Parameter von Schaltkontakten elektrischer Geräte
Lösung für Kontakte elektrischer Geräte
Bei elektrischen Niederspannungsgeräten wird die Kontaktlösung hauptsächlich durch bestimmt Lichtbogenlöschbedingungen und erst bei erheblichen Spannungen (über 500 V) beginnt sein Wert von der Spannung zwischen den Kontakten abzuhängen. Experimente zeigen, dass der Lichtbogen die Kontakte bereits bei einer Lösung von 1 – 2 mm verlässt.
Die ungünstigsten Bedingungen zum Löschen des Lichtbogens werden mit Gleichstrom erreicht. Die dynamischen Kräfte des Lichtbogens sind so groß, dass sich der Lichtbogen bereits bei einer Lösung von 2 bis 5 mm aktiv bewegt und erlischt.
Nach diesen Experimenten kann davon ausgegangen werden, dass bei Vorhandensein eines Magnetfelds zum Löschen des Lichtbogens bei einer Spannung von bis zu 500 V ein Lösungswert von 10 - 12 mm für Gleichstrom und für Wechselstrom angenommen werden kann Für alle aktuellen Werte werden 6 – 7 mm angenommen. Eine übermäßige Erhöhung der Lösung ist unerwünscht, da sie zu einer Vergrößerung des Weges der Kontaktteile der Vorrichtung und damit zu einer Vergrößerung der Abmessungen der Vorrichtung führt.
Das Vorhandensein eines Brückenkontakts mit zwei Unterbrechungen ermöglicht es, den Kontaktweg zu reduzieren und gleichzeitig den Gesamtwert der Lösung beizubehalten. In diesem Fall wird in der Regel pro Bruch eine Lösung von 4 – 5 mm entnommen. Besonders gute Lichtbogenlöschergebnisse werden durch den Einsatz eines AC-Brückenkontaktes erzielt. Eine übermäßige Reduzierung der Lösung (weniger als 4–5 mm) wird in der Regel nicht vorgenommen, da Fehler bei der Herstellung einzelner Teile die Größe der Lösung erheblich beeinflussen können. Wenn kleine Lösungen erforderlich sind, muss die Möglichkeit einer Anpassung vorgesehen werden, was die Konstruktion erschwert.
Wenn die Kontakte unter Bedingungen arbeiten, unter denen sie stark verunreinigt werden können, sollte die Lösung erhöht werden.
Normalerweise wird die Lösung erhöht und. für Kontakte, die den Stromkreis öffnen mit hohe Induktivität, da im Moment des Lichtbogenlöschens erhebliche Überspannungen auftreten und bei einer kleinen Lücke eine erneute Zündung des Lichtbogens möglich ist. Die Lösung wird auch für die Kontakte von Schutzgeräten erweitert, um deren Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Die Lösung nimmt mit zunehmender Wechselstromfrequenz erheblich zu, da die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit nach dem Erlöschen des Lichtbogens sehr hoch ist, der Spalt zwischen den Kontakten keine Zeit zur Entionisierung hat und der Lichtbogen erneut gezündet wird.
Die Größe der Hochfrequenz-Wechselstromlösung wird normalerweise experimentell bestimmt und hängt stark von der Gestaltung der Kontakte und der Lichtbogenkammer ab. Bei einer Spannung von 500–1000 V wird die Größe der Lösung üblicherweise mit 16–25 mm angenommen. Größere Werte beziehen sich auf Kontakte, die Stromkreise mit höherer Induktivität und höheren Strömen abschalten.
Fehlfunktion der Kontakte elektrischer Geräte
Kontakte verschleißen während des Betriebs. Um einen zuverlässigen Kontakt über einen langen Zeitraum zu gewährleisten, ist die Kinematik des elektrischen Geräts so ausgeführt, dass sich die Kontakte berühren, bevor das bewegliche System (bewegliches System beweglicher Kontakte) den Anschlag erreicht. Der Kontakt ist über eine Feder am beweglichen System befestigt. Daher stoppt der bewegliche Kontakt nach dem Kontakt mit dem stationären Kontakt und das bewegliche System bewegt sich bis zum Anschlag vorwärts, wodurch die Kontaktfeder weiter komprimiert wird.
