. Добавочное сопротивление, возникающее в месте касания  двух контактов-проводников, называется электрическим контактным сопротивлением. Проводимость контактов обратно пропорциональна их сопротивлению. При данном значении тока сопротивление контактов определяет степень нагревания контактов-проводников. Чрезмерное их нагревание в , замкнутом состоянии нередко служит причиной выхода из строя контактной части и, следовательно, прекращения работы всего аппарата.

Общее сопротивление контактов-проводников складывается из сопротивления материала, из которого они изготовлены, и переходного сопротивления в месте их соприкосновения. Наиболее существенной частью общего  сопротивления является переходное или контактное сопротивление, удельное значение которого показано на рис. 231.
 

Рис. 231. Изменение сопротивления проводников в месте их контакта

Как видно из рис. 231, на графике изменения сопротивления на единицу длины двух проводников а и б постоянного сечения имеется скачок зависимости дельта R/ дельта L. Этот скачок объясняется наличием контактного сопротивления, так как действительное касание поверхностей контактов-проводников происходит не по всей площади, а лишь через несколько пар микроскопических выступов. Количество этих пар и размеры площадок их соприкосновения зависят от качества обработки контактов-проводников, механических свойств материала контактов и силы их взаимного нажатия.

В табл. 22 приведены ориентировочные сравнительные значения удельного сопротивления некоторых технически чистых металлов в нагретом состоянии, получивших наиболее широкое применение в электроаппаратостроении (Рк меди принято за единицу).

Поскольку практически в подавляющем большинстве случаев контакты-проводники тяговых электроаппаратов соприкасаются при помощи большого количества деформированных выступов, величина коэффициента п близка к единице и, следовательно, контактное сопротивление ,RK обратно пропорционально контактному нажатию и не зависит от кажущихся размеров контактных поверхностей.

Окислению в различной степени подвергаются все металлы, применяемые для изготовления контактов. Их расположение в порядке возрастающей стойкости к окислению таково: медь — медь; медь — латунь; медь — сталь; медь — алюминий; латунь — сталь; сталь — сталь; латунь — латунь; алюминий — сталь; алюминий — латунь; алюминий — алюминий; ПОС-30 -ПОС-30; олово — олово; кадмий — кадмий; серебро — серебро.

Таблица 22 Удельные сопротивления чистых металлов

Контактное сопротивление окисленных поверхностей соприкосновения в несколько раз превышает сопротивление неокисленных поверхностей. Процесс образования окислов на поверхности металлов связан с их химической активностью, поэтому требуется регулярная зачистка поверхностей

соприкосновения. В конструкции обычно предусматривается возможность удаления окислов с контактной поверхности в процессе включения и выключения аппаратов. Достигается это тем, что замыкание и размыкание контактов сопровождается относительным скольжением их, при котором и происходит зачистка поверхностей соприкосновения. Кроме того, периодическая зачистка контактов производится при ревизионных и профилактических ремонтах аппаратов.

Контактные поверхности из легко окисляющихся материалов (сталь, алюминий, медь, не подвергающиеся во время работы механическому износу или воздействию электрической дуги, в целях защиты от окисления покрывают защитными малоокисляющимися материалами: ПОС-30, оловом, кадмием, серебром, густыми неорганическими смазками и пр.