Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Praktycznie wszystkie elektromechaniczne urządzenia przełączające zaczynają silnie iskrzyć z upływem czasu. Jak można się domyślić, styki zamykające i otwierające różne obwody błyszczą. Ściśle mówiąc, iskrzenie zwykłych kontaktów zawsze się zdarza, ale jest nieistotne. Problemy zaczynają się od momentu, w którym iskrzenie zakłóca normalne działanie urządzenia, aw obszarze przestrzeni roboczej węzła przełączającego pojawia się zapach ozonu i palenia.
Główne przyczyny iskrzenia
Aby odpowiedzieć na pytanie, dlaczego iw jakich okolicznościach powstaje iskra elektryczna, dowiedz się, które procesy leżą u podstaw tworzenia iskry. W rzeczywistości jest ich tylko kilka - tylko dwa:
- Kontakty odbić.
- Wpływ obwodów indukcyjnych na ich przełączanie.
Istnieje kilka innych czynników, które usprawniają proces iskrzenia. Są to zużycie, nadmiar wartości prądu przełączania, osłabienie sprężyn lub zmniejszenie sprężystości płyty, a także kilka innych.
Aby lepiej zrozumieć przyczyny iskrzenia, bardziej szczegółowo rozważamy fizykę procesu. Zacznijmy od koncepcji iskry.
Ze szkolnego kursu fizyki wiadomo, że między przewodnikami, na których powstają ładunki elektryczne, przestrzeń powietrzna ulega jonizacji. W pewnym momencie przepływa przez niego prąd. Jeśli utrzymasz różnicę potencjałów na określonym poziomie, powstaje łuk elektryczny z ogromnym promieniowaniem cieplnym. Przykładem jest praca spawarki.
Wiadomo, że przy danym prądzie łuk elektryczny może zapalić się tylko w pewnej odległości między elektrodami. Im większa różnica potencjałów, tym większa szczelina, przy której powstaje łuk elektryczny.
Iskra jest szczególnym przypadkiem krótkotrwałego łuku elektrycznego. Dla tego zjawiska powyższe twierdzenia są ważne. Stąd wniosek - aby zapobiec procesowi iskrzenia, należy wyeliminować przyczyny zapłonu łuku elektrycznego. W szczególności, gdy styki są otwarte lub zamknięte, iskrzenie ustaje z powodu zaniku warunków na istnienie prądu w zjonizowanej przestrzeni.
A teraz zatrzymajmy się na chwilę na temat procesów powodujących wyładowania łukowe w urządzeniach przełączających.
Skontaktuj się z Bounce
Gdy cewka przekaźnika zamyka obwód elektryczny lub zrywa styk, odbija się kilka razy pod działaniem sił sprężystych. W pewnych momentach odległość między stykami jest tak mała, że powstają warunki do awarii elektrycznej. Ponieważ proces odbijania trwa tylko ułamek sekundy, to właśnie iskra znika w pozycji zamkniętego kontaktu. Iskrzenie ustaje również, gdy obwody są całkowicie otwarte.
Wpływ obwodów indukcyjnych
Podczas przełączania silników elektrycznych i różnych solenoidów, na wyjściach obciążenia indukcyjnego występuje EMF indukcyjna: E = -L * di / dt.
Z wzoru jasno wynika, że emf jest proporcjonalny do szybkości zmiany prądu. Dlatego też, przy natychmiastowej dywergencji kontaktów, jej wartość gwałtownie wzrasta. Ponadto indukcyjność przełączanego urządzenia wpływa na emf indukcji. W szczególności ta zasada przełączania była stosowana w starszych modelach samochodów. Styki wyłącznika złamały obwód cewki z ogromną prędkością, w wyniku czego napięcie na elektrodach świecy zapłonowej osiągnęło dziesiątki kilowoltów.
W naszym przypadku napięcie zrywające jest oczywiście znacznie mniejsze, ale wystarcza, aby powstała iskra. Zauważ, że nawet zwykłe przewody mają pewną indukcyjność. Dlatego iskrzenie jest możliwe, gdy obciążenie jest odłączone na końcu długiego obwodu liniowego.
Inne przyczyny iskrzenia
Wspomniano powyżej, że różne czynniki związane z działaniem urządzeń przełączających mogą zwiększać wyładowania łukowe. W tej części rozważamy, co dzieje się pod wpływem niektórych czynników:
- W przypadku złego kontaktu czas trwania rozmów wzrasta, co jest przyczyną zwiększonego iskrzenia.
- Jeśli prąd przełączania jest bardzo różny od nominalnego (w górę), to po pierwsze, styki są ogrzewane, a po drugie iskra jest mocniejsza i bardziej niszcząca.
- Gdy osłabienie elastyczności płytek systemu przełączającego nie zapewnia niezawodnego obwodu, prowadzi to do spalania styków, tworzenia się płytki i sadzy, co zwiększa proces iskrzenia.
Zauważ, że szczotki iskrzą w silnikach DC. W optymalnym trybie pracy iskry silnika nisko. Ale w przypadku przeciążenia lub w przypadku zamknięć międzyprzepustowych dochodzi do iskrzenia, które niszczy kolektor. Podobne zjawisko występuje, gdy wciśnięty jest zły pędzel lub z powodu zatkania szczelin między płytkami kolektora.