Wenn also der feste Kontakt in der geschlossenen Position des beweglichen Systems entfernt wird, wird der bewegliche Kontakt um eine bestimmte Distanz verschoben, die als Eintauchen bezeichnet wird. Durch Eintauchen wird die Verschleißgrenze eines Kontakts für eine bestimmte Anzahl von Schaltvorgängen bestimmt. Wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, sorgt ein größeres Eintauchen für eine höhere Verschleißfestigkeit, d. h. längere lebensdauer. Doch ein größerer Ausfall erfordert meist ein leistungsstärkeres Antriebssystem.
Kontaktpressung – die Kraft, die die Kontakte an der Kontaktstelle drückt. Man unterscheidet zwischen der anfänglichen Pressung zum Zeitpunkt des ersten Kontakts der Kontakte, wenn das Eintauchen Null ist, und der endgültigen Pressung bei völligem Versagen der Kontakte . Mit zunehmendem Verschleiß der Kontakte verringert sich das Einsinken und damit auch die zusätzliche Kompression der Feder. Die endgültige Presse ist näher am Original. Daher ist der Anfangsdruck einer der Hauptparameter, bei dem der Kontakt funktionsfähig bleiben muss.
Die Hauptfunktion des Fehlers besteht darin, den Verschleiß der Kontakte zu kompensieren. Daher wird die Größe des Fehlers in erster Linie durch die Größe des maximalen Verschleißes der Kontakte bestimmt, der normalerweise angenommen wird: z Kupferkontakte — für jeden Kontakt bis zur Hälfte seiner Dicke (Gesamtverschleiß ist die Gesamtdicke eines Kontakts); für Kontakte mit Loten – Bis zum vollständigen Verschleiß des Lotes (vollständiger Verschleiß ist die Gesamtdicke des Lotes der beweglichen und festen Kontakte).
Bei einem Kontaktschleifprozess, insbesondere beim Wälzen, ist der Eintauchweg sehr oft viel größer als der maximale Verschleiß und wird durch die Kinematik des beweglichen Kontakts bestimmt, der für das notwendige Wälzen und Gleiten sorgt. Um in diesen Fällen den Gesamtweg des beweglichen Kontakts zu reduzieren, empfiehlt es sich, die Drehachse des beweglichen Kontakthalters so nah wie möglich an der Kontaktfläche zu platzieren.
Die Werte des minimal zulässigen Kontaktdrucks werden durch die Bedingungen zur Aufrechterhaltung eines stabilen Kontaktwiderstands bestimmt. Wenn besondere Maßnahmen zur Einsparung ergriffen werden stabiler Kontaktwiderstand, können die Werte der Mindestanpressdrücke reduziert werden. So wird bei Spezialgeräten kleiner Abmessungen, deren Kontaktmaterial keinen Oxidfilm bildet und die Kontakte absolut zuverlässig vor Staub, Schmutz, Feuchtigkeit und anderen äußeren Einflüssen geschützt sind, der Kontaktdruck reduziert.
Der endgültige Kontaktdruck spielt für die Funktion der Kontakte keine entscheidende Rolle und seine Größe sollte theoretisch dem Anfangsdruck entsprechen.Die Wahl des Fehlers hängt jedoch fast immer mit der Komprimierung der Kontaktfeder und der Erhöhung ihrer Kraft zusammen; Daher ist es strukturell unmöglich, den gleichen Anpressdruck – Anfangs- und Enddruck – zu erreichen. Normalerweise übersteigt der endgültige Kontaktdruck bei neuen Kontakten den anfänglichen um das Eineinhalb- bis Zweifache.
Abmessungen der Kontakte elektrischer Geräte
Ihre Dicke und Breite hängen stark sowohl von der Gestaltung der Kontaktverbindung als auch von der Gestaltung der Lichtbogenvorrichtung und der Gestaltung der gesamten Vorrichtung ab. Diese Größen in verschiedenen Ausführungen können sehr unterschiedlich sein und hängen stark vom Verwendungszweck des Gerätes ab.
Es ist zu beachten, dass es wünschenswert ist, die Größe der Kontakte zu vergrößern, die häufig den Stromkreis unter Strom unterbrechen und den Lichtbogen löschen. Unter Einwirkung eines häufig unterbrochenen Lichtbogens werden die Kontakte sehr heiß; Die Vergrößerung ihrer Größe, hauptsächlich aufgrund der Wärmekapazität, ermöglicht es, diese Erwärmung zu reduzieren, was zu einer deutlich spürbaren Verringerung des Verschleißes und zu einer Verbesserung der Bedingungen für die Löschung des Lichtbogens führt. Eine solche Erhöhung der Wärmekapazität der Kontakte kann nicht nur durch direkte Vergrößerung ihrer Abmessungen erfolgen, sondern auch durch mit den Kontakten verbundene Löschlichtbogenhörner, so dass nicht nur die elektrische Verbindung hergestellt wird, sondern auch eine gute Entfernung Wärme von den Kontakten.
