Arco-systems.ru

Журнал Арко Системс
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

При размыкании контактов выключателя ток

Прежде чем рассмотреть, почему искрят контакты, разберемся в основных понятиях. Коммутационный аппарат и его контактная система должны обеспечивать надежное соединение с возможностью его разрыва в любой момент. Контакты состоят из двух электрических пластин, которые в замкнутом положении должны быть надежно прижаты друг к другу.

Дуга возникает при коммутации индуктивных цепей. К таким относятся различные электродвигатели и соленоиды, но стоит помнить, что даже прямой отрезок провода имеет определенную индуктивность, и чем он длиннее — тем она больше. При этом, ток в индуктивности моментально прекратится не может — это описано в законах коммутации. Поэтому на выводах индуктивной нагрузки образуется ЭДС самоиндукции, её величина описывается формулой:

E=L*dI/dt

Интересно! В нашем случае важную роль играет скорость изменения тока. При отключении она крайне велика, соответственно ЭДС будет стремиться к большим значениям, вплоть до десятков киловольт (например система зажигания автомобиля).

В результате ЭДС возрастает до такой степени, что его величина пробивает промежуток между контактами — образуется электрическая дуга или искры. Качество любых соединений описывается их переходным сопротивлением: чем меньше — тем лучше соединение и тем меньше нагрев. При их размыкании оно резко возрастает и стремится к бесконечности. В этот же момент происходит разогрев площади их соприкосновения.

Кроме того, между разомкнутыми контактами на фоне возрастающего ЭДС самоиндукции и повышенной температуры воздуха из-за разогрева поверхностей при размыкании пластин происходит и ионизация воздуха. В результате присутствуют все условия для возникновения дуги и искрения.

Если говорить о том, почему искрят контакты при замыкании электрической цепи, то это происходит уже не при индуктивной, а при емкостной нагрузке. Вы наблюдаете это каждый раз, когда вставляете в розетку зарядное устройство от ноутбука или телефона. Дело в том, что разряженная емкость (конденсатор) на входе устройства в начальный момент времени представляет короткозамкнутый участок цепи, ток которого уменьшается по мере её заряда.

Если вы наблюдаете искрение в реле или выключателе в замкнутом положении — причиной этому служит плохое состояние контактных поверхностей и их высокое переходное сопротивление.

Ток, протекающий через нить накала лампы

Одним из практических и популярных способов использования электрического тока является электрическое освещение. Самая простая форма электрической лампы – это крошечная металлическая «нить» внутри прозрачной стеклянной колбы, которая накаляется добела от тепловой энергии, когда через нее проходит достаточный электрический ток. Как и батарея, она имеет две проводящие точки подключения: одна для входа тока, а другая – для выхода. Схема электрической лампы, подключенной к источнику напряжения, выглядит примерно так:

Рисунок 1 – Ток через лампу

Когда ток проходит через тонкую металлическую нить накала лампы, он встречает большее противодействие движению, чем в обычном толстом куске провода. Это противодействие электрическому току зависит от типа материала, площади его поперечного сечения и температуры. Технически это противодействие известно как сопротивление (можно сказать, что проводники имеют низкое сопротивление, а диэлектрики – очень высокое сопротивление). Это сопротивление служит для ограничения величины тока, проходящего через цепь при заданном напряжении, подаваемом батареей, по сравнению с «коротким замыканием», когда у нас не было ничего, кроме провода, соединяющего один конец источника напряжения (батареи) с другим. Когда ток движется против противодействия сопротивления, возникает «трение». Как и в случае механического трения, трение, создаваемое током, протекающим через сопротивление, проявляется в виде тепла. Концентрированное сопротивление нити накала лампы приводит к тому, что на нити рассеивается относительно большое количество тепловой энергии. Этой тепловой энергии достаточно, чтобы нить накаливания стала раскаленной добела и начала светиться, в то время как провода, соединяющие лампу с батареей (которые имеют гораздо меньшее сопротивление), вряд ли станут хотя бы теплыми, проводя такую же величину тока. Как и в случае короткого замыкания, если целостность цепи нарушена в любой точке, ток прекращается по всей цепи. При установленной лампе, это означает, что она перестанет светиться:

