Введение
Электрический контакт является одним из основных элементов любой электрической схемы. В связи с усложнением технических систем растет количество и разнообразие типов и форм контактов, их режимов и условий работы. Роль контактов становится ответственнее как в техническом, так и в технико-экономическом отношении. Все это требует более интенсивного и глубокого изучения физических процессов в различных режимах и условиях работы контактов, методов инженерного расчета и конструирования, правильного нормирования режимов и условий работы, разработки и исследования новых контактных материалов и новых конструктивных форм контактов.
В данной статье излагаются основные принципы действия, физические процессы и явления, происходящие в электрических соединителях, обозначаются основные понятия и их физический смысл. Приводятся факторы, определяющие надежность, долговечность и условия сохраняемости электрических соединителей. Определяются пути повышения надежности и долговечности, излагаются правила эксплуатации.
Фиксирование результатов
По завершении замеров переходных характеристик всей заземляющей системы заказчику работ должен быть вручён протокол измерения и проверки металлосвязи, оформленный по установленному образцу.
В этом документе обязательно должна быть отражена следующая информация:
- название и геофизические данные исследуемого электротехнического устройства или установки;
- число входящих в неё контактов, прошедших проверку;
- значение максимального сопротивления всей измеряемой цепочки.
При наличии каких-либо отклонений в параметрах и состоянии элементов обследуемого оборудования (отсутствие нормального заземления или несоответствие его параметров общепринятым правилам) обнаруженные нарушения также фиксируются в протоколе измерений металлосвязи.
Стоит отметить, что металлосвязь является важнейшим показателем безопасности эксплуатации действующих электроустановок.
В случае если её параметры не соответствует требованиям нормативов, следует принять меры по устранению этого недостатка (организовать протяжку болтовых соединений, разборку и чистку контактов и так далее).
Но если эти действия не приводят к желаемому результату – следует обновить всю рабочую цепочку защитного заземления.
Как часто замерять ПС заземления
Заземление – это специальное соединение оборудования с заземляющим устройством (ЗУ).
ЗУ представляет собой устройство, состоящее из следующих элементов:
- заземлителя (контура заземления);
- шины заземления;
- заземляющих проводников.
Проверку в полном объёме с вскрытием грунта, осмотром состояния заземлителей и соединяющих их проводников проводят 1 раз в 12 лет. Внеплановые проверки проводят после капитальных ремонтов, связанных с заземляющими элементами. Срок проверки и измерений ПС ЗУ назначается на основании рекомендаций организации, которая выполняла предыдущую проверку.
Значение Rп, лежащее в пределах регламентируемых норм, обеспечивает стабильную работу коммутационных устройств. Это, в свою очередь, способствует бесперебойной и безопасной эксплуатации оборудования.
Методика измерения
Существует регламент измерений Rп для коммутационных устройств: автоматических выключателей, разъединителей, сборных и соединительных шин и другой аппаратуры.
Методы измерений следующие:
- метод непосредственного отсчёта;
- способ вольтметра-амперметра;
- измерение статической нестабильности Rп.
При первом способе тестирования применяют приборы, позволяющие выполнять непосредственный отсчёт с учётом погрешности (±10%). При этом методе измеряют сопротивление контактного соединения.
Важно! Тестируемые поверхности контакт-детали не зачищают и не обрабатывают перед измерением. Контакт-деталь сочленяют (замыкают) и присоединяют к выводам приборов
Размыкание контактов и передвижение измерительных проводов недопустимы.
При помощи метода вольтметра-амперметра определяют величину падения напряжения (при установленном значении тока) на тестируемом переходе.
Схема измерительной установки
Все погрешности измерений приборов, входящих в схему, должны быть в пределах ±3%. Значение R1 подбирают на два порядка больше, чем предполагаемое измеряемое сопротивление.
