Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Prakticky všetky elektromechanické spínacie zariadenia v priebehu času začínajú silne iskriť. Ako ste možno uhádli, kontakty sa zatvárajú a otvárajú rôzne okruhy. Prísne povedané, vždy sa stáva iskrou bežných kontaktov, ale je to bezvýznamné. Problémy začínajú od okamihu, keď iskrenie narúša normálnu prevádzku spotrebiča, a v oblasti pracovného priestoru spínacieho uzla dochádza k zápachu ozónu a horeniu.
Hlavné príčiny iskier
Na otázku, prečo a za akých okolností vzniká elektrická iskra, zistite, ktoré procesy sú základom tvorby iskier. V skutočnosti existuje len niekoľko z nich - iba dve:
- Bounce kontakty.
- Vplyv indukčných obvodov na ich spínanie.
Existuje niekoľko ďalších faktorov, ktoré podporujú proces iskry. Ide o opotrebenie, prekročenie hodnôt spínacieho prúdu, oslabenie pružín alebo zníženie pružnosti dosky a niektoré ďalšie.
Pre lepšie pochopenie príčin iskier uvažujeme podrobnejšie fyziku procesu. Začnime koncepciou iskry.
Zo školského kurzu fyziky je známe, že medzi vodičmi, na ktorých sa vytvárajú elektrické náboje, je vzdušný priestor ionizovaný. Prúd prúdi v určitom momente. Ak si ponecháte potenciálny rozdiel na určitej úrovni, vytvorí sa elektrický oblúk s veľkým tepelným žiarením. Príkladom je práca zváracieho stroja.
Je známe, že vzhľadom na prúd môže byť elektrický oblúk zapálený len v určitej vzdialenosti medzi elektródami. Čím väčší je potenciálny rozdiel, tým väčšia je medzera, pri ktorej dochádza k tvorbe elektrického oblúka.
Zvláštnym prípadom krátkodobého elektrického oblúka je iskra. Pre tento jav platia vyššie uvedené tvrdenia. Preto je záver - aby sa zabránilo procesu iskrenia, je potrebné odstrániť príčiny zapálenia elektrického oblúka. Najmä, keď sú kontakty otvorené alebo zatvorené, iskry zaniknú v dôsledku zmiznutia podmienok pre existenciu prúdu v ionizovanom priestore.
A teraz sa krátko zastavme v procesoch spôsobujúcich oblúky v spínacích zariadeniach.
Kontakt Bounce
Keď reléová cievka zatvára elektrický obvod alebo preruší kontakt, niekoľkokrát sa odrazí pôsobením elastických síl. V určitých okamihoch je vzdialenosť medzi kontaktmi taká malá, že sa vytvárajú podmienky pre elektrické poruchy. Pretože proces odrazu trvá len zlomok sekundy, je to práve iskra, ktorá zmizne v uzavretej kontaktnej polohe. Iskrenie sa tiež zastaví, keď sú okruhy úplne otvorené.
Vplyv indukčných obvodov
Pri spínaní elektromotorov a rôznych solenoidov sa na výstupoch indukčnej záťaže vyskytuje samočinná indukcia EMF: E = -L * di / dt.
Zo vzorca je zrejmé, že emf je úmerná rýchlosti zmeny prúdu. Preto s okamžitou divergenciou kontaktu sa jeho hodnota dramaticky zvyšuje. Okrem toho indukčnosť spínaného zariadenia ovplyvňuje emf samovzni- knutia. Tento princíp spínania sa používal najmä u starších modelov automobilov. Prerušovacie kontakty prerušili obvod cievky enormnou rýchlosťou, v dôsledku čoho napätie na elektródach zapaľovacích sviečok dosiahlo desiatky kilovoltov.
V našom prípade je samozrejme napätie pri zlomení oveľa menšie, ale je dosť dosť na to, aby sa vytvorila iskra. Všimnite si, že aj obyčajné vodiče majú určitú indukčnosť. Preto je iskrenie možné, keď je záťaž odpojená na konci dlhého lineárneho obvodu.
Iné príčiny iskier
Bolo spomenuté vyššie, že rôzne faktory súvisiace s prevádzkou spínacích zariadení môžu zvýšiť oblúk. V tejto časti zvážime, čo sa deje pod vplyvom niektorých faktorov:
- V prípade zlého kontaktu sa zvyšuje trvanie chvenia, čo je príčinou zvýšeného iskrenia.
- Ak je spínací prúd veľmi odlišný od nominálneho (hore), potom sa najprv zohrejú kontakty, a po druhé, iskra je silnejšia a deštruktívnejšia.
- Keď oslabenie pružnosti dosiek spínacieho systému neposkytuje spoľahlivý obvod, vedie to k spaľovaniu kontaktov, tvorbe plakov a sadzí, čo zvyšuje proces iskrenia.
Všimnite si, že kefy na jednosmerné motory. V optimálnom režime prevádzky motorovej iskry je nízka. Ale v prípade preťaženia alebo v prípade uzavretých uzáverov dochádza k výraznému iskreniu, ktoré zničí kolektor. Podobný jav nastáva pri stlačení zlej kefy alebo v dôsledku upchatia medzier medzi platňami kolektorov.