Рисунок 2 – Ток через лампу не течет

Как и прежде, ток не течет, а в точках разрыва доступен весь потенциал (напряжение) батареи, ожидающий соединения, чтобы пересечь этот разрыв и позволить току снова течь. Это состояние известно как разомкнутая цепь, когда разрыв цепи предотвращает протекание тока повсюду. Всё, что требуется, чтобы «разомкнуть» цепь, – это один разрыв. После повторного соединения любых разрывов и восстановления непрерывности цепь называется замкнутой.

Схема управления реле одной кнопкой

Данная электрическая схема управления реле выполняется всего одной кнопкой с одной контактной группой на замыкание и без фиксации. Работает схема следующим образом: при подаче питания конденсатор С1 через резистор R1 и замкнутые контакты К1.1 заряжается практически до напряжения питания. При нажатии на кнопку S1 через её замкнувшиеся контакты, через замкнутые контакты K1.1 и резистор R1 напряжение питания подается на катушку реле К1, что приводит к включению реле. Контактная группа К1.1 переключается и теперь питание на реле поступает через резистор R1 и замкнувшиеся контакты К1.1. На время пролёта контактов реле при переключении питание катушки осуществляется за счёт накопленного заряда конденсатора С1.

Читать еще:  Выключатель стоп сигнала ховер

После замыкания контактов реле конденсатор С1 разряжается через резистор R2. При следующем нажатии на кнопку S1, происходит заряд конденсатора С1 из-за чего напряжение на катушке реле падает и происходит размыкание её контактов. Схема возвращается в исходное состояние. Элементы R1 и C1 образуют цепь с постоянной времени в 150 миллисекунд, что достаточно для срабатывания большинства типов электромагнитных реле.

Обратите внимание, что резистор R1 является подстроечным, и следует подбирать под каждое реле индивидуально.

В программировании

Нормально замкнутый контакт используется также как метафора языка программирования релейно-контактной логики

для программируемых логических контроллеров. В этом случае каждому контакту назначается логическая переменная, эквивалентная активному или пассивному состоянию, при значении этой переменной FALSE (пассивное состояние) контакты считаются замкнутыми, а при значении переменной TRUE (активное состояние) контакты разомкнуты. Изображение нормально замкнутых контактов в программе:

Устройства искро- и дугогашения


Самый эффективный способ для гашения электрической дуги — это ее охлаждение с помощью соприкосновения с изоляционными стенками специальных камер, которые отбирают теплоту дуги или за счет ее перемещения в воздухе.

В современных аппаратах широкое распространение получили дугогасительные камеры с узкой щелью и магнитным дутьем.

Дугу можно рассматривать как проводник с током; если его поместить в магнитное поле, то возникнет сила, которая вызовет перемещение дуги. При своем движении дуга обдувается воздухом; попадая в узкую щель между двумя изоляционными пластинами, она деформируется и вследствие повышения давления в щели камеры гаснет (рис. 2.4).

Щелевая камера образована двумя стенками 1, выполненными из изоляционного материала. Зазор между стенками очень мал. Катушка 4, включенная последовательно с главными контактами 5, возбуждает магнитный поток Ф, который направляется ферромагнитными наконечниками 2 в пространство между контактами. В результате взаимодействия дуги и магнитного поля появляется сила F, вытесняющая дугу к пластинам 7.

Эта конструкция дугогасительной камеры применяется и на переменном токе, так как с изменением направления тока изменяется направление потока Ф, а направление силы F остается неизменным.

