СЕЛФ

44

и С.Б. Каравашкин

Несмотря на то, что влияние схем искрогашения на данном этапе разработки ограничилось только резким сокращением ливневых дуг, это существенно улучшило работу контактных элементов, что было подтверждено в сравнительном эксперименте, проведенном предприятием "Сокол", г. Белгород бывшего Советского Союза, на реле, серийно выпускаемых в то время этим предприятием. На рис. 29 представлены снимки контактных пар, отработавших в ускоренном режиме стандартный ресурс на номинальную нагрузку.

а) C = 0,033 F , R_k = 0 кОм

б) C = 0,037 F , R_k = 0,33 кОм

в) C = 0,037 F , R_k = 1,6 кОм

г) C = 0,037 F , R_k = 2,2 кОм

д) без искрогашения

Рис. 29. Фотографии контактов реле ВМ МКС № 3, прошедших сравнительные испытания на ресурс надёжного срабатывания при защите их различными RC- цепями искрогашения и без искрогашения

На фотографиях мы видим, что введение ёмкости в схему искрогашения существенно улучшает надёжность и долговечность контактов, вследствие, как было сказано выше, уменьшения числа периодов мостикообразования. Но особое влияние оказывает сопротивление  R_k , которое обеспечивает оптимальность выбора параметров схемы, достигнутую в проведенном сравнительном эксперименте при R_k = 1,6 кОм .

Следует отметить, что основанный на данном открытии способ получения кривых пробивных напряжений является разрушающим. Поэтому рационально такие кривые получать статистически на заводах-изготовителях контактных изделий на основе выборочных партий. Наличие таких кривых в паспортах изделий позволит эксплуатационникам легко подобрать по известным методикам оптимальную защиту контактов в соответствии с используемыми индуктивными нагрузками, коммутируемыми токами и напряжениями, а также другими специфическими условиями и ограничениями.

На основе нового представления о механизме эрозии будут разработаны также более совершенные способы ее уменьшения путем выбора контактных материалов, скоростей расхождения контактов и др.

Общим практическим результатом предполагаемого открытия будет повышение качества, надежности и долговечности контактных изделий, а соответственно всей их содержащей аппаратуры. Если учесть, что около 60% существующих в мире контактов коммутируют индуктивные нагрузки, то эффект от предполагаемого открытия трудно переоценить.

Выводы

Таким образом, в результате проведенных экспериментальных и теоретических исследований процесса размыкания контактами индуктивной нагрузки, были установлены следующие принципиально новые физические закономерности:

1. Неустойчивый разряд - это чередование релаксаций, каждая из которых содержит два этапа: монотонного экспоненциального нарастания напряжения в пределах 500 В и высокочастотного колебательного процесса с амплитудой в пределах (2000 - 2500)  В.

2. На монотонных участках релаксаций контакты шунтированы металлическими мостиками и паразитной емкостью контактов.

3. На участках высокочастотного колебательного процесса контакты шунтированы паразитной емкостью контактов и прерывистой знакопеременной короткой дугой, перерастающей при значительной мощности, накопленной в индуктивности нагрузки, в длинные дуги, разрывающие последовательность неустойчивых разрядов.

4. Металлические мостики образуются в каждом периоде релаксаций неустойчивых разрядов.

5. Длительность неустойчивого разряда целиком определяется длительностью мостикообразования (способностью контактов образовывать новые металлические мостики).

6. Наиболее вероятной причиной возникновения больших эмиссионных токов во время коротких дуг является автоэлектронная эмиссия, обусловленная большими напряжениями, приложенными к контактам.

7. Наиболее общая реконструкция осциллограммы, характеризующей процесс размыкания контактами индуктивной нагрузки, имеет вид, представленный на рис. 25.

Изложенные в данной статье исследования, конечно же, не дают ответа на многие вопросы - такие, как физические процессы, происходящие при горении коротких дуг, условия разрыва мостиков и т.д. Многие из методик этих исследований были разработаны и начали осуществляться авторами данной работы, однако вынужденно были прекращены по не зависящим от авторов причинам.

1976 - 1994 - 2005