Расчёт результатов измерений выполняют по формуле:
Rп = UPV2/IPA,
где:
- UPV2 – результат, полученный на вольтметре PV2, В;
- IPA – ток, измеряемый амперметром PA, А.
Статическую нестабильность Rп определяют, находя величину среднеквадратичного отклонения Rп по результатам многочисленных замеров.
Внимание! Переходное сопротивление замеряют одним из методов, рассмотренных выше. Контакт-деталь размыкают и заново смыкают перед каждым тестированием, снимая электрическую нагрузку
Необходимый результат получают, используя формулы на рис. ниже.
Формулы для расчёта результата методом статической нестабильности
Погрешность результатов, полученных при этом методе, лежит в пределах ±10% (с вероятностью 0,95).
Перечень приборов, применяемых для измерений
Измерения Rп переходов проводят и микрометром ММR-610. В результате работы тестируют сопротивления постоянному току контактов автоматов и других соединений. Проводят два вида измерений:
- однонаправленным током;
- двунаправленным током.
В первом случае не отображается величина активного сопротивления R, зато этот метод убыстряет процесс измерений там, где нет внутренних напряжений и сил электростатики. Во втором случае прибор устраняет погрешности (ошибки), возникающие от присутствия в тестируемой конструкции таких сил и напряжений.
Микроомметр MMR – 610
Полученные в результате измерений (проверки) данные записываются в протокол, согласно ПУЭ-7 п.1.8.5. Протокол хранится совместно с паспортами на оборудование.
Образец протокола проверки
Чем измеряют заземление
Для измерения этой величины применяется омметр — прибор, который изменяет сопротивление. При этом устройств для определения сопротивления заземления должны иметь определенные характеристики. Самая главная: очень низкая проводимость на входе. Диапазон измерений у таких приборов крайне небольшой: обычно он составляет от 1 до 1000 Ом. Точность измерения в аналоговых приборах не превышает 0.5–1 Ом, а в цифровых — до 0.1 Ома.
Несмотря на повальное распространение китайских и европейских приборов, самым популярным остается М416, разработанный еще в СССР. Устройство имеет четыре диапазона измерения: от 0 до 10 Ом, от 0.5 до 50, от 2 до 200 и от 100 до 1000. Работает прибор от трех «пальчиковых» батареек. Несмотря на это, мобильным его назвать трудно — размеры корпуса не слишком комфортны.
Более продвинутой версией является Ф4103 — промышленный омметр с большим входным сопротивлением. Он еще менее транспортабельный, но имеет большее количество диапазонов измерения. Большой плюс такого прибора: работа с огромным диапазоном сигналов (от постоянного и пульсирующего тока — до переменного с частотой 300 Гц). Также порадует пользователя и диапазон рабочих температур: от –25 до 55 градусов по Цельсию.
Анализ и оформление результатов испытаний.
Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:
- дату измерений
- температуру, влажность и давление
- наименование, тип, заводской номер оборудования
- номинальные данные объекта испытаний
- результаты испытаний
- результаты внешнего осмотра
- используемую схему
Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации. По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора. Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре. Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.
Порядок проведения испытаний и измерений.
Сопротивление изоляции.
В процессе эксплуатации измерения проводятся: на вакуумных выключателях 6-10кВ –проверка изоляции вторичных цепей и может проводится совместно с проверкой устройств релейной защиты.
Значения сопротивления изоляции вакуумных выключателей
Класс напряжения (кВ) | Допустимые сопротивления изоляции (МОм) не менее | |
Основная изоляция | Вторичные цепи и электромагниты управления | |
3-10 | 300 | 1(1) |
15-150 | 1000 | 1(1) |
220 | 3000 | 1(1) |
Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.
Испытание изоляции повышенным напряжением проводится после первых двух лет экс-плуатации выключателей и в дальнейшем через пять лет эксплуатации.
Значения испытательного напряжения промышленной частоты.