Для уменьшения искрения на маломощных контактах постоянного тока применяют включение диода параллельно нагрузочному устройству (рис. 2.5). При этом цепь после коммутации (после отключения источника) замыкается через диод, таким образом уменьшается энергия искрообразовния.

Полезная информация

Схема обозначений, используемых в реле

1. Обозначение контактов реле.

COM – общий контакт реле, который является подвижным. Зачастую обозначается, как BASE или COMMON. Общий контакт еще называется полюс, а те, с которыми он соединяется – направлениями.

NC (Normal Close) – контакт с которым общий нормально замкнут (нормально закрытый). Это значит, что контакты замкнуты, когда реле обесточено и размыкаются, когда подается ток на управляющую катушку.

NO (Normal open) – контакт с которым общий нормально разомкнут (нормально открытый). Т.е. когда реле обесточено контакты разомкнуты, а когда на катушку подается напряжение, то контакты замыкаются.

В схеме с NC мы видим, что ток протекает через реле при обесточенной катушке и, чтобы разомкнуть цепь нам нужно подать напряжение на катушку, а во втором случае в с обесточенной катушкой и через контакты реле ток не протекает.

Нормальное состояние — это изначальное состояние реле. Но стоить отметить, что есть типы реле, например, поляризованные для которых понятия нормального состояния нет, поскольку оно может меняться, а соответственно контакт NO может стать NC и наоборот.

2. Типы переключателей.

По типу переключения все реле можно поделить на 2 основных типа:

— реле размыкает или замыкает контакт (SPST). Такое реле имеет один вход и один выход, и работает как ключ. При этом одно такое реле может содержать несколько пар независимых контактов, т.е. иметь несколько баз со своими контактами (DPST).

— реле переключается между двумя и более контактами (SPDT. Здесь имеется одна база, но может быть несколько выходов. Такие реле так же могут иметь в себе несколько пар контактов (DPDT).

SPDT (Single Pole, Double Throw). Один полюс, два направления. Т.е. Есть один общий контакт, который может переключаться с двумя направлениями.

Читать еще:  Выключатель эволис шнейдер электрик

DPDT (Double Pole, Double Throw). Два полюса на два направления, т.е. 2 группы переключателей. По сути это два реле SPDT в одном, но имеющие общую катушку. Иногда реле типа DPDT так и обозначается -2SPDT. Таким образом может быть реализовано и реле с гораздо большим количеством переключателей.

SPST (Single Pole, Single Throw). Один полюс на одно направление. Формально это управляемый ключ, который может быть либо нормально замкнутым, либо нормально разомкнутым.

DPST (Double Pole, Single Throw). Два полюса на одно направление. Реле DPST с двойным полюсом эквивалентно двум переключателям SPST (NO нормально разомкнутый и NC нормально замкнутый) и может использоваться для переключения двух разных нагрузок.

У нас есть 2 сценария в зависимости от типа реле

Без напряжения на катушке:

С NO, нагрузки будут ОТКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток не может протекать.

С NC нагрузки будут ВКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток может протекать

С напряжением на катушке:

С NO, нагрузки будут ВКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток может протекать.

С NC нагрузки будут ОТКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток не может протекать.

4. Варианты обозначений.

На сложных комбинациях реле можно встретить детализированные обозначения типов переключателей. Как уже писалось выше, реле DPDT может обозначаться, как 2SPDT, хотя здесь все и так понятно, но в случае с DPST NC-NO мы можем не какое из направлений нормально замкнутое, а какое нормально разомкнутое, поэтому вводится обозначение типа 2SPST-1NC-1NO.

Мы должны понимать, что в данной ситуации DPST NC-NO = 2SPST-1NC-1NO.

5. Общая таблица обозначений.