Obr. 1 znázorňuje kotvu s vypáleným kolektorom.
Pri pripájaní káblov do zásuvky sa pri pripájaní výkonných elektrických prístrojov pozorujú iskry. Tento jav sa zvýši, ak kolíky konektora nezodpovedajú zásuvke.
Dôsledky zlého prepnutia do zásuvky sú znázornené na obr.
účinky
Sparking kontakt neprejde bez stopy. Existujú vedľajšie účinky, ktoré znižujú životnosť spínacích zariadení:
- vyhorieť kontakty;
- elastické dosky kontaktnej skupiny sú oslabené;
- Prehriate relé a zásuvky;
- v prítomnosti silného prúdu mimo iskry môže spôsobiť požiar, spôsobiť popáleniny personálu.
Spálené kontakty sa môžu nalepiť, čo má za následok prerušenie elektrického zariadenia. Ak sa takéto obťažovanie vyskytne v ochranných spínacích zariadeniach, môže to viesť k nepredvídateľným situáciám.
liek
Po zistení príčin iskier si môžete vybrať účinný spôsob, ako problém vyriešiť. Napríklad, ak sú kontakty zle pripojené, môže to byť známkou ich zanesenia sadzami. Je potrebné odstrániť všetky uhlíkové usadeniny pomocou rozpúšťadiel. Kontakty zvyčajne utrite vatovým tampónom namočeným v alkohole. Ako rozpúšťadlo je vhodná obvyklá vodka alebo kolínska voda.
Spočiatku je povrch kontaktov veľmi hladký, aby sa lepšie lisovali proti sebe. V procese prevádzky však iskrenie ničí depozíciu, v dôsledku čoho sa objavuje drsnosť. Na obnovenie výkonu stačí povrch vyleštiť nulovým. Ak je náter strieborný - je lepšie použiť drevenú dosku, a keď kontakt vyhorí, potom by sa mal vymeniť.
Je možné, že iskra je uzavretý kontakt. Dôvodom môže byť silné vyhorenie alebo strata pružnosti dosky, ktorá rozbije kontakt. Môžete sa pokúsiť dočasne obnoviť funkčnosť relé brúsením alebo sa pokúsiť obnoviť ohyb dosiek.
Preskúmali sme príklady zmiernenia iskier. Existuje však množstvo účinných spôsobov, ako sa vysporiadať s príčinou tohto javu. Prebujme sa na niektorých z nich:
- Použitie neoxidujúcich kovov - striebra a rôznych zliatin.
- Kontaktujte pokovovanie ortuťou (ak sú v uzavretej komore, napr. Kontakty meradla).
- Použitie obvodov pre posun.
- Zapustenie do dizajnu spínacích zariadení zapaľovacích RC obvodov.
Spôsob použitia schém na potlačenie iskier je pomerne účinný a nie drahý. Ak je to žiaduce, každý, dokonca aj trochu vyznaný v elektrotechnike, môže nezávisle vyrábať iskru odolný obvod.
Na potlačenie iskier v indukčných jednosmerných obvodoch stačí nainštalovať paralelne k záťaži diódu. V tomto prípade musí byť katóda diódy pripojená k kladnej a anóda pripojená k zápornému pólu.
Obrázok 3 znázorňuje diagramy vysvetľujúce pôsobenie skratovej diódy. Dbajte na to, ako je indukčný prúd rozptýlený na dióde, nespadá na spínacie relé (poloha C ).
Pre striedavé napätie je nainštalovaný obvod na potlačenie oblúkového skratu. Akumulovaná energia sa rozptýli pri prechodnom odpore, nie na kontaktoch. Kapacita kondenzátora môže byť vypočítaná pomocou vzorca: C W = I 2/10, tu I je prevádzkový prúd zaťaženia a 10 je podmienená konštanta, ktorá umožňuje vykonávať výpočty pre jednoduché RC obvody.
Odpor rezistora sa nachádza 1]: R = E 0 / (10 * I * (1 + 50 / E 0 )), kde E 0 je EMF (napätie) napájacieho zdroja, I je prevádzkový prúd záťažového prúdu, obrázok 50 je štandardná frekvencia AC prúd v sieti. Používa sa aj na výber nomogramov nižšie.
Známe hodnoty napájacieho napätia U a záťažového prúdu nájdem na nomograme dva body, po ktorých sa medzi bodmi ukazujúcimi požadovanú hodnotu odporu rezistora R nakreslí priamka. Pri praktickej realizácii schémy bude potrebné zvoliť najbližšie štandardné hodnoty pre odpor a kondenzátor RC obvodu.
Veľmi typický obvod RC obvodu na zastavenie iskier je znázornený na obr.
Ochrana kontaktov pred oblúkom je najlepší spôsob, ako predĺžiť životnosť spínacieho zariadenia. Použitím jednoduchej schémy, môžete úspešne vyriešiť problém iskry.