Класс напря жения (кВ) | Испытательное напряжение (кВ) для вакуумных выключателей | ||
На заводе – изготовителе | Перед вводом в эксплуатацию и в эксплуатации | ||
Фарфоровая изоляция | Другие виды изоляции | ||
До 0,69 | 2,0 | 1 | 1 |
3 | 24,0 | 24,0 | 21,6 |
6 | 32,0 | 32,0 | 28,8 |
10 | 42,0 | 42,0 | 37,8 |
15 | 55,0 | 55,0 | 49,5 |
20 | 65,0 | 65,0 | 58,5 |
35 | 95,0 | 95,0 | 85,5 |
Значение испытательного напряжения для вторичных цепей и электромагнитов управления должно составлять 1кВ, при условии, что данные устройства рассчитаны на напряжение не ниже 60В. При испытании выключателя «на разрыв» испытательное напряжение равно напряжению для испытания основной изоляции.
Электромагниты управления должны срабатывать при напряжении:
- включения – 0,85Uном.
- отключения – 0,7Uном.
Проверка выключателей многократным включением и отключением
Данное испытание проводится при номинальном напряжение на выводах электромагнитов управления. Число циклов включения-отключения для вакуумных выключателей равно 5.
Проверка состояния контактов выключателей.
Состояние контактов определяют путём измерения сопротивления постоянному току полюсов выключателей, которое должно быть не более нормируемого в технической документации на соответствующее оборудование. Ориентировочные данные сопротивлений полюсов выключателей в зависимости от номинального тока выключателей в таблице
Номинальный ток выключателя (А) | Сопротивление полюса (мкОм) |
630А | 50 |
1000А | 40 |
Измерение производится как можно ближе к контактам самого выключателя. Данное условие позволяет оценить состояние именно контактов выключателя, исключая при измерении контактные соединения например, розеточных групп выкатного элемента, или контактные со-единения измерительных трансформаторов тока и ошиновки распределительных устройств.
Проверка временных характеристик выключателей.
Проверка временных характеристик вакуумных выключателей производится при номинальном напряжении оперативного тока. Временные параметры включения и отключения выключателей должны соответствовать паспортным данным на конкретный тип выключателей. Ориентировочно время включения вакуумного выключателя колеблется в пределах 0,05 – 0,08 секунд, время отключения – в пределах 0,05 – 0,07 секунд.
Проверка характеристик контактов выкатного элемента и ячейки.
Данный вид проверки производится для определения состояния контактных соединений в ячейке КРУ . Этот вид проверки позволяет удостоверится в надёжности и качестве контактного соединения между выкатным элементом и неподвижными контактами ячейки КРУ. Примене-ние данного вида замеров целесообразно наряду с определением соосности контактов и глуби-ны их соприкосновения.
Уменьшение — переходное сопротивление
Уменьшение переходного сопротивления у контактов достигается увеличением давления между контактными поверхностями, а также такой конструкцией контактов, при работе которых происходит скольжение с перекатыванием ( притирание) подвижного контакта относительно неподвижного.
Разъем типа ШР. |
Для уменьшения переходного сопротивления штыри и гнезда серебрят или золотят. Золочение применяется для ответственной аппаратуры, работающей в сложных климатических условиях, особенно, если во время эксплуатации контакты длительное время находятся в замкнутом состоянии. При таких условиях на серебре могут образоваться пленки окислов за счет действия сероводорода, что может привести к нарушению электрического контакта, если напряжение в электрической цепи мало.
Конструкция анодного заземлителя кабельного типа и варианты применения. а — конструкция, б и в — поверхностный и глубинный варианты применения. / — анодный заземлитель. 2 -коксовая засыпка. 3 — анодный кабель. 4 — полиэтиленовая труба. 5 — колонка. 6 — монтажная панель. 7 — опознавательный знак. 8 — герметизирующий узел.| Глубинное анодное заземление скважинного типа из обсадных или буровых труб. / — труба. 2 — соединительная муфта. 3 — заглушка. 4 — кондуктор. 5 — соединительный кабель. 6 — глинистый раствор. 7 — контактный узел. 8 — анодный кабель. |
Для уменьшения переходного сопротивления используют коксовую мелочь.