Тип переключенияТип переключения (альтернативное обозначение)Схема коммутацииОписание
SPST-NOASPST-NO (Single Pole Single Throw – Normally Open)

Один контакт на включение, нормально разомкнутый

Один контакт на включение, нормально замкнутый

Один контакт на преключение

2ADPST NO (Double Pole Single Throw, Normally Open)

Два контакта на включение, нормально разомкнутые

2BDPST NC (Double Pole Single Throw, Normally Closed)

Два контакта на включение, нормально замкнутые

1A1BDPST-NC-NO (Double Pole Single Throw- Normally Closed — Normally Open)

Два контакта на включение: один нормально замкнутый, другой — нормально разомкнутый

Вывод

Подведем итоги, если по-простому: сухой контакт для электрика – это такой способ подачи сигнала, работающий по принципу размыкания или соединения электрической сети, которую подключили к клеммам этого контакта.

Теперь, если по тех. заданию или проекту вам требуется подключить оборудование к сухому контакту, вы будете знать, что это значит подать через него какой-то сигнал, например, переменный электрический ток 220В, и получить его обратно.

А дальше, в зависимости от того, возвращается ваш сигнал или обрывается, обрабатывать это событие тем или иным образом. Например, отключать автоматический выключатель какой-то группы расцепителем.

Если же у вас остались вопросы о том, что такое сухой контакт, о его использованиив электрике или работе с ним – оставляйте их в комментариях к статье, буду рад ответить всем. Кроме того, обязательно подписывайтесь на нашу группу вконтакте, чтобы узнавать о выходе новых материалов.

Что такое сухой контакт в электрике

Чтобы вам лучше понять, что такое сухой контакт в электрике, я советую в первую очередь не пытаться найти в этом словосочетании какой-то глубокий смысл, ведь, этот термин пришёл к нам из английского языка, где в электрике есть соответствующее « Dry contact » – что переводится как «сухой контакт».

Но как часто бывает, термин к нам перешел в дословном переводе, а вот смысл потерялся, и многие, когда сталкиваются с этим понятием законно недоумевают, что это за контакт такой, почему он сухой, какой тогда контакт мокрый, а главное зачем он нужен, как с ним работать?

Сухой контакт – это термин, обозначающий такой вид устройств, в которых соединение либо разъединение соприкасающихся поверхностей токопроводящих материалов замыкает или разрывает электрическую цепь, в которую они установлены.

Лучшим примером сухого контакта можно считать обычный выключатель света, т.к. он устанавливается в разрыв фазного проводника, идущего к светильнику, при этом, пока выключатель не встроен в цепь на его контактах нет потенциала, они не заземлены и т.д. но при этом вы можете им управлять, нажимая клавишу – замыкая или размыкая соединение токопроводящих элементов.

КАРТИНКА 1 Выключатель света – простейший сухой контакт

По большому счету, к клеммам выключателя вы можете подключить что захотите, пустить через него переменный или постоянный электрический ток, практически любых выбранных вами параметров и управлять этой цепью – разрывая или наоборот соединяя контакты, влияя тем самым дойдёт ли выбранный вами сигнал до потребителя на другом конце цепи, в данном случае электрический ток до светильника.

Сигнал типа сухой контакт

А теперь представьте, что не вы нажимаете клавишу выключателя, когда это потребуется, а механизм, управляемый работающим по определенному алгоритму устройством. Оно автоматически замыкаем или разрывает контакты, в зависимости от выполнения тех или иных заложенных в него условий.

Теперь эта цепь автоматически, при наступлении определенных событий, будет рваться или соединяться – лампы в вашем светильнике будут или зажигаться, или гаснуть. По этому принципу работает простое электромеханическое реле.

КАРТИНКА 2 Электромеханическое реле – безпотенциальный контакт

Изменение положений контактов по сути является сигналом, сообщающим нам о наступлении какого-то события, в нашем случае мы узнаём об этом увидев, что светильник изменил своё обычное состояние (зажегся или наоборот потух) – это и называется сигнал типа сухой контакт.