Vibration der Kontakte elektrischer Geräte
Kontaktvibration – das Phänomen der periodischen Erholung und des anschließenden Schließens von Kontakten unter dem Einfluss verschiedener Ursachen.Vibrationen können gedämpft werden, wenn die Amplituden der Rückstöße abnehmen und nach einer Weile aufhören, und nicht gedämpft, wenn das Vibrationsphänomen jederzeit anhalten kann.
Kontaktvibrationen sind äußerst schädlich, da der Strom durch die Kontakte fließt und im Moment des Abprallens ein Lichtbogen zwischen den Kontakten entsteht, der zu erhöhtem Verschleiß und manchmal zum Verschweißen der Kontakte führt.
Die Ursache für die gedämpfte Schwingung, die beim Einschalten der Kontakte auftritt, ist der Aufprall der Kontakte auf den Kontakt und deren anschließendes Abprallen voneinander aufgrund der Elastizität des Kontaktmaterials – mechanische Schwingungen.
Es ist unmöglich, mechanische Vibrationen vollständig zu eliminieren, aber es ist immer wünschenswert, sowohl die Amplitude des ersten Aufpralls als auch die Gesamtdauer der Vibration so klein wie möglich zu halten.
Die Vibrationszeit wird durch das Verhältnis der Kontaktmasse zum anfänglichen Kontaktdruck charakterisiert. Es ist in allen Fällen wünschenswert, den kleinsten Wert zu haben. Sie lässt sich reduzieren, indem man die Masse des beweglichen Kontakts verringert und den anfänglichen Kontaktdruck erhöht; Allerdings sollte die Massenreduzierung keinen Einfluss auf die Erwärmung der Kontakte haben.
Besonders lange Einschaltvibrationszeiten ergeben sich, wenn der Anpressdruck im Moment der Berührung nicht stark auf den tatsächlichen Wert ansteigt. Dies geschieht, wenn das Design und das kinematische Diagramm des beweglichen Kontakts falsch sind, wenn nach dem Berühren der Kontakte der Anfangsdruck erst nach der Auswahl des Scharnierspiels hergestellt wird.
Es ist zu beachten, dass eine Erhöhung des Schleifvorgangs in der Regel die Vibrationszeit verlängert, da die Kontaktflächen bei der Bewegung relativ zueinander auf Unregelmäßigkeiten und Rauheiten stoßen, die zum Abprallen des beweglichen Kontakts beitragen. Das bedeutet, dass die Pinchgröße auf die optimale Größe gewählt werden sollte, die normalerweise empirisch ermittelt wird.
Der Grund dafür sind die ständigen Vibrationen der Kontakte, die beim Schließen auftreten elektrodynamische Anstrengungen... Da bei hohen Stromwerten Vibrationen unter Einwirkung elektrodynamischer Kräfte auftreten, ist der entstehende Lichtbogen sehr intensiv und aufgrund dieser Vibration werden die Kontakte in der Regel verschweißt. Daher ist diese Art der Kontaktvibration völlig inakzeptabel.
Um die Möglichkeit von Vibrationen unter Einwirkung elektrodynamischer Kräfte zu verringern, werden die Stromzuführungen zu den Kontakten häufig so ausgeführt, dass die auf den beweglichen Kontakt wirkenden elektrodynamischen Kräfte die an den Kontaktstellen auftretenden elektrodynamischen Kräfte kompensieren.
Fließt ein so großer Strom durch die Kontakte, dass die Temperatur der Kontaktpunkte die Schmelztemperatur des Kontaktmaterials erreicht, treten zwischen ihnen Adhäsionskräfte auf und die Kontakte werden verschweißt. Solche Kontakte gelten als geschweißt, wenn die Kraft, die ihre Divergenz gewährleistet, die Adhäsionskräfte der geschweißten Kontakte nicht überwinden kann.
Die einfachste Möglichkeit, Kontaktverschweißungen zu vermeiden, besteht darin, geeignete Materialien zu verwenden und den Anpressdruck entsprechend zu erhöhen.