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.
Для уменьшения переходного сопротивления в размыкающихся контактах их конструируют таким образом, чтобы замыкание и размыкание сопровождалось скольжением одной контактной поверхности по другой, стирая образующуюся пленку окиси. Контакты проводов из латуни, бронзы и меди защищают от окисления лужением тонким слоем олова или сялава свинца и олова. В ряде случаев для этой цели используют серебро или же делают серебряные контакты.
Основные характеристики резисторов, выпускаемых на автоматизированных линиях. |
Для уменьшения переходного сопротивления между углеродистым слоем и металлической арматурой края неуглероженных оснований покрывают суспензией коллоидного графита или молекулярного серебра, создавая промежуточный контактный слой.
Контакты автомата типа ВАБ, спаиваемые методом погружения в расплавленный припой. |
Для уменьшения переходного сопротивления между пластинами основание контакта пропаивают серебряным припоем методом погружения. В целях лучшего затекания припоя в зазоры между пластинами спаиваемые поверхности пластин подвергают гальваническому серебрению. Процесс пайки ведется следующим образом. В ванне под слоем флюса, состоящего из буры, расплавляют серебряный припой, в который погружают основание контакта. Контакт выдерживают в ванне до момента достижения температуры, при которой серебряный припой легко стекает с контакта. Передержка контакта в расплавленной ванне приводит к сильному оплавлению контакта, то же имеет место и при сильном перегреве припоя.
Для уменьшения переходного сопротивления нажатие контактов обеспечивается пружинами.
Для уменьшения переходного сопротивления контактов на концы пластин-контактов наносится слой серебра, золота, родия или других благородных металлов. Этот слой выполняет также роль немагнитной прокладки, не допускающей залипания контактов.
Для уменьшения переходного сопротивления щетки иногда устанавливают наклонно ( навстречу движению) и ставят несколько параллельных щеток на одно кольцо.
Для уменьшения переходного сопротивления контактов на концы пластин-контактов наносится слой серебра, золота, родия или других благородных металлов. Этот слой выполняет также роль немагнитной прокладки, не допускающей залипания контактов.
Нюансы
Измерение металлосвязи проводится сразу после монтажа, прямо перед пуском и началом эксплуатации, а затем, с периодичностью в 3 года, при проведении плановых испытаний и обслуживания. Вместе с проверкой, а также при смене времени года, когда возможны подтапливания и излишняя влажность, проверяют сопротивление изоляции кабелей и электрических машин.
Проверить качество контакта и измерить его переходное сопротивление с помощью простого бытового мультиметра, типа DT830 и подобных не получится. В области малых сопротивлений они либо не измеряют вообще (до десятых, но не сотых Ома), а одно только сопротивление между щупами у них доходит до 1 Ома, а иногда и превышает. О точности здесь говорить не приходится.
Иногда, чтобы измерить качество контакта, не нужны приборы, так как очевидно его разрушение. В крайних случаях доходит до того, что можно измерить его температуру рукой, если он греется — значит нужна его профилактика и последующие замеры и проверка милиомметром.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показывается, как проверяют наличие металлосвязи прибором:
Проверка металлосвязи очень важна для безопасности жизнедеятельности сотрудников предприятия и жильцов дома. Из-за плохого заземления в розетках или его полного отсутствия есть вероятность появление потенциала на корпусе прибора. А когда человек к нему коснется, произойдет либо электротравма, либо непоправимое. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Рекомендуем также прочитать:
- Как проверить работоспособность дифавтомата
- Измерение сопротивления заземления
- Для чего нужна нулевая шина
- Как пользоваться мегаомметром
Квантовый предел
Когда проводник имеет пространственные размеры, близкие к , где находится волновой вектор Ферми проводящего материала, закон Ома больше не выполняется. Эти небольшие устройства называются квантовыми точечными контактами . Их проводимость должна быть целым числом, кратным значению , где — элементарный заряд, а — постоянная Планка . Квантовые точечные контакты ведут себя больше как волноводы, чем классические провода повседневной жизни и могут быть описаны формализмом рассеяния Ландауэра . Точечно-контактное туннелирование — важный метод определения характеристик сверхпроводников .
