Контактного сопротивления

соединяясь или разъединяясь с неподвижными, создают или разрывают цепь тока. От надежности этого соединения зависит нормальная работа как самого аппарата, так и управляемой им цепи. Надежность работы контактного соединения в сильной степени зависит от так называемого переходного сопротивления — относительно большого электрического сопротивления в зоне перехода тока из одного тела в другое.

Переходное сопротивление зависит от силы нажатия на контакты, площади и состояния контактных поверхностей, а также от температуры контактного соединения. Необходимую силу нажатия создают пружины, которыми, как правило, снабжены подвижные контакты. Пружины выбирают с таким расчетом, чтобы они создавали лишь требуемую силу нажатия, так как чрезмерные усилия не приводят к уменьшению переходного сопротивления.

Для уменьшения переходного сопротивления контактные поверхности покрывают оловом или изготовляют из серебра. На работу контактного соединения очень неблагоприятно влияет дуга — электрический разряд между расходящимися контактами цепи при сколько-нибудь значительных токе и напряжении.

Необходимо следить за нагревом контактных соединений шинопроводов с помощью тёрмоиндикаторов. В качестве термоиндикатора применяется специальная термопленка, которую приклеивают на контролируемое место клеем БФ-2. Первоначальный цвет — красный, при 80— 85 °С — темно-вишневый, при 95—100 °С — темно-коричневый, при температуре более 110°С — светло-желтый. Пленка должна быть видима на расстоянии 4—5 м. Допустимая температура разборного (болтового) контактного соединения не должна превышать 95 °С при напряжении до 1000 В и 80 °С — свыше 1000 В. При прохождении токов короткого замыкания температура нагрева в местах соединения не должна превышать 200 °С для алюминиевых шин и 300 °С — для медных. Необходимо периодически проверять болтовые соединения, не допуская чрезмерную затяжку, которая может привести к выпучиванию алюминия и ухудшению контакта. Следует обращать особое внима-

б) с размыкающим контактом г~ \ 1 V L. V Контакты разъемного контактного соединения: а) штырь б) гнездо _^

Контакт контактного соединения:

где Кк — переходное сопротивление контактного соединения токоведущих шин; /?а — сопротивление автоматических выключателей, состоящее из сопротивления катушек расщепителей и переходного сопротивления контактов; /?т.тр — сопротивление обмоток трансформаторов тока.

Число контактов РЭС соизмеримо с числом основных функциональных элементов (и даже превышает это число). Поэтому стоимость производства и надежность эксплуатации РЭС в значительной степени определяются конструкцией контактов и технологией их реализации в производстве. Основным назначением контактного соединения является передача электрической энергии от одного проводника к другому. Кроме того, контакт является: элементом конструкции, предназначенным для крепления элементов; точкой возможного разрыва цепи, облегчающей ее монтаж и обслуживание; точкой испытания схемы; каналом передачи тепла, выделяемого в элементах.

Контактирование клейкой осуществляется с помощью токо-проводящего клея, состоящего из мелкодисперсного серебра и эпоксидной связки. Ввиду высокой стоимости, неконтролируемого размера контактного соединения, низкой стабильности во времени этот метод широкого применения не нашел.

Разъемные контактные соединения позволяют увеличить ремонтопригодность при эксплуатации и упростить сборку Однако при этом увеличиваются масса, габариты и стоимость контактного соединения. Кроме того, ресурс разъемных соединений не превышает нескольких тысяч соединений/разъединений, а устойчивость к механическим и климатическим воздействиям значительно хуже, чем у неразъемных соединений. В конструкции РЭС широко применяются низко- и высокочастотные разъемные соединители. Различают низкочастотные соединители непосредственного контактирования (печатная плата - розетка соединителя, 2.22), косвенного контактирования (вилка розетка соединителя, 2.23), с нулевым усилием сочленения ( 2.24).

Малые значения сопротивления постоянному току переходных сопротивлений различных контактов удобно оценивать не измерением их сопротивления, а измерением падения напряжения на участках одинаковой длины ошиновки, не имеющей контактного соединения, и с наличием контактного соединения при одном и том же токе. Если падение напряжения на участке ошиновки с контактным соединением ненамного отличается от падения напряжений на участке без соединения, то это является признаком удовлетворительного состояния контакта.

Отказы контактных соединений проявляются чаще всего как обрыв электрической цепи или увеличение контактного сопротивления и обусловлены двумя механизмами:

Для измерения уровня или объема жидкости часто применяются реостатные преобразователи в сочетании с магнитоэлектрическим измерительным механизмом или логометром. На 82 показан пример применения реостатного преобразователя для измерения уровня жидкости. При измерении положения поплавка /, определяемого уровнем (объемом) жидкости 2, перемещается движок 3, в связи с чем изменяются сопротивления г\ и г2, включенные последовательно с катушками логометра 4. В результате изменяется отношение токов в катушках и показание прибора. Шкала прибора градуируется в значениях измеряемой неэлектрической величины (уровня или объема жидкости). Измерение других неэлектрических величин электрическими методами производится: индукционными и емкостными преобразователями, преобразователями контактного сопротивления (механическая сила, давление); проволочными преобразователями (различные деформации твердых тел); электролитическими преобразователями (концентрация электролитов); индукционными преобразователями (скорость вращения машин, механизмов и т. д.).

