전기 설비 및 전기 장치의 접점

전기 회로를 구성하는 개별 요소의 연결 지점을 전기 접점이라고 합니다.

전기적 접촉 - 전류를 전달할 수 있는 전선 연결. 전류 도체의 형성 접점은 연결된 전류원의 극에 따라 접점 본체 또는 양극 및 음극 접점이라고 합니다.

"접촉"이라는 단어는 "터치", "터치"를 의미합니다. 다양한 장치, 기계, 라인 등을 결합한 전기 시스템에서는 이들을 연결하기 위해 수많은 접점이 사용됩니다. 장비의 신뢰성과 시스템 작동은 접점 연결의 품질에 크게 좌우됩니다.

전기 접점의 분류

전기 접점은 고정되어 있으며 움직일 수 있습니다. 고정 접점 - 전선의 장기 연결을 위해 설계된 모든 유형의 분리형 및 일체형. 분리 가능한 접점은 클램프, 볼트, 나사 등으로 일체형으로 납땜, 용접 또는 리벳 팅으로 만들어집니다.가동 접점은 중단 (릴레이, 버튼, 스위치, 접촉기 등의 접점)과 슬라이딩 (콜렉터와 브러시 사이의 접점, 스위치 접점, 전위차계 등)으로 구분됩니다.

가장 간단한 유형의 전기 접점은 접점 쌍입니다. 어려운 유형의 접점은 예를 들어 이중 병렬 회로 클로저 또는 이중 직렬 클로저(후자를 커플링이라고 함)를 형성하는 접점입니다. 장치가 작동될 때 회로를 전환하는 접점을 전환이라고 합니다. 개폐시에 회로를 차단하는 개폐접점을 개폐접점이라고 하고 개폐시에 회로를 차단하지 않는 것을 과도접점이라고 합니다.

형태에 따라 전기 접점은 다음과 같이 나뉩니다.

• 경미한 부하를 전환하는 민감한 장치 및 릴레이에 일반적으로 사용되는 점(상단 - 평면, 구 - 평면, 구 - 구)

• 선형 - 원통형 본체 형태의 접점과 브러시 접점에서 발생합니다.

• 평면 — 고전류 스위칭 장비에서.

일반적으로 접점은 소위 평평한 스프링에 부착됩니다. 장치의 전체 서비스 수명 동안 기계적 특성의 일관성과 관련하여 높은 요구 사항이 적용되는 접촉(양백, 인광체 및 베릴륨 청동 및 덜 자주 강철)은 종종 수십에서 백만 주기 이상으로 계산됩니다. 동시에 전환되는 별도의 블록 형태로 만들어진 스프링 세트는 접점 그룹(또는 팩)을 형성합니다.

전기 접점 연결의 성능 특성

접점의 접촉은 전체 표면에 걸쳐 발생하지 않고 접촉 표면의 거칠기로 인해 처리의 정확성으로 인해 개별 지점에서만 발생합니다. 접점 유형에 관계없이 접점 요소의 접점은 항상 작은 영역에서 발생합니다.

이것은 접촉 요소의 표면이 완벽하게 평평할 수 없다는 사실에 의해 설명됩니다. 따라서 실제로는 접촉면이 서로 접근하면 먼저 여러 개의 돌출된 팁(점)과 접촉한 다음 압력이 증가함에 따라 접촉 재료의 변형이 발생하고 이러한 점은 작은 놀이터로 변합니다.

한 접점에서 다른 접점으로 흐르는 전류선은 이러한 접점에 끌립니다. 따라서 접점은 연결된 회로에 추가 접점 저항 Rk를 도입합니다.

접촉면이 필름으로 덮여 있으면 R이 증가합니다. 그러나 매우 얇은 필름(최대 50A)은 터널링 효과로 인해 접촉 저항에 영향을 미치지 않습니다. 두꺼운 필름은 접촉력이나 적용된 응력으로 인해 파손될 수 있습니다.

