Kenakan kontak listrik

Selama pengoperasian, kontak pengalih sering dihidupkan dan dimatikan. Hal ini menyebabkan keausan. Keausan kontak diperbolehkan sehingga tidak menyebabkan kerusakan perangkat hingga akhir masa pakai.

Keausan kontak adalah penghancuran permukaan kerja kontak dengan perubahan bentuk, ukuran, berat, dan pengurangan perendaman.

Keausan kontak listrik, yang terjadi di bawah pengaruh faktor mekanis, disebut keausan mekanis... Kontak pemisah mengalami keausan mekanis — perangkat yang membuka sirkuit listrik tanpa beban. Keausan dimanifestasikan dalam bentuk penghancuran dan perataan kontak ujung dan keausan permukaan kontak potong.

Untuk mengurangi keausan mekanis, kontak bergerak atau tetap dilengkapi dengan pegas yang menekan kontak hingga berhenti di posisi mati perangkat, menghilangkan kemungkinan getaran kontak.Pada posisi aktif, kontak yang memiliki pegas menjauh dari stop, dan pegas menekan kontak satu sama lain, memberikan tekanan kontak.

Keausan paling intensif terjadi di bawah pengaruh faktor kelistrikan, dengan adanya beban saat ini. Keausan ini disebut keausan listrik atau erosi listrik.

Ukuran yang paling umum dari keausan kontak listrik adalah volumetrik atau penurunan berat bahan kontak.

Kontak yang dirancang untuk mengganti sirkuit listrik di bawah beban dapat mengalami keausan mekanis dan listrik. Selain itu, keausan kontak karena pembentukan film pada permukaannya dari berbagai senyawa kimia dari bahan kontak dengan lingkungan, yang disebut keausan kimiawi atau korosi.

Ketika rangkaian listrik diubah dengan beban listrik, terjadi pelepasan listrik pada kontak, yang dapat berubah menjadi yang kuat busur listrik.

Menutup proses keausan

Ketika kontak bersentuhan dalam proses menutupnya, kontak pegas terlempar ke belakang di bawah pengaruh gaya elastis. Mungkin ada beberapa penolakan kontak, mis. getaran kontak dengan amplitudo teredam diamati. Amplitudo getaran berkurang dengan setiap tumbukan berikutnya. Waktu penolakan juga berkurang.

Getaran kontak saat perangkat dihidupkan: x1, x2 — amplitudo penolakan; t1, T2, T3 — buang-buang waktu

Saat kontak dikeluarkan, busur pendek terbentuk, melelehkan titik kontak dan menguapkan logam. Dalam hal ini, peningkatan tekanan uap logam dibuat di zona kontak dan kontak "menggantung" di aliran uap ini.Waktu untuk menutup kontak bertambah.

Keausan kontak listrik saat dihidupkan tergantung pada depresi awal pada saat kontak kontak, kekakuan pegas yang menciptakan tekanan kontak, dan pada sifat fisik bahan kontak.

Dorongan awal kontak pada saat kontak mereka — ini adalah gaya yang menangkal penolakan kontak saat mereka bertabrakan. Semakin besar gaya ini, semakin kecil amplitudo dan waktu penolakan, semakin kecil getaran kontak dan keausannya. Saat kekakuan pegas meningkat, penolakan kontak berkurang dan keausan kontak berkurang.

Semakin tinggi titik leleh bahan kontak, semakin rendah keausan kontak. Semakin tinggi arus di sirkuit sakelar, semakin besar keausan pada kontak.

Proses pakaian terbuka

Pada saat membuka kontak, tekanan kontak dikurangi menjadi nol. Dalam hal ini, resistansi kontak meningkat dan kerapatan arus pada titik kontak terakhir meningkat. Titik kontak meleleh dan tanah genting (jembatan) logam cair terbentuk di antara kontak yang menyimpang, yang kemudian putus. Percikan atau busur dapat terjadi di antara kontak.

Di bawah pengaruh suhu tinggi selama ejeksi, sebagian logam dari tanah genting kontak menguap, sebagian dikeluarkan dari celah kontak dalam bentuk percikan, dan sebagian dipindahkan dari satu kontak ke kontak lainnya. Fenomena erosi diamati pada kontak - munculnya kawah di atasnya atau logam yang menempel.Keausan kontak tergantung pada jenis dan besarnya arus, durasi pembakaran busur dan bahan kontak.

Dengan arus searah, perpindahan material dari satu kontak ke kontak lainnya terjadi lebih intensif dibandingkan dengan arus bolak-balik, karena arah arus dalam rangkaian tidak berubah.

Pada arus rendah, erosi kontak disebabkan oleh penghancuran tanah genting kontak tidak di tengah, tetapi lebih dekat ke salah satu elektroda. Lebih sering, gangguan kontak tanah genting diamati di anoda - elektroda positif.