В электропроекте или техническом задании, вы скорее всего столкнетесь именно с такой формулировкой и ваша задача, уже как электрика, правильно обработать этот сигнал, чтобы при изменении состояния сухого контакта, произошли нужные нам события, что-то включилось или наоборот отключилось.

Чаще всего, сухие контакты используются в системе пожарной или охранной сигнализации, для управления электрооборудованием при срабатывании того или иного сценария.

Например, если расставленные пожарные датчики в помещении обнаруживают факторы пожара, тут же происходит изменение положения сухого контакта, к которому привязана вентиляция, электрозамки, подача сигнала о необходимости эвакуации, включение аварийного освещения, насосов системы пожаротушения, системы дымоудаления и т.д. И всё это оборудование запускает или отключает сухой контакт.

По ссылке ниже вы сможете увидеть один из самых распространённых примеров использования сухого контакта, из которого окончательно поймёте принцип его работы, а главное его основную задачу.

КАРТИНКА 3 Где используется сухой контакт

НАГЯДНЫЙ ПРИМЕР – ЧТО ТАКОЕ СУХОЙ КОНТАКТ

Зачем нужен сухой контакт?

Многие спрашивают, зачем было выдумывать отдельный термин, использовать такую запутанную схему с обработкой событий именно по сигналу тупа сухой контакт, да и просто какая нам от него польза?

Ответ на эти вопросы достаточно прост, именно из-за того, что сухие контакты сами не обладают никакой формой сигнала, а лишь коммутируют то, что мы им подключают – позволяет управлять широчайшим спектром оборудования, не зависимо от используемых интерфейсов и параметров данных приборов. Именно поэтому второе, менее распространённое название у сухого контакта – безпотенциальный контакт.

Чаще всего, при электромонтаже, коммутационное оборудование, где располагается сухой контакт, выдаётся смежными организациями – например слаботочниками, задача же электриков завести этот сигнал в электрощит и правильно собрать схему управления, чтобы сценарий работы электрооборудования при получении сигнала был именно таким каким требуется.

Если, например, вам по проекту требуется подключить питание той же вытяжки к определенной коммутационной коробке, в которой уже будет нужные вам параметры тока, напряжения и т.д. и она при этом так же будет при наступлении определенного сценария выключаться, автоматически обесточивая ваше оборудования, то такое соединение не является Сухим контактом, т.к. нарушено главное правило, на нём изначально есть потенциал.

В следующей статье покажу несколько основных схем подключения, по которым коммутируются сухие контакты в электрике, в 95% случаев одна из них подойдёт и вам.

Сейчас же подведем итоги, если по-простому: сухой контакт для электрика – это такой способ подачи сигнала, работающий по принципу размыкания или соединения электрической сети, которую мы сами подключили к клеммам этого контакта.

Чаще всего, сухие контакты работают по принципу переключателя, т.е. имеют три клеммы – 1 общая и две перекидные, грубо говоря один контакт нормально замкнут (в обычном состоянии) и размыкается лишь в случае срабатывания сценария, а другой нормально разомкнут, и наоборот соединяется при том же срабатывании, что позволяет максимально широко использовать возможности по подключению сухого контакта.

Теперь, если по тех. заданию или проекту вам требуется подключить оборудование к сухому контакту, вы будете знать, что это значит подать через него какой-то сигнал, например, переменный электрический ток 220В, и получить его обратно. А дальше, в зависимости от того, возвращается ваш сигнал или обрывается, обрабатывать это событие тем или иным образом. Например, отключать автоматический выключатель какой-то группы расцепителем.

Более подробно о схемах подключения сухого контакта в электрике читайте по этой ссылке.

КАРТИНКА 4 Схема подключения сухого контакта

Кроме того, обязательно подписывайтесь на нашу группу вконтакте, чтобы узнавать о выходе новых материалов. Если же остались вопросы или есть комментарии – оставляйте их в комментариях к статье, буду рад ответить всем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector