Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Prakticky všechny elektromechanické spínací přístroje začnou v průběhu času silně jiskřit. Jak jste možná hádali, kontakty sepínají a otevírají různé okruhy. Striktně vzato, jiskření obyčejných kontaktů se vždy děje, ale je to bezvýznamné. Problémy začínají od okamžiku, kdy jiskra narušuje normální provoz spotřebiče, a v prostoru pracovního prostoru spínacího uzlu je cítit zápach ozónu a hoření.
Hlavní příčiny jiskření
Chcete-li odpovědět na otázku, proč a za jakých okolností vzniká elektrická jiskra, zjistěte, které procesy jsou základem tvorby jisker. Ve skutečnosti jich je jen několik - pouze dvě:
- Odrazte kontakty.
- Vliv indukčních obvodů na jejich spínání.
Existuje několik dalších faktorů, které zlepšují proces jisker. Jedná se o opotřebení, překročení hodnot spínacího proudu, oslabení pružin nebo snížení pružnosti desek a některé další.
Pro lepší pochopení příčin jiskření uvažujeme podrobněji fyziku procesu. Začněme konceptem jiskry.
Ze školního kurzu fyziky je známo, že mezi vodiči, na kterých se tvoří elektrické náboje, je vzdušný prostor ionizován. V určitém okamžiku protéká proudem. Pokud si ponecháte potenciální rozdíl na určité úrovni, vytvoří se elektrický oblouk s obrovským tepelným zářením. Příkladem je práce svářecího stroje.
Je známo, že vzhledem k proudu může být elektrický oblouk zapálen pouze v určité vzdálenosti mezi elektrodami. Čím větší je potenciální rozdíl, tím větší je mezera, ve které dochází k tvorbě elektrického oblouku.
Jiskra je zvláštní případ krátkodobého elektrického oblouku. Pro tento jev platí výše uvedená tvrzení. Proto je závěr - aby se zabránilo procesu jiskření, je nutné odstranit příčiny vznícení elektrického oblouku. Konkrétně, když jsou kontakty otevřené nebo uzavřené, jiskry ustávají kvůli zániku podmínek pro existenci proudu v ionizovaném prostoru.
A teď se krátce zastavme na procesech způsobujících jiskření v spínacích zařízeních.
Kontakt Bounce
Když reléová cívka uzavře elektrický obvod nebo rozbije kontakt, několikrát se odrazí působením pružných sil. V určitých okamžicích je vzdálenost mezi kontakty tak malá, že jsou vytvořeny podmínky pro elektrické poruchy. Protože proces odrazu trvá pouze zlomek vteřiny, je to právě jiskra, která zmizí v uzavřené kontaktní poloze. Jiskření také ustane, když jsou obvody zcela otevřené.
Vliv indukčních obvodů
Při spínání elektromotorů a různých solenoidů se na výstupech indukčního zatížení vyskytuje samočinná indukce EMF: E = -L * di / dt.
Ze vzorce je zřejmé, že emf je úměrná rychlosti změny proudu. Proto s okamžitou odchylkou kontaktů se její hodnota dramaticky zvyšuje. Kromě toho indukčnost spínaného zařízení ovlivňuje emf sebe-indukce. Tento princip přepínání byl používán zejména u starších modelů automobilů. Kontaktní kontakty přerušily obvod cívky enormní rychlostí, v důsledku čehož napětí na elektrodách zapalovacích svíček dosáhlo desítek kilovoltů.
V našem případě je samozřejmě vypínací napětí mnohem méně, ale je to dost na to, aby se vytvořila jiskra. Všimněte si, že i běžné vodiče mají určitou indukčnost. Proto je jiskření možné, když je zátěž odpojena na konci dlouhého lineárního obvodu.
Další příčiny jiskření
Bylo zmíněno výše, že různé faktory související s provozem spínacích zařízení mohou zvýšit oblouk. V této části zvažujeme, co se děje pod vlivem některých faktorů:
- V případě špatného kontaktu se zvyšuje doba chvění, což je příčinou zvýšeného jiskření.
- Je-li spínací proud velmi odlišný od jmenovitého (nahoru), pak jsou nejprve kontakty zahřívány a za druhé je jiskra silnější a destruktivnější.
- Když oslabení pružnosti desek spínacího systému neposkytuje spolehlivý obvod, vede to ke spalování kontaktů, tvorbě plaku a sazí, což zvyšuje proces jiskření.
Všimněte si, že na stejnosměrných motorech stříká jiskra. V optimálním režimu provozu motorové jiskry je nízká. V případě přetížení nebo v případě uzavřených uzávěrů dochází k výraznému jiskření a zničení kolektoru. K podobnému jevu dochází při stlačení špatného kartáče nebo v důsledku ucpání mezer mezi kolektorovými deskami.
