Лекция 13 «Виды коммутационной аппаратуры и разновидности конструкций»

Назначение и классификация. Под коммутационной аппаратурой понимаются электрические устройства, с помощью которых осуществляются включение, выключение и переключение электрических цепей. По назначению коммутационная аппаратура делится на две группы:

аппаратура, служащая для непосредственного включения, выключения или переключения электрических цепей (различные выключатели, переключатели, рубильники, кнопки). Аппаратура приводится в действие непосредственно обслуживающих персоналом и размещается, как правило, в служебных помещениях на распределительных щитах и панелях;

аппаратура, служащая для дистанционного включения, выключения или переключения электрических цепей (всевозможные и контакторы, представляющие собой электромагнитные устройства, с якорем связаны контакты, замыкающие или размыкающие те или иные цепи). Контакторы и реле приводятся в действие путем замыкания или размыкания электрической цепи, в которую включены обмотки их электромагнитов, при помощи кнопок, выключателей или защитной аппаратуры. Аппараты этой группы могут быть установлены на значительном расстоянии от служебных помещений там, где это удобно, из условий монтажа соответствующих электрических цепей.

Контакторы постоянного тока. Контактором называется управляемый на расстоянии выключатель, предназначенный для замыкания или размыкания под нагрузкой электрических цепей. На пассажирских вагонах применяются электромагнитные контакторы, которые приводятся в действие с помощью электромагнита. В зависимости от тока различают контакторы постоянного и переменного тока. Контакторы постоянного тока выполняются однополюсными и двухполюсными. Устройство контактора постоянного тока показано на рис. 7.1, а. Контактор состоит из электромагнита 3, якоря 11, возвратной пружины 10, главных контактов 7 и блокировочных контактов 1. Все части контактора укреплены на панели 12. При подаче напряжения на катушку 2 электромагнита якорь 11 поворачивается на оси 9 и замыкает (или размыкает) главные 7 и блокировочные контакты 1. При размыкании цепи катушки 2 пружина 10 якорь от сердечника электромагнита, что приводит к размыканию (или замыканию) главных и блокировочных контактов. Ток к подвижному контакту подается по гибкому проводнику в обход шарнирных соединений контактной системы.

Контакторы могут выполняться с замыкающими или размыкающими контактами. Нормальным положением контактов считается положение их при отсутствии тока в катушке привода контактора. Главные контакты контактора осуществляют переключение силовых электрических цепей (цепей электродвигателей, преобразователей,. электропечей и пр.); блокировочные предназначены для переключения цепей управления. Для ускорения гашения дуги, возникающей при размыкании главных контактов, контакторы снабжаются дугогасительной катушкой 8.

Прохождение электрического тока через контакты приводит к нагреву и окислению их поверхности и повышению переходного сопротивления месте соприкосновения подвижного контакта с неподвижным. Увеличение переходного сопротивления ведет к еще большему повышению нагрева, в результате чего температура контакта может достигнуть опасной величины. Кроме того, электрическая дуга, появляющаяся при размыкании контактов, может привести к обгоранию и разрушению их поверхности, которая становится непригодной для длительной передачи тока.

Рис. 7.1. Электромагнитный контактор (а) и процесс замыкания его контактов (б, в, г).

Чем быстрее раздвигаются контакты любого выключателя, тем меньше энергии успевает выделиться в дуге, тем легче гаснет дуга и тем меньше износ контактов. Поэтому для улучшения действия выключателей их снабжают сильной отключающей пружиной 10, обеспечивающей резкое отключение контактов при размыкании выключателя. Кроме того, в выключателях, разрывающих токи свыше 10-15 А, место контакта, на котором образуется электрическая дуга, удалено от места, через которое длительно проходит ток после окончания процесса включения. В контакторах это достигается взаимным перекатыванием контактов, для чего их контактным поверхностям придается выпуклая форма. Чтобы не допустить возраста переходного сопротивления контактов вследствие окисления их поверхности, контакты в процессе включения и выключения должны скользить друг по другу. Тогда при включениях и выключениях будет осуществляться взаимная зачистка контактных поверхностей от окисной пленки, нагара и загрязнений.

Совместный процесс перекатывания контактов и их взаимного скольжения называется притиранием. Притирание осуществляется вследствие того, что подвижной контакт монтируется на контакте рычаге 4 якоря не жестко, а с помощью шарнирной связи и между держателем контакта 5 и рычагом 4 устанавливается контактная (притирающая) пружина 6. Эта пружина необходима также для смягчения ударов при включении контактов, для преодоления возникающих между контактами электродинамических усилий, которые могли привести к их взаимному отталкиванию (вибрации контактов) и обгоранию, а также для создания расчетного контактного нажатия.