접촉 필름의 전기적 고장을 프리팅(fritting)이라고 합니다. 필름이 파괴되지 않으면 Rk는 주로 필름의 저항에 의해 결정됩니다. 접촉을 벗긴 직후와 접촉 회로에 충분한 접촉력과 전압이 있는 경우 저항은 주로 수축 영역의 저항에 의해 결정됩니다.

접점에 가해지는 힘이 클수록 재료가 부드러울수록 접점 표면의 총 접촉 면적이 커지고 따라서 덜 활동적입니다. 전기 저항 접합부에서(접촉 표면 사이의 전이층 영역에서). 이 활성 저항을 과도 저항이라고 합니다.

과도 저항 - 열로 바뀌고 접촉을 가열하는 접촉 화합물에 흡수되는 에너지의 양을 특성화하기 때문에 전기 접촉 품질의 주요 매개변수 중 하나입니다. 접촉 저항은 접촉면이 처리되는 방식과 상태에 따라 크게 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 접촉부에서 빠르게 형성되는 산화막은 접촉 저항을 크게 증가시킬 수 있습니다.

전류가 접점을 통과하면 접점이 가열되고 전이 저항의 존재로 인해 접점 표면에서 가장 높은 온도가 관찰됩니다. 접촉 가열의 결과, 접촉 재료의 저항 및 그에 따른 전이 저항.

또한 접촉 온도의 증가는 표면에 산화물 형성을 촉진하여 과도 저항을 훨씬 더 크게 증가시킵니다. 그리고 온도가 상승함에 따라 접촉 재료가 약간 부드러워 질 수 있으며 이는 접촉 표면의 증가와 관련이 있지만 일반적으로이 프로세스는 접촉 또는 용접의 파괴로 이어질 수 있습니다. 예를 들어 후자는 열린 접점에 대해 매우 위험합니다. 결과적으로 이러한 접점이 있는 장치는 회로를 끌 수 없기 때문입니다. 따라서 다양한 유형의 접점에 대해 긴 전류가 흐르는 최대 허용 온도가 결정됩니다.

열을 줄이기 위해 접점의 금속 질량과 냉각 표면을 증가시켜 방열을 향상시킬 수 있습니다. 접촉 저항을 줄이려면 접촉 압력을 높이고 적절한 재료와 접촉 유형을 선택해야 합니다.

예를 들어, 외부용 개방 접점은 약간 산화될 수 있는 재료로 만들거나 부식 방지층으로 표면을 덮는 것이 좋습니다. 이러한 재료는 특히 접촉 표면을 코팅하는 데 사용할 수 있는 은을 포함합니다.

깨지지 않는 구리 접점은 주석 도금될 수 있습니다(주석 도금 표면은 산화하기 더 어렵습니다). 같은 목적으로 접촉면은 바셀린과 같은 윤활제로 덮여 있습니다. 오일 침지 접점은 다른 특별한 조치 없이도 부식으로부터 잘 보호됩니다. 이것은 오일 회로 차단기에 사용됩니다.

모든 전기의 작동은 개방 상태, 단락, 폐쇄 상태 및 개방의 4단계로 구성되며 각 단계는 접점의 신뢰성에 영향을 미칩니다.

열린 상태에서 외부 환경은 전기 접점에 작용하여 결과적으로 표면에 필름이 형성됩니다.

닫힌 상태에서 접점이 함께 눌러지고 전류가 접점을 통과하면 가열되고 변형됩니다. 일부 조건에서 접점이 과열되면 용접이 발생할 수 있습니다.

접점이 닫히고 열리면 금속 접점의 증발 및 이동과 함께 브리지 또는 방전 현상이 발생하여 표면이 변경됩니다. 또한 기계적 마모가 가능합니다. 서로 충돌 및 미끄러짐으로 인해 발생하는 접촉.

아주 작은 거리에서 접점이 서로 접근함에 따라 작은 전원 전압에서도 필드 구배가 너무 커서 갭의 절연 강도가 파괴되고 파괴가 발생합니다. 표면에 이물질, 특히 탄소를 함유한 이물질이 있으면 접촉 시 증발이 발생하고 폐기 조건이 생성됩니다.

