ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТАХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГЕ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКОВ.

Места соединения от­дельных элементов, составляющих любую электрическую цепь, называются контактами. Слово «контакт» означает «соприкоснове­ние», «касание». В электрической системе, объединяющей различ­ные аппараты, машины, линии и т. д., для их соединения исполь- яуется огромное число контактов. От качества контактных соеди­нений в значительной степени зависит надежность работы оборудо- иания и системы.

По назначению и условиям работы контакты можно разделить на две основные группы — неразмыкаемые и размыкаемые. Первая группа, в свою очередь, подразделяется на неподвижные и подвиж­ные контакты. В неподвижных неразмыкаемых контактах отсутст­вует перемещение одних контактных частей относительно других (например, болтовые соединения шин), в подвижных происходит их скольжение или качение. Размыкаемые контакты — подвижные.

По роду соприкасающихся поверхностей различают также плоские, линейные и точечные контакты. Первые образуются при соприкосновении плоских контактных элементов (плоских шин и т. п.). Примером линейных контактов может служить соприкосно­вение двух цилиндров с параллельными осями, а точечных — двух сферических поверхностей. Однако практически независимо от вида контактов соприкосновение контактных элементов всегда происходит по небольшим площадкам.

При размыкании электрической цепи возникает электрический разряд в виде дуги. Для появления электрической дуги достаточно, чтобы напряжение на контактах было выше 10 В при токе в цепи порядка 0,1А и более. При значительных напряжениях и токах температура внутри дуги может достигать 10.. Л5 тыс. °С, в результате чего плавятся кон­такты и токоведущие части.

Образовавшиеся свободные электроны и ионы составляют плаз­му ствола дуги, то есть ионизированного канала, в котором горит дуга и обеспечивается непрерывное движение частиц. При этом отрицательно заряженные частицы, в первую очередь электроны, движутся в одном направлении (к аноду), а атомы и молекулы га­зов, лишенные одного или нескольких электронов, — положи­тельно заряженные частицы — в противоположном направлении (к катоду). Проводимость плазмы близка к проводимости металлов. В стволе дуги проходит большой ток и создается высокая темпера­тура. Такая температура ствола дуги приводит к термоиониза­ции — процессу образования ионов вследствие соударения моле­кул и атомов, обладающих большой кинетической энергией при высоких скоростях их движения (молекулы и атомы среды, где Горит дуга, распадаются на электроны и положительно заряжен­ные ионы). Интенсивная термоионизация поддерживает высокую проводимость плазмы. Поэтому падение напряжения по длине дуги невелико.

В электрической дуге непрерывно протекают два процесса: кроме ионизации, также деионизация атомов и молекул. Последняя происходит в основном путем диффузии, то есть переноса заряжен­ных частиц в окружающую среду, и рекомбинации электронов и по­ложительно заряженных ионов, которые воссоединяются в ней­тральные частицы с отдачей энергии, затраченной на их распад. При этом происходит теплоотвод в окружающую среду.

Таким образом, можно различить три стадии рассматриваемого Процесса: зажигание дуги, когда вследствие ударной ионизации и эмиссии электронов с катода начинается дуговой разряд и интен­сивность ионизации выше, чем деионизации; устойчивое горение дуги, поддерживаемое термоионизацией в стволе дуги, когда интенсивность ионизации и деионизации одинакова; погасание дуги, когда интенсивность деионизации выше, чем ионизации.