Rysunek 1 przedstawia kotwicę ze spalonym kolektorem.
Podczas podłączania przewodów do gniazda podczas podłączania potężnych urządzeń elektrycznych obserwuje się iskry. Zjawisko to nasila się, jeśli kołki wtykowe nie pasują do gniazda.
Konsekwencje słabego przełączania na wyjściu pokazano na rys. 2.
Konsekwencje
Kontakt iskrowy nie przechodzi bez śladu. Istnieją skutki uboczne, które zmniejszają żywotność urządzeń przełączających:
- wypalić kontakty;
- elastyczne płytki grupy kontaktowej są osłabione;
- przegrzane przekaźniki i gniazda;
- w obecności silnego prądu z iskry może spowodować pożar, spowodować oparzenia personelu.
Spalone styki mogą się przykleić, powodując zakłócenia w sprzęcie elektrycznym. Jeśli taka uciążliwość występuje w ochronnych urządzeniach przełączających, może to prowadzić do nieprzewidywalnych sytuacji.
Środki zaradcze
Po ustaleniu przyczyn iskrzenia możesz wybrać skuteczny sposób rozwiązania problemu. Na przykład, jeśli kontakty są źle połączone, może to być oznaką ich zatkania sadzą. Konieczne jest usunięcie wszystkich osadów węglowych przy użyciu rozpuszczalników. Zazwyczaj przetrzyj styki bawełnianym wacikiem nasączonym alkoholem. Jako rozpuszczalnik jest odpowiednia zwykła wódka lub woda kolońska.
Początkowo powierzchnia styków jest bardzo gładka, aby lepiej docisnąć je do siebie. Ale w procesie działania iskrzenie niszczy osadzanie, w wyniku czego pojawia się szorstkość. Aby przywrócić wydajność, wystarczy wypolerować powierzchnię za pomocą wartości null. Jeśli powłoka jest srebrna - lepiej użyć drewnianej płyty, a gdy kontakt się wypali, należy go wymienić.
Możliwe, że iskra jest zamkniętym kontaktem. Powodem może być silne wypalenie lub utrata elastyczności płyty, która zrywa kontakt. Możesz spróbować tymczasowo przywrócić funkcjonalność przekaźnika, szlifując lub próbując przywrócić zgięcie płyt.
Sprawdziliśmy przykłady iskrzącego łagodzenia. Istnieje jednak wiele skutecznych sposobów radzenia sobie z przyczyną tego zjawiska. Rozważmy niektóre z nich:
- Zastosowanie metali nieutleniających - srebra i różnych stopów.
- Platerowanie kontaktu rtęcią (pod warunkiem, że znajdują się w zamkniętej komorze, na przykład styki miernika).
- Wykorzystanie obwodów do manewrowania.
- Osadzanie w projektowaniu urządzeń przełączających iskrowych obwodów RC.
Metoda wykorzystywania schematów tłumienia iskrzenia jest dość skuteczna i nie jest droga. W razie potrzeby każdy, nawet trochę zorientowany w elektrotechnice, może samodzielnie wyprodukować obwód nieiskrzący.
Aby wytłumić iskrzenie w indukcyjnych obwodach prądu stałego, wystarczy zainstalować diodę równolegle do obciążenia. W tym przypadku katoda diody musi być połączona z dodatnią, a anoda połączona z biegunem ujemnym.
Rysunek 3 przedstawia schematy wyjaśniające działanie diody bocznikującej. Zwróć uwagę, jak prąd indukcyjny jest rozpraszany na diodzie, nie spadając na przekaźnik przełączający (pozycja C ).
Dla AC jest zainstalowany obwód RC z tłumieniem łuku bocznikowego. Skumulowana energia jest rozpraszana przy oporności przejściowej, a nie na stykach. Pojemność kondensatora bocznikowego można obliczyć według wzoru: C W = I 2/10, tutaj I jest prądem roboczym obciążenia, a 10 jest stałą warunkową, co pozwala na obliczenia dla prostych obwodów RC.
Rezystancja rezystora została znaleziona 1]: R = E 0 / (10 * I * (1 + 50 / E 0 )), gdzie E 0 jest EMF (napięcie) zasilacza, I jest prądem roboczym prądu obciążenia, rysunek 50 to standardowa częstotliwość Prąd przemienny w sieci. Używany również do wyboru parametrów nomogramu poniżej.
Znane wartości napięcia zasilania U i prądu obciążenia znajduję dwa punkty na nomogramie, po czym narysowana zostaje linia prosta między punktami wskazującymi pożądaną wartość rezystancji rezystora R. Wartość pojemności C jest mierzona w skali w pobliżu bieżącej skali I. W praktycznej realizacji schematu konieczne będzie wybranie najbliższych standardowych wartości dla rezystora i kondensatora obwodu RC.
Bardzo typowy obwód iskrobezpiecznego obwodu RC pokazano na rysunku 5.
Ochrona styków przed wyładowaniem łukowym jest najlepszym sposobem na przedłużenie żywotności urządzenia przełączającego. Dzięki zastosowaniu prostego schematu można z powodzeniem rozwiązać problem iskrzenia.