2πkF{\ displaystyle 2 \ pi / k _ {\ text {F}}}kF{\ displaystyle k _ {\ text {F}}}2е2час{\ displaystyle 2e ^ {2} / h}е{\ displaystyle e}час{\ displaystyle h}
От чего зависит величина переходного электрического сопротивления
Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления. Особенно интенсивное окисление происходит во влажной среде и с химически активными веществами, а также при нагреве контактов выше 70 — 75 С.
Величина переходного контактного сопротивления не должна превышать более чем на 20% величину сопротивления сплошного участка этой цепи примерно такой же длины.
Величина переходного электрического сопротивления контакта зависит от степени окисления соединяемых контактных поверхностей проводников. Металл контактов взаимодействует с окружающей средой, кислородом воздуха, агрессивными тазами и влагой и вступает с ними в химические реакции, вызывая химическую коррозию металла. Пленка окиси, образующаяся на поверхности металла (например, алюминия) от воздействия воздуха и окружающей среды, создается чрезвычайно быстро и обладает очень большим электрическим сопротивлением. Загрязненные или покрытые окислами контактные поверхности имеют более высокое переходное сопротивление, так как в этом случае в ряде точек нет непосредственного соприкосновения металлов. Окисление идет тем быстрее, чем выше температура контактных поверхностей и чем легче доступ воздуха к ним. Переходное сопротивление контактного соединения или контакта вследствие окисления может возрасти в десятки и сотни раз, так как окислы большинства металлов являются плохими проводниками. В результате реакции окисления проводящая конструкция постепенно разрушается. Если при этом она находится под нагрузкой, то уменьшение ее сечения приводит к дополнительному нагреву (закон Джоуля-Ленца), что в итоге может привести к ее расплавлению.
Величина переходного сопротивления контакта зависит от его конструкции, материала соприкасающихся частей и силы прижатия их друг к другу. Контактные поверхности всегда имеют микроскопические возвышения и впадины; поэтому соприкосновение происходит только в отдельных точках-небольших площадках. Действительная площадь касания увеличивается с ростом силы прижатия контактов друг к другу. Под влиянием силы прижатия металл в точках касания сминается и размеры площадок увеличиваются, возникает соприкосновение в новых точках. Это приводит к снижению переходного сопротивления.
Проверка расстояния. Величина переходного сопротивления контактов выключателей (на одну фазу) для масляных выключателей 200 а составляет не более 350 мком и для выключателей 1000 а-100 мком. Для всей цепи одной фазы воздушных выключателей сопротивление контактов должно быть не более 500 мком.
Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от их типа.
На величину переходного сопротивления контакта, как показывают опытные данные, оказывает влияние ряд причин. Оно зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактными элементами, величины поверхности их соприкосновения и ее состояния, а также температуры контакта.
Сопротивление зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактами, величины поверхности соприкосновения, состояния поверхности и температуры контакта.
Большое влияние на большие переходные сопротивления контактов оказывает их окисление. Контакты, помещенные в масло, подвергаются значительно меньшему окислению, чем работающие в воздухе.
Конструкция контактов должна быть такова, чтобы замыкание и размыкание контактов сопровождалось трением одной поверхности о другую, что способствует их очищению от оксидной пленки.
Когда не так важна величина переходного сопротивления контакта, как его постоянство (например, в измерительной аппаратуре), применяют гальваническое осаждение палладия, имеющего электропроводность в семь раз меньшую, чем у серебра, но весьма стойкого к химической коррозии и твердого.