Obrázek 1 ukazuje kotvu s vypáleným kolektorem.
Při připojování kabelů do zásuvky se pozorují jiskry při připojování výkonných elektrických spotřebičů. Tento jev je vylepšen, pokud kolíky konektorů neodpovídají zásuvce.
Následky špatného spínání ve vývodu jsou znázorněny na Obr.
Důsledky
Sparking kontakt neprochází bez stopy. Existují vedlejší účinky, které snižují životnost spínacích zařízení:
- vypálit kontakty;
- pružné desky kontaktní skupiny jsou zeslabeny;
- přehřáté relé a zásuvky;
- v přítomnosti silného proudu může jiskra způsobit požár, způsobit popáleniny personálu.
Spálené kontakty se mohou nalepit, což má za následek narušení elektrického zařízení. Pokud k takovému obtěžování dochází v ochranných spínacích zařízeních, může to vést k nepředvídatelným situacím.
Opravné prostředky
Po zjištění příčin jiskření si můžete vybrat efektivní způsob, jak problém vyřešit. Pokud jsou například kontakty špatně připojeny, může to být známkou jejich ucpání sazí. Je nutné odstranit všechny usazeniny uhlíku pomocí rozpouštědel. Obvykle otřete kontakty vatovým tamponem namočeným v alkoholu. Jako rozpouštědlo je vhodná obvyklá vodka nebo kolínská voda.
Zpočátku je povrch kontaktů velmi hladký, aby je lépe přitlačil proti sobě. Ale v průběhu operace, jiskření zničí depozici, v důsledku čehož se objeví drsnost. Pro obnovení výkonu stačí povrch vyleštit nulou. Pokud je nátěr stříbrný - je lepší použít dřevěnou desku, a když se kontakt spálí, pak by měl být vyměněn.
Je možné, že jiskra je uzavřený kontakt. Důvodem může být silné vyhoření nebo ztráta pružnosti desky, která rozbije kontakt. Můžete se pokusit dočasně obnovit funkci relé broušením nebo se pokusit obnovit ohyb desek.
Zkoumali jsme příklady zmírnění jiskření. Existuje však řada účinných způsobů, jak se vypořádat s příčinou tohoto jevu. Přemýšlejme o některých z nich:
- Využití neoxidujících kovů - stříbra a různých slitin.
- Kontaktujte pokovování rtutí (za předpokladu, že jsou v uzavřené komoře, například kontakty měřidla).
- Použití obvodů pro posun.
- Zapojení do konstrukce spínacích přístrojů jiskrových obvodů.
Způsob použití schémat pro potlačení jiskření je poměrně účinný a není drahý. Pokud je to žádoucí, každý, dokonce i trochu zběhlý v elektrotechnice, může nezávisle vyrábět jiskrově odolný obvod.
Pro potlačení jiskření v indukčních stejnosměrných obvodech stačí instalovat paralelně k zátěži diodu. V tomto případě musí být katoda diody připojena k kladnému a anoda připojena k zápornému pólu.
Obr. 3 ukazuje diagramy vysvětlující činnost směšovací diody. Věnujte pozornost tomu, jak je indukční proud rozptýlen na diodě, nespadá do spínacího relé (poloha C ).
Pro střídavý proud je instalován obvod pro potlačení obloukového zkratu. Akumulovaná energie je rozptýlena při přechodovém odporu, nikoli u kontaktů. Kapacita kondenzátoru může být vypočtena podle vzorce: C W = I 2/10, zde I je provozní proud zátěže a 10 je konstantní podmínka, která umožňuje provádět výpočty pro jednoduché RC obvody.
Odpor odporu je nalezen 1]: R = E 0 / (10 * I * (1 + 50 / E 0 )), kde E 0 je EMF (napětí) napájecího zdroje, I je provozní proud zátěžového proudu, obrázek 50 je standardní frekvence AC proud v síti. Používá se také pro výběr nomogramů níže.
Známé hodnoty napájecího napětí U a zatěžovacího proudu naleznou na nomogramu dva body, po kterých je mezi body ukazující požadovanou hodnotu odporu rezistoru R nakreslena přímka. Hodnota kapacity C je měřena na stupnici poblíž proudového měřítka I. Při praktickém provádění schématu bude nutné zvolit nejbližší standardní hodnoty pro odpor a kondenzátor RC obvodu.
Velmi typický obvod RC obvodu jiskření je znázorněn na obr. 5. Obr.
Ochrana kontaktů před obloukem je nejlepším způsobem, jak prodloužit životnost spínacího zařízení. Použitím jednoduchého schématu můžete úspěšně vyřešit problém jiskření.