1) обеспечение малого стабильного контактного сопротивления, в частности переходного сопротивления. Следует иметь в виду, что на высоких частотах сопротивление RK, кроме R^, имеет реактивную составляющую Х„, так как между контактными элементами образуется емкость Ск, а сами элементы обладают индуктивностью LK. Чем выше рабочая частота соединителя, тем меньше должны быть Ск и LK;

Расчет целесообразно начинать с выбора материалов для контактных элементов. Предварительно необходимо ознакомиться с [1, 2]. Рассматривая физические явления, протекающие в контактных устройствах [1], можно сделать вывод о том, что с точки зрения достижения малого контактного сопротивления материалы должны обладать относительно невысоким модулем упругости, высокой коррозионной стойкостью при заданных климатических условиях эксплуатации, низким удельным электрическим сопротивлением, легко обрабатываться и быть сравнительно дешевыми. Лучше всего этим требованиям (кроме малой стоимости) отвечают благородные металлы, особенно серебро (табл. 3.1). Однако контактное сопротивление зависит от контактного усилия, которое реализуется элементами конструкции (в большинстве случаев пружинами). Следовательно, материалы должны одновременно обладать упругими свойствами и эластичностью. К ним относятся конструкционные материалы (бронза, сталь, латунь и др.), для которых характерно более высокое удельное сопротивление. Наибольшее применение для рассматриваемых целей нашли бронзы, обладающие хорошими механическими свойствами, удовлетворительными электро- и теплопроводностями (табл. 3.2). Иногда

В месте контактирования резистивной пленки с материалом контактной площадки возникает дополнительное контактное сопротивление, значение которого зависит от свойств используемых материалов и от площади контактирования. Этот контактный резистор оказывается включением последовательно с основным резистором и его сопротивление должно быть учтено при расчете. Значение контактного сопротивления имеет разброс, что приводит к погрешности изготавливаемого резистора. Относительную погрешность контактного перехода ук можно вычислить по формуле

Химическое осаждение никеля происходит из фосфатного электролита, что способствует значительному уменьшению контактного сопротивления на кремнии n-типа. Осаждение золота производят обычно электрохимическими методами из щелочных электролитов на основе хлорного золота или дици-аноаурата калия KAu(CN)2. Скорость осаждения золота из

Конструкция контактных щеток в значительной степени определяет качество преобразователя и в первую очередь уровень так называемого контактного шума, генерируемого щеткой при ее движении по дорожке преобразователя. Контактный шум, возникающий в области контакта, вызывается вариациями контактного сопротивления, которые, в свою очередь, связаны с вариациями контактной площади и контактного давления, особенно при наличии на дорожке посторонних частиц. Контактный шум имеет тенденцию к росту во времени, вследствие износа, загрязнения и окисления дорожки и щетки.

При сварке сопротивлением детали с обработанными торцами приводятся в соприкосновение и сжимаются значительным усилием; затем через детали пропускается ток и: за счет контактного сопротивления в месте стыка возникает концентрированное выделение теплоты. После достижения в зоне стыка необходимой ДЛЯ СВарКИ температуры под влиянием сжимающего усилия осуществляется пластическая сварка соединяемых деталей. По окончании цикла сварки ток выключают, а затем снимают сжимающее усилие.

Наличие контактного сопротивления неизбежно приводит к тому, что в зоне контактирования выделяется теплота. Как показано выше, в контактном соединении можно выделить зону стягивания, т. е. ту часть проводников, прилегающих к поверхности контактирования, в которой практически сосредоточено сопро-

Опытные значения коэффициента &м определяются конструктивными особенностями контактной системы, свойствами материала контактов и состоянием их поверхности. Определенное влияние на переходное сопротивление оказывает степень обработки контактирующих поверхностей. Особенно это проявляется в слаботочных контактах, работающих при небольших контактных нажатиях. Так, для контактов слаботочных реле увеличение шероховатостей контактной поверхности с 0,01 до 0,6 мкм приводит к уменьшению контактного сопротивления в 5 — 10 раз. Однако дальнейшее увеличение шероховатости до 3,5 мкм приводит к уменьшению сопротивления всего в 2 раза. Это объясняется тем, что поверхностные пленки, разрушаясь на острых гранях поверхности, оседают вместе с пылью во впадинах, уменьшая площадку контактирования.

При механическом креплении земляной шины к корпусу необходимо использовать винты с диаметром резьбы не менее 4 мм для обеспечения давления между соединяемыми деталями не менее 2000—2500 Н/см2, что приводит к уменьшению переходного контактного сопротивления, которое не должно превышать нескольких десятков микроом. Снижение сопротивления участков аб, бв на 7-13 достигается выбором земляной шины соответствующего сечения. При такой конструкции токи, наведенные в несущих