개봉은 일반적으로 작업에서 가장 어려운 부분입니다. 전기적 접촉 회로의 매개변수(R, L 및 C)와 개방 시 인가된 전압의 크기에 따라 접촉이 마모되는 현상이 발생합니다. 회로 전압이 접점의 금속이 녹는 전압 Upl보다 크면 분리 후 접촉력이 감소하므로 접촉 면적, 저항 및 온도가 증가합니다.

온도가 금속의 녹는점을 초과하면 접촉면 사이에 용융 금속 다리가 형성되어 점차 늘어나다가 가장 뜨거운 지점에서 끊어집니다. 브리지 파열 시 높은 온도는 배출 시작을 촉진합니다.

브리지 자체는 아크 전압 이하의 공급 전압에서 오믹 회로에만 존재합니다. 회로에 인덕턴스가 있으면 전류 중단 순간에 발생하는 과전압은 아크 전류 아래의 전류와 아크 전류-아크 위의 전류에서 스파크의 출현에 기여합니다. 회로에는 거의 항상 인덕턴스가 있으므로 브리지는 대부분의 경우 방전을 동반합니다. 전기 콘센트의 최소 스파크 전압 — 270-300V.

모든 유형의 접점은 정상적인 조건에서 허용할 수 없는 과열 없이 연속 작동을 제공할 뿐만 아니라 단락 모드에서 필요한 열 및 전기 역학적 저항도 제공해야 합니다. 이동식 차단 접점은 열릴 때 형성되는 전기 아크의 고온에 의해 파괴되어서는 안되며 단락을 위해 스위치를 켰을 때 용접 및 용융 없이 안정적으로 닫혀야 합니다. 위에서 논의한 조치는 이러한 요구 사항을 충족시키는 데에도 기여합니다.

분쇄된 구리 분말과 텅스텐 또는 몰리브덴 및 은과 텅스텐의 혼합물인 금속-세라믹 접점.

이러한 화합물은 동시에 소유 우수한 전기 전도성 구리나 은을 사용하기 때문에, 텅스텐이나 몰리브덴을 사용하기 때문에 녹는점이 높다.

전기 전도성이 좋은 재료(은, 구리 등)는 일반적으로 융점이 상대적으로 낮고 내화 재료(텅스텐, 몰리브덴)는 낮은 전기 전도성. 이는 병렬로 연결된 작동 및 아크 접점으로 구성된 이중 접점 시스템을 사용하는 것입니다.

작업 접점은 전기 전도성이 높은 재료로 만들어지며 내화성 재료로 만들어진 아크 접점이 있습니다. 일반 모드에서 접점이 닫히면 대부분의 전류가 작동 접점을 통해 흐릅니다.

회로의 전원이 차단되면 작동 접점이 먼저 열린 다음 아크 접점이 열립니다.따라서 실제로 단락 전류조차도 큰 위험을 초래하지 않는 아크 접점에 의해 회로가 중단됩니다 (상당한 단락 전류의 경우 특수 아크 장치가 추가로 사용됨).

회로가 켜지면 아크 접점이 먼저 닫힌 다음 작동 접점이 닫힙니다. 따라서 작동 접점은 실제로 회로를 완전히 끊거나 닫지 않습니다. 이것은 용융 및 용접의 위험을 제거합니다.

연락처가 자발적으로 열릴 가능성을 없애기 위해 전기역학적 노력 단락 전류가 흐를 때 접점 시스템은 이러한 조건에서 전기 역학적 힘이 추가 접점 압력을 제공하고 단락 회로를 켤 때 접점의 용융 및 용접 가능성, 가속 스위칭을 방지하도록 설계되었습니다.

