Способы искрогашения

Несмотря на то, что размыкаемая мощность для данного контак­та определяется по вольт-амперной характеристике, при размыка­нии в результате пробоя межконтактного промежутка возникает искровой разряд. Он характеризуется очень малой длительностью (10^-4 -10^-8 с), высокой плотностью тока 10⁶-10⁹ А/см) и вы­сокой температурой в канале разряда (10⁴-10⁵°С). Локальный перегрев поверхности у концов разрядного канала приводит к эро­зии контакта. Для увеличения срока службы контактов применяют искрогасящие схемы, магнитное дутье и специальные конструкции контактов.

Схемы искрогашения (рис. 3.8) снижают перенапряжение, воз­никающее на контакте в момент размыкания цепи реле. Искровой разряд возникает при напряжении 270-300 В, поэтому обычно до­статочно снизить перенапряжение до 200 В. В схемах (рис. 3.8, а-г)искрогасящие контуры включены параллельно контакту. Эффект искрогашения объясняется тем, что в момент размыкания контакта благодаря ЭДС самоиндукции в обмотке реле возникает экстраток размыкания і _э, который протекает по искрогасящему контуру (см. рис. 3.8, а). Поэтому в момент t = Т ток убывает более плавно и уменьшаются производная и амплитуда перенапряжения (штриховые линии на рис. 3.5, б). Энергия, накопленная в индуктивности реле, расходуется на экстраток размыкания, а не на электрический пробой межконтактного промежутка.

В схеме (см. рис. 3.8, а)эффект искрогашения тем больше, чем меньше сопротивление резистора R. Недостаток схемы — расход энергии при выключенном контакте. В схеме (см. рис. 3.8, б) эффект искрогашения тем больше, чем больше емкость конденсатора С. При замыкании контакта конденсатор разряжается через контакт, чем ухудшаются условия работы контакта на замыкание. Недостатки предыдущих двух схем отсутствуют в схеме (см. рис. 3.8, в). Эффек­тивным и экономичным является применение нелинейного резисто­ра - варистора (см. рис. 3.8, г),сопротивление которого резко уменьшается при перенапряжении.

В схемах (рис.3.8, д-к) искрогасящиеконтуры включены парал­лельно обмотке реле. Эффект искрогашения аналогичен, но изменя­ется путь для экстратока размыкания (см. рис. 3.8, д). Недостатком этой схемы является уменьшение общего сопротивления нагрузки. В схеме (см. рис. 3.8, е) при размыкании контакта конденсатор раз­ряжается через обмотку реле. Недостаток схемы — большой заряд­ный ток конденсатора при замыкании контакта. Это ухудшает усло­вия работы контакта на замыкание и питающей батареи. Схема (см. рис. 3.8, ж) устраняет эти недостатки. Широко используют схему (см. рис. 3.8, к), в которой диод выполняет функции варистора. При за­мыкании контакта он включен в обратном направлении и не влияет на процесс срабатывания реле, а при размыкании контакта он вклю­чен в проводящем направлении для экстратока размыкания. Эти схемы влияют также на временные параметры реле.

Искрогашение с помощью магнитного дутья основано на прин­ципиально другом подходе. Здесь воздействуют непосредственно на дугу и искру. Усиленный металлокерамический контакт с магнит­ным дутьем реле НМПШ-1000 (рис. 3.9) коммутирует пусковые цепи стрелочного электродвигателя большой мощности: постоянного то­ка 8 А при напряжении 220 В или переменного тока 12 А при напря­жении 220 В. В пространстве между контактами 1 и 3 укреплен постоянный магнит 2. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно траектории ионизированных частиц дуги. В ре­зультате чего на дугу, как на проводник с током, в магнитном поле, действует механическая сила; она "размывается" (гасится). Чем сильнее магнитное поле, тем больше эффект искрогашения. В дан­ном случае постоянный магнит обеспечивает магнитный поток не менее 2^.10^-5 Вб.

Возможно также достичь эффекта искрогашения, помещая кон­такт в герметичный баллон с вакуумом или инертным газом. Этим исключается возможность появления искровых и дуговых разрядов. Срок службы у герметизированных контактов (герконов) может доходить до 10⁸ - 10⁹ замыканий, т. е. на два-три порядка больше, чем у обычных контактов. Специальные конструкции герконов обес-печивают коммутацию цепей с токами в сотни ампер и мощностью в десятки киловатт.

Дата добавления: 2015-09-02