При очень больших силах нажатия величина переходного сопротивления контактов меняется чрезвычайно не-значительно. Кроме того, слишком большие силы нажатия вызывают чрезмерные напряжения в материале контактных элементов, вследствие чего контакты утрачивают упругость и становятся менее прочными.
По виду касания различают размыкаемые контакты точечные, линейные и плоскостные. Поверхности контактов из-за шероховатости соприкасаются в ограниченном числе точек. Величина переходного сопротивления контакта зависит от силы сжатия контактов, пластичности их материала, качества обработки поверхности и ее состояния, а также от удельного сопротивления материала и вида касания.
Остались вопросы?Проконсультируем по телефону
Синонимы, антонимы, омонимы, фразеологизмы, заимствованные слова
Синонимы — это слова, обычно принадлежащие к одной и той же части речи, разные по звучанию и написанию, но одинаковые по значению. (Друг — товарищ, думать — размышлять).
Контекстные синонимы — слова, имеющие сходное значение только в пределах предложенного текста. За пределами контекста такие слова не являются синонимами. (Контекстные синонимы глагола говорить. Марья Кирилловна сыпала про близких, он молчал. Деду никто не верил. Даже сердитые старухи шамкали, что у чертей отродясь не было клювов (Пауст.))
Антонимы — это слова, обычно принадлежащие к одной и той же части речи, разные по звучанию и написанию, но одинаковые по значению. (плохой — хороший, сесть — встать).
Контекстные антонимы — слова, находящиеся в антонимических отношениях только в условиях определенного контекста. Они могут иметь разные грамматические формы и относиться к разным частям речи. (Я глупая, а ты умен, живой, а я остолбенелая (М. Цветаева))
Омонимы — это слова, одинаковые по звучанию и написанию, но разные по значению. Не всегда принадлежат одной части речи. Омонимы бывают полными и частичными. Полные омонимы — это слова одной части речи, у которых совпадают все грамматические формы. Например: ключ (которым открываем дверь) и ключ (источник воды). Частичные омонимы — это слова, у которых не все грамматически формы одинаковы.
Фразеологизмы — это устойчивые словосочетания, обладающие неделимым смыслом и извлекаемые из нашей памяти в готовом виде. Как правило, значение фразеологизмов не лежит на поверхности. Фразеологизм — это не сумма значений слов, а одно значение для нескольких слов, объединенных в словосочетание.
Заимствованные слова — это слова, пришедшие в русский язык из других языков: хутор (из венгерского).
Лексика пассивного запаса — устаревшая или еще недостаточно известная.
Историзмы — устаревшие слова, вышедшие из употребления в связи с исчезновением реалий действительности, которые они обозначали. (Пример: бурмистр, боярин и т. д.).
Архаизмы — устаревшие слова, заменённые современными синонимами (ланиты — щёки, длань — ладонь).
Неологизмы — это новые слова, появившиеся недавно в связи с возникновением новых предметов, явлений.
Наши преимущества
Лицензия РосТехНадзора №5742
Лицензируемая организация ООО Инженерный центр ”ПрофЭнергия” гарантирует точность, объективность и достоверность результатов.
Поверенные приборы и оборудование (СП №0889514)
Проверенные приборы и оборудование (СП №0889514): В нашей кампании используется только качественные приборы и оборудование.
Бесплатный выезд на объект и расчет сметы
Бесплатный выезд на объект и расчет сметы: Наши специалисты бесплатно приедут на объект и рассчитают стоимость.
На 25% выгоднее конкурентов
На 25% выгоднее конкурентов: У нас честные цены. А так же действуют индивидуальные скидки.
Кандидаты технических наук в штате
Кандидаты технических наук в штате: «ПрофЭнергия» имеет очень отлаженный коллектив квалифицированных инженеров с допусками ко всем видам проводимых работ.