접촉면에 상당한 탄성 충격이 가해지는 위험을 제거하려면 특수 스프링이 있는 접점을 사전 압착... 이 경우 스프링이 사전에 있기 때문에 높은 스위칭 속도와 가능한 진동 제거가 모두 보장됩니다 압축되고 접점을 만지면 미는 힘이 0이 아니라 지정된 특정 값에서 증가하기 시작합니다. 모드뿐만 아니라 단락 모드에서 필요한 열 및 전기 역학적 저항도 있습니다.

이동식 차단 접점은 열릴 때 형성되는 전기 아크의 고온에 의해 파괴되어서는 안되며 단락을 위해 스위치를 켰을 때 용접 및 용융 없이 안정적으로 닫혀야 합니다.위에서 논의한 조치는 이러한 요구 사항을 충족시키는 데에도 기여합니다.

분쇄된 구리 분말과 텅스텐 또는 몰리브덴 및 은과 텅스텐의 혼합물인 금속 세라믹으로 만들어진 접점은 특히 전기 아크의 파괴적인 작용에 대한 내성이 있습니다.

이러한 화합물은 구리나 은을 사용하여 전기전도도가 좋고 텅스텐이나 몰리브덴을 사용하여 녹는점이 높다.

전기 설비 및 전기 장치의 접점 기본 설계

고정된(단단한) 깨지지 않는 접촉 조인트의 구조는 접촉 표면의 안정적인 클램핑과 최소 접촉 저항을 보장해야 합니다. 하나의 큰 볼트보다 작은 볼트 여러 개로 타이어를 연결하는 것이 더 많은 접점을 제공하므로 더 좋습니다. 타이어를 연결할 때 타이어에 구멍을 뚫어야 하는 경우 볼트를 사용할 때보다 접촉 저항이 낮아집니다. 접점 연결의 고품질은 버스바의 용접으로 보장됩니다.

움직일 수있는 차단 접점 — 스위칭 장치의 기본 요소... 모든 접점에 대한 일반 요구 사항 외에도 아크 저항, 단락시 회로를 안정적으로 켜고 끌 수있는 기능 및 기계적 손상 없이 특정 수의 스위칭 작업 및 셧다운을 견뎌야 합니다.

이 유형의 가장 간단한 접촉은 평면 절단 접촉입니다. 맞물리면 움직일 수 있는 블레이드가 고정된 스프링 장착 턱 사이로 들어갑니다. 이러한 평면 접촉의 단점은 이러한 표면의 불규칙성으로 인해 접촉 표면의 접촉이 여러 지점에서 발생한다는 것입니다.

선형 접점을 얻기 위해 나이프 스트립에 반 원통형 돌출부를 찍고 압력을 높이기 위해 스프링이 달린 강철 클램프로 스트립을 압축합니다 브레이크 접점은 회로 차단기 및 단로기에 가장 많이 사용됩니다.

자동 정렬 핑거 접점의 접촉 부분은 플레이트 형태의 플레이트 형태로 핑거 형태로, 끝 부분은 평평한 상단 형태로 소켓 형태로 라멜라 형태로 만들어집니다. 세그먼트), 브러시 - 탄력 있고 얇은 구리 또는 청동 판의 브러시 형태.

여러 설계에서 지정된 접점 부품(부품)은 제한된 제한 내에서 고정 접점에 대한 위치를 변경할 수 있습니다. 안정적인 전기 연결을 위해 유연한 전류 전달 연결이 제공됩니다.

차단 접점의 안정성과 필요한 압축력은 일반적으로 리프 또는 코일 스프링을 통해 달성됩니다.

손가락 접점 및 접점은 작동 및 아크 접점으로 다양한 전류에 대해 1000V 이상의 전압을 갖는 장치에 사용되며 플랫 접점은 작동 접점으로 사용됩니다. 종단 접점은 작동 및 아크 접점으로 1 - 1.5 kA를 초과하지 않는 전류의 경우 110 kV 이상의 전압에 사용됩니다. 브러시 접점은 다양한 전압 및 상당한 전류를 위한 장치에 사용되지만 전기 아크는 상대적으로 얇은 브러시를 손상시킬 수 있으므로 작동 접점으로만 사용됩니다.