Perpindahan logam ke elektroda lebih jauh dari titik lebur, biasanya katoda, diamati. Logam yang ditransfer mengeras pada katoda dalam bentuk tonjolan tajam yang memperburuk kondisi kontak dan mengurangi celah antar kontak dalam keadaan terbuka. Jumlah erosi sebanding dengan jumlah listrik yang melewati kontak selama pelepasan percikan. Semakin besar arus dan waktu pembakaran busur, semakin besar erosi kontak.

Pada arus tinggi di jaringan listrik industri, busur api sering terjadi di antara kontak terbuka. Keausan kontak busur tergantung pada banyak faktor. Diantaranya, faktor-faktor berikut dapat dibalas: tegangan listrik, jenis dan besarnya arus, kekuatan medan magnet, induktansi rangkaian, sifat fisik bahan kontak, frekuensi peralihan siklus, sifat kontak kontak, kecepatan pembukaan kontak.

Busur listrik antara kontak menyala pada nilai tegangan tertentu.Di hadapan alat pemadam busur yang menyebabkan pergerakan busur, busur akan bercampur dari kontak ketika celah antar kontak muncul 1 - 2 mm, yang tidak terkait dengan besarnya tegangan. Oleh karena itu, keausan kontak praktis tidak bergantung pada tegangan. Nilai tegangan minimum di mana busur listrik terjadi untuk sejumlah logam yang digunakan sebagai kontak diberikan dalam tabel. 1.

Tabel 1. Tegangan dan arus busur minimum untuk logam tertentu

Parameter rangkaian Bahan kontak Au Ag Cu Fe Al Mon W Ni Arus minimum, A 0,38 0,4 0,43 0,45 0,50 0,75 1,1 1,5 Tegangan minimum, V 15 12 13 14 14 17 15 14

Keausan kontak meningkat saat arus putus meningkat. Ketergantungan ini mendekati linier. Pada saat yang sama, perubahan arus menyebabkan perubahan medan magnet luar, yang memengaruhi sifat keausan kontak. Keausan kontak lebih intens pada arus searah, yang terkait dengan penundaan pemadaman busur. Dengan arus searah, kontak aus tidak merata.

Pergerakan busur dalam alat pemadam busur terjadi dalam medan magnet yang diciptakan oleh kabel pembawa arus. Saat kekuatan medan magnet meningkat, kecepatan pergerakan titik referensi busur meningkat. Pada saat yang sama, kontak menjadi lebih sedikit panas dan meleleh, dan keausan berkurang. Namun, ketika tanah genting logam cair terjadi antara kontak terbuka, peningkatan kekuatan medan magnet meningkatkan gaya elektrodinamik yang cenderung mengeluarkan logam cair dari celah kontak.Hal ini menyebabkan peningkatan keausan kontak.

Keausan kontak dipengaruhi oleh induktansi rangkaian karena terkait dengan konstanta waktu rangkaian dan laju perubahan arus. Dalam rangkaian arus konstan, peningkatan induktansi dapat mengurangi keausan saat kontak ditutup karena arus naik lebih lambat dan tidak mencapai nilai maksimum saat kontak turun.

Dalam sirkuit AC, peningkatan induktansi dapat meningkatkan dan menurunkan keausan hubung singkat. Itu tergantung pada saat kontak dibuang. Ketika kontak terbuka, induktansi rangkaian mempengaruhi keausan jika mempengaruhi arus dan waktu pemadaman busur.

Keausan yang lebih intensif diamati pada kontak yang terbuat dari bahan kontak murni (tembaga, perak) dan penurunan yang signifikan pada kontak yang terbuat dari paduan dengan komponen tahan api (tembaga - tungsten, perak - tungsten).

Perak memiliki ketahanan aus yang relatif tinggi pada arus hingga 63 A, pada arus 100 A dan lebih tinggi, ketahanan aus menurun, dan pada arus 10 kA menjadi salah satu bahan yang paling tidak tahan aus.

Keausan kontak meningkat dengan meningkatnya frekuensi switching. Semakin sering perangkat dihidupkan, semakin panas kontak dan ketahanannya terhadap erosi berkurang. Meningkatkan kecepatan pembukaan kontak akan mempersingkat waktu busur dan mengurangi keausan busur pada kontak.

Parameter kontak listrik (kesalahan, solusi, tekanan) dan sifat kontak (kontak titik atau bidang, kontak terdistorsi) memengaruhi keausan mekanis dan keausan listrik.Misalnya, dengan meningkatnya solusi kontak, keausannya meningkat, karena pelepasan energi panas dalam silinder busur meningkat.

Kontak listrik yang aus dapat menyebabkan kontak yang buruk dan hilangnya koneksi kontak. Ini dapat menyebabkan kegagalan prematur pada perangkat switching. Keausan kontak dipengaruhi oleh penolakannya di bawah pengaruh gaya elektrodinamik.